Olyan mesterséges szemet alkottak hongkongi kutatók, ami jobb, mint az igazi

Bár a tudomány egyelőre nem tart ott, hogy bionikus emberek jöhessenek létre, most egy lépéssel közelebb kerültünk a kiborgok világához: a Hongkongi Tudományos és Műszaki Egyetem kutatói olyan mesterséges szemet hoztak létre, amely az emberi látószerv felépítését követi, ráadásul amellett, hogy hasonlóan érzékeny a fényre, a valódi szemgolyónál gyorsabb reakcióidővel is rendelkezik.

„A jövőben ezt a látásjavító beavatkozásoknál és a humanoid robotokhoz is felhasználhatjuk” – mondta a ScienceNews-nak Fan Csijung, az egyetem elektronikai-informatikai mérnöke és anyagkutatója. A kutatók a Nature-ben publikálták az eredményeiket.

Az emberi szem a fényérzékeny sejtekből álló, kupola alakú retinának (vagy recehártyának, ideghártyának) köszönhetően rendelkezik széles látómezővel és nagy felbontású látással. A kutatók ezt úgy igyekeztek reprodukálni, hogy egy hajlított alumínium-oxid membránt nanoméretű, fényérzékeny anyagból (perovszkit) készült szenzorokkal láttak el. A mesterséges retinából kiolvasott információt a szenzorok vezetékeken keresztül egy külső processzorba küldik, ahhoz hasonlóan, ahogy az idegszálak a szemből az agy felé továbbítják a jeleket.

A mesterséges szem felépítése, és a műretinára helyezett fényérzékeny szenzorokForrás: Jiang et al., 2020

Míg az emberi szem 4-15 századmásodperc alatt érzékeli a fényváltozást, a műszemgolyó ezt átlagosan jóval gyorsabban, 3-4 századmásodperc alatt teszi. A valódi szem 150 fokos látómezőjét ugyan nem éri el a mesterséges szemé (100 fok), de az még így is fejlettebb, mint a most használatban lévő képérzékelő szenzorok 70 fokos látómezője.

Ötvenszer jobb vagy százezerszer rosszabb látás

A látott kép felbontását tekintve már akadnak problémák az elméleti lehetőségek gyakorlatba ültetésével. Bár a műretinát 460 millió fényérzékeny szenzorral látták el négyzetcentiméterenként, az emberi szem 10 millió fényérzékeny sejtjéhez képest ugyanekkora területen, ezt csak akkor lehetne kihasználni, ha minden szenzorhoz külön vezeték csatlakozna. Jelenleg azonban az egy milliméter vastagságú szálakból körülbelül csak 100 darab fér el ezen a területen, ennek megfelelően csak 100 pixeles képeket képesek alkotni.

A Nature a tanulmánnyal egy időben a hozzá fűzött kommentárt is lehozta, amelyet Hongrui Jiang, a Wisconsin-Madison-i Egyetem villamosmérnöke jegyez. Ő ugyan elismeri a hongkongi kutatók érdemeit, de szerinte a jeleket továbbító vezetékek ideális (legfeljebb néhány mikrométeres) méretének elérése érdekében még van mit fejleszteni ezen a mesterséges szemen. Jiang szerint körülbelül tíz év múlva lehet ténylegesen is hasznát venni ennek a készüléknek.

A katonai éjjellátó szemüvegek képeFotó: JULIAN STRATENSCHULTE/dpa Picture-Alliance via AFP

A hongkongi kutatók mindenesetre bizakodóak, és azt állítják, hogy a jövőben akár arra is képes lehet a műszem gazdája, hogy a sötétben is lásson. Míg az emberi szem csak a 400–700 nanométeres hullámhosszok érzékelésére képes, a mesterséges szem a 200 és 800 nanométeres hullámhosszok közötti skálán lát.

„A jövőben a megfelelő félvezető használatával az infravörös fény is láthatóvá válik a mesterséges szem számára, így az azt használó személy elnyeri az éjjellátás képességét” – mondta Fan az Inverse-nek.

A hírekről sok helyen tájékozódhatsz. A Qubit krízisben és békeidőben is arra törekszik, hogy az események mögött álló mélyebb összefüggéseket is megértsük – szigorúan a modern tudomány szemszögéből, több mint 100 tudós-szerzőnk és szakértő újságíróink révén. Ez nekünk sokba kerül, de reméljük, nektek is sokat ér.
Támogasd a Qubit fennmaradását!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: