چشم انسان ابزاری پیچیده است: تصاویر از لنزی خمیده در جلوی کرهی چشم وارد میشود و قبل از رسیدن به شبکیهی حساس به نور از مایع چسبناک و شیشهای عبور میکند. شبکیه سیگنال را به عصب بینایی هدایت کرده و تصویر را به مغز میبرد. حدود - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - یک دهه است که مهندسان در تلاش برای تقلید از این ساختار هستند. اکنون چشم مصنوعی جدیدی ساخته شده است که با موفقیت شکل کروی این ابزار طبیعی را تقلید - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - میکند.
پژوهشگران امیدوار هستند این دستاورد بتواند به دید رباتیک و دستگاههای پروتز دقیقتر منجر شود. بهتازگی - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - مقالهای دربارهی این پیشرفت در مجلهی Nature منتشر شد. پژوهش جدید بر مبنای این واقعیت انجام شده است که پروسکایت مادهی رسانا - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - و حساس به نوری که در سلولهای خورشیدی مورد استفاده قرار میگیرد، میتواند برای ایجاد نانوسیمهای بسیار نازک با طول چند هزارم میلیمتر استفاده شود. ژیونگ فن، مهندس الکترونیک و کامپیوتر در دانشگاه علم و فناوری هنگکنگ میگوید:
نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل برای شما در کمترین زمان
این سیمها از ساختار سلولهای نازک و طویل گیرندهی نور چشم تقلید میکنند. اما مشکل این است: چگونه میتوانیم مجموعهای از نانوسیمها را در لایهای بهشکل نیمکره درآوریم تا این شبکیهی نیمکرهای شکل بگیرد.
ساخت شبکیهی خمیده مهم است زیرا نور فقط پس از عبور - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - از لنز (عدسی) خمیده به شبکیه میخورد. هونگروی جیانگ، مهندس برق در دانشگاه ویسکانسین-مدیسن که مطالعهی جدید - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - را بازبینی کرده ولی بهطور مستقیم مشارکتی در این کار - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - نداشته است، میگوید:
مناسبترین نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل را از ما بخواهید
وقتی سعی میکنید چیزی را تصویربرداری کنید، تصویری - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - که پشت لنزها تشکیل - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - میشود، درواقع خمیده است. - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - اگر حسگر - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - مسطحی دارید، نمیتوانید بهخوبی روی تصویر تمرکز کنید.
شبکیه خمیده است اما حسگرهای الکترونیکی نور سخت و صاف هستند. فن و همکارانش برای حل این مسئله فویل - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - آلومینیومی نرمی را به شکل نیمکره درآوردند. آنها سپس فلز را با نوعی فرایند الکتروشیمیایی تیمار کردند که آن را به عایقی بهنام آلومینیوم اکسید تبدیل کرد. این فرایند همچنین موجب شد منافذ نانومقیاسی در ماده ایجاد شود. درنتیجه، پژوهشگران به نیمکرهی انحناداری رسیدند که دارای منافذ متراکم مناسبی بود که میشد در آنها نانوسیمهای پروسکایت را - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - کشت داد. جیانگ - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - میگوید:
اطلاعات نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل را از ما بخواهید
تراکم نانوسیمها بسیار زیاد است. این تراکم با تراکم گیرندههای نور در چشم انسان قابل مقایسه است (درواقع حتی بیشتر است).
دانشمندان وقتی به شبکیهی خمیده دست پیدا کردند، - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - آن را در چشم مصنوعی - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - قرار دادند که در قسمت جلوی آن لنزهای خمیدهای وجود - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - داشت. این تیم با الهام از مایع تخصصی موجود در چشم واقعی، آن را با نسخهی شبهبیولوژیکی از یک مایع یونی پر کردند - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - که نوعی نمک مایع است که ذرات باردار در آن میتوانند حرکت کنند. فن میگوید:
نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل کیفیت بالا، خدمات متفاوت
یک مولفهی بسیار مهم از کار این است که ما حفرهها را با مایع یونی - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - پر کردیم. وقتی نانوسیمها بار الکتریکی تولید کنند، بار با برخی از یونها مبادله خواهد شد.
این تبادل الکتریکی به نانوسیمهای پروسکایت - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - اجازه میدهد که عملکرد الکتروشیمیایی تشخیص نور و ارسال سیگنال - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - به ابزارهای الکترونیکی خارجی پردازشکننده تصویر را انجام دهد.
وقتی پژوهشگران چشم مصنوعی را آزمایش کردند، این ابزار توانست الگوهایی از نور را در زمان ۱۹ میلیثانیه یعنی نصف زمان مورد نیاز چشم انسان پردازش کند و تصاویری را تولید کرد که نسبتبه تصاویری که بهوسیلهی یک حسگر تصویر مسطح با تعداد مشابه پیکسل تولید میشود، از کنتراست بالاتر و لبههای واضحتری برخوردار بود. از بعضی جهات، چشم مصنوعی از دید طبیعی بهتر عمل میکند: میتواند - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - طیف وسیعتری از طولموجها را بگیرد و فاقد نقطه کور است.
فن امیدوار است که برای ساخت دستگاههای پروتزی براساس این طرح با پژوهشگران حوزهی پزشکی همکاری کند. اگرچه - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - انجام چنین کاری ممکن - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - است به توسعهی بسیار بیشتری نیاز داشته باشد. جسی دورن از مقامات شرکت زیستپزشکی دید دوم (Second Sight) که در این پژوهش مشارکتی نداشته است، میگوید: «این چشم مصنوعی واقعا ظریف است. این کار شگفتانگیز بهنظر میرسد، اما نویسندگان مطالعه درمورد نحوهی اتصال آن به سیستم بینایی انسان صحبت نمیکنند.»
دورن روی دستگاههای درمان نابینایی ازجمله نوعی پروتز شبیکه باعنوان آرگوس۲ کار میکند و خاطرنشان میکند که توسعهی رابط الکترونیکی فقط گام اول است. چنین دستگاهی برای تولید تصاویر نیاز به تعامل با مغز انسان دارد. بهگفتهی او، این کار دو چالش پیش رو دارد: اول اینکه چگونه میتوان هرنوع رابط دارای وضوح بالا را با اطمینان و بیخطر درون بافت مدنظر کاشت و دوم اینکه نحوهی تعامل آن با سیستم بینایی انسان به چه صورتی است.
علاوهبراین، انواع مختلفی از نابینایی وجود دارد و - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - چشمان بیعیب نیز ممکن است همیشه دید کاملی ایجاد نکنند. برای مثال، توسعهی مغز در دوران نوزادی و کودکی ازنظر پردازش ورودیهای بینایی حیاتی است، بنابراین فردی که نابینا متولد شده است، - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - در مراحل بعدی زندگی، ممکن است هرگز ارتباطات مورد نیاز برای دیدن بهوسیلهی چشمان پروتزی را نداشته باشد.
دورن به این مسئله اشاره میکند که دریافتکنندگان ایمپلنت آرگوس۲ همه افراد بزرگسالی - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - بودند که بینایی خود را در مراحل بعدی زندگی - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - از دست داده بودند. حتی این افراد نیز دارای سطوح مختلف موفقیت هستند؛ برخی تنها توانایی تمایز میان نور و - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - سایه را به دست میآورند - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - درحالیکه برخی دیگر میتوانند اشکال را پردازش کنند. بااینحال، او میگوید هرگونه ارتباط دیداری با - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - محیط میتواند منجر به استقلال و آزادی حرکت بیشتر شود. علاوهبراین، پروتزها تنها کاربرد با ارزش چشمان مصنوعی نیستند: چنین دستگاههایی میتوانند کاربردهای فوری در بینایی رباتیک داشته باشند.
جیانگ با ذکر این مسئله که برخی پژوهشگران بهدنبال این هستند که از چشم پستانداران تقلید کنند و - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - برخی دیگر با چشمهای مرکب حشرهمانند کار میکنند، میگوید: «تقلید از چشم طبیعی آرزوی بسیاری از مهندسان حوزهی بینایی بوده است.» او میافزاید این - نمایندگی رسمی یخچال جنرال الکتریک در منزل - حوزه از علم سرانجام درحال دستیابی به پیشرفتهای واقعی است: «من فکر میکنم طی حدود ۱۰ سال آینده، ما باید شاهد برخی از کاربردهای عملی بسیار ملموس از این چشمهای بیونیک باشیم.»