Nové umělé oko napodobuje lidské oči a může je překonat

Vědci zatím nedokážou rekonstruovat člověka s bionickými částmi těla. Nemají na to technologie. Ale nové umělé oko přibližuje kyborgy o krok blíže realitě.

Toto zařízení, které napodobuje strukturu lidského oka, je zhruba stejně citlivé na světlo a má rychlejší reakční dobu než skutečná oční bulva. Nemá sice teleskopické nebo noční vidění, jaké měl Steve Austin v televizním seriálu The Six Million Dollar Man, ale tento elektronický okulár má potenciál ostřejšího vidění než lidské oči, uvádějí vědci v časopise Nature z 21. května.

„V budoucnu to můžeme využít pro lepší zrakové protézy a humanoidní robotiku,“ říká inženýr a materiálový vědec Zhiyong Fan z Hong KongUniversity of Science and Technology.

Lidské oko vděčí za své široké zorné pole a vysoké rozlišení zraku kopulovité sítnici – oblasti v zadní části oční koule pokryté buňkami detekujícími světlo.Fan a jeho kolegové použili k napodobení této architektury ve své syntetické oční bulvě zakřivenou membránu z oxidu hlinitého posetou nanosenzory z materiálu citlivého na světlo zvaného perovskit (SN: 7/26/17). Dráty připojené k umělé sítnici posílají údaje z těchto senzorů do externích obvodů ke zpracování, stejně jako nervová vlákna přenášejí signály ze skutečné oční bulvy do mozku.

Umělá oční bulva registruje změny osvětlení rychleji než lidské oči – během 30 až 40 milisekund místo 40 až 150 milisekund. Zařízení také vidí tlumené světlo přibližně stejně dobře jako lidské oko. Přestože jeho 100stupňové zorné pole není tak široké jako 150stupňové zorné pole lidského oka, je lepší než 70 stupňů viditelných pro běžné ploché zobrazovací senzory.

Teoreticky by toto syntetické oko mohlo vnímat mnohem vyšší rozlišení než lidské oko, protože umělá sítnice obsahuje asi 460 milionů světelných senzorů na čtvereční centimetr. Skutečná sítnice má asi 10 milionů světločivných buněk na centimetr čtvereční. To by však vyžadovalo samostatné snímání z každého senzoru. V současném uspořádání je každý drát zapojený do umělé sítnice silný asi jeden milimetr, takže se dotýká mnoha senzorů najednou.Pouze 100 takových drátů se vejde na zadní stranu sítnice, což vytváří obrazy, které mají 100 pixelů.

Aby bylo možné k umělé oční bulvě připojit tenčí drátky a dosáhnout tak vyššího rozlišení, použil Fanův tým magnetické pole k tomu, aby k nanosenzorům na syntetické sítnici postupně připojil malou soustavu kovových jehliček, z nichž každá je tlustá 20 až 100 mikrometrů. „Je to jako chirurgická operace,“ říká Fan.

Současná metoda vědců pro vytváření jednotlivých ultramalých pixelů je nepraktická, říká Hongrui Jiang, elektroinženýr z University of Wisconsin-Madison, jehož komentář ke studii vyšel ve stejném čísle časopisu Nature. „Pro několik stovek nanodrátků, dobře, ale co miliony?“ ptá se. Inženýři podle něj budou potřebovat mnohem efektivnější způsob, jak vyrobit rozsáhlá pole drobných drátků na zadní straně umělé oční bulvy, aby jí poskytli nadlidský zrak.