ساخت چشم مصنوعی بسیار بهتر از چشم واقعی

دانشمندان هنوز نمي‌توانند کسي را با اعضاي بدن بيونيک بازسازي کنند. آن‌ها اين فناوري را ندارند، اما يک چشم مصنوعي جديد، ما را يک قدم به واقعيت نزديک مي‌کند. اين دستگاه که از ساختار چشم انسان تقليد مي‌کند، به همان اندازه به نور حساس بوده و زمان واکنش سريع‌تري نسبت به کره چشم واقعي دارد.

به گفته محققان ممکن است اين چشم مصنوعي قابليت‌هاي ديد تلسکوپي يا ديد در شب استيو آستين در نمايش تلويزيوني شش ميليون دلاري‌اش را نداشته باشد، اما اين چشمي الکترونيکي پتانسيل بينايي تيزتر از چشم انسان را دارد.

ژيونگ فن، مهندس و دانشمند مواد، از دانشگاه علم و صنعت هنگ کنگ مي‌گويد در آينده ما مي‌توانيم از اين روش براي پروتز‌هاي بينايي بهتر و رباتيک انسان‌نما استفاده کنيم.

چشم انسان ميدان ديد وسيع و قدرت تفکيک بالاي خود را مديون شبکيه گنبدي شکل (ناحيه‌اي در پشت کره چشم پوشيده از سلول‌هاي تشخيص دهنده نور) است. فن و همکارانش براي تقليد از اين معماري در کره چشم مصنوعي خود، از غشاي اکسيد آلومينيوم منحني، مملو از سنسور‌هاي نانو ايجاد شده از ماد‌ه‌اي حساس به نور به نام پروسکيت بهره بردند. سيم‌هاي متصل به شبکيه مصنوعي، همانگونه که رشته‌هاي عصبي از کره چشم واقعي به مغز سيگنال مي‌دهند، بازخواني آن حسگر‌ها را به مدار‌هاي خارجي مي‌فرستند.

کره چشم مصنوعي تغييرات نور را سريعتر از چشم انسان در حدود ۳۰ تا ۴۰ ميلي ثانيه، به جاي ۴۰ تا ۱۵۰ ميلي ثانيه مي‌تواند ثبت کند. اگرچه ميدان ديد ۱۰۰ درجه آن به اندازه ۱۵۰ درجه چشم انسان گسترده نيست، اما بهتر از ۷۰ درجه قابل مشاهده در سنسور‌هاي تصويربرداري تخت معمولي است.

از نظر تئوري، اين چشم مصنوعي مي‌تواند وضوح بسيار بالاتري از چشم انسان را درک کند، زيرا شبکيه مصنوعي حاوي حدود ۴۶۰ ميليون حسگر نور در هر سانتي متر مربع است. يک شبکيه چشم واقعي در هر سانتي متر مربع حدود ۱۰ ميليون سلول تشخيص دهنده نور دارد، اما اين نياز به خواندن جداگانه از هر سنسور دارد. در تنظيمات فعلي، هر سيم متصل به شبکيه مصنوعي حدود يک ميلي متر ضخامت دارد، آنقدر بزرگ است که حسگر‌هاي بسياري را به طور همزمان لمس مي‌کند. فقط ۱۰۰ سيم از اين دست در پشت شبکيه قرار دارد و تصاويري با ۱۰۰ پيکسل ايجاد مي‌کند.

براي نشان دادن اينکه سيم‌هاي نازک‌تري مي‌توانند براي حلال بالاتر به کره چشم مصنوعي متصل شوند، تيم فن با استفاده از يک ميدان مغناطيسي آرايه کوچکي از سوزن‌هاي فلزي به قطر ۲۰ تا ۱۰۰ ميکرومتر را يکي يکي به نانوحسگر‌هاي شبکيه مصنوعي متصل کرد. فن مي‌گويد اين مثل يک عمل جراحي است.

يک مهندس برق از دانشگاه ويسکانسين-مديسون در اين باره گفت روش فعلي محققان براي ايجاد پيکسل‌هاي فوق‌العاده کوچک منفرد غير عملي است، اما مي‌تواند براي چند صد نانوسيم خوب عمل کند؛ او مي‌گويد مهندسان براي ساختن آرايه وسيعي از سيم‌هاي ريز در پشت کره چشم مصنوعي به يک روش بسيار کارآمدتر نياز دارند تا ديد فوق بشري به آن بدهند.