Umelé oko flexe sval urobiť, čo ľudské oko nemôže

Anonim

Umelé oko flexe sval urobiť to, čo ľudské oko nemôže

veda

James Holloway

28. februára 2018

3 obrázky

Komplexné nanostruktúry dávajú oku dúhový lesk (Credit: Alan She / Harvard SEAS)

Harvard oznámil prelomové ploché umelé oko len do hĺbky 30 mikrónov, čo môže prevyšovať schopnosti ľudského oka. Technológia, ktorá vychádza z technológie metalens pridaním elektricky ovládaných pružných svalov, môže mať skutočný vplyv na všetky optické polia, vrátane tých, ktoré sa nachádzajú v kamerách, teleskopoch, mikroskopoch, okuliaroch a dokonca aj virtuálnej realite.

Prototypové zariadenie dokáže simultánne upraviť zaostrenie obrazu, posun obrazu a astigmatizmus, ktoré môžu spôsobiť rozmazanie obrazu a ktoré sú nastavené nad rámec vlastných vlastných očí. Technológia sa môže zamerať aj v reálnom čase, rovnako ako naše oči môžu.

"Všetky optické systémy s viacerými komponentmi.

majú malé zloženie alebo mechanické namáhanie.

čo bude vždy spôsobovať malé množstvo astigmatizmu a iných aberácií, ktoré by mohli byť korigované adaptívnym optickým prvkom, "vysvetľuje Alan Shea, autorka výskumu." Pretože adaptačné metaleny sú ploché, môžete opraviť tieto aberácie a integrovať rôzne optické schopnosti na jednu riadiacu rovinu. "

Metaleny, na ktoré sa odvoláva, je plochá kremíková nanostruktúra, ktorá zaostrí svetlo. Ale toto oko ide ďalej tým, že pridáva okolité umelé svalstvo, ktoré predstavujú pre tím skutočné problémy.

Prvým z nich bolo, aby boli kovy oveľa väčšie, pretože predchádzajúce prototypy neboli väčšie ako kus lesku. Zmeniť veľkosť objektívu s priemerom 1 cm a tím zistil, že údaje potrebné na opis konštrukcie objektívu by mohli dosiahnuť terabajty vďaka zložitosti zapojených nanostruktúr.

Na prekonanie problému tím vyvinul algoritmus schopný opísať výrobu šošoviek, ktorý znížil údaje na zvládnuteľnú veľkosť a stal sa kompatibilný s technológiou používanou na výrobu integrovaných obvodov. Ak by sa šošovky mohli vyrábať viac-menej rovnako ako obvody, ako naznačuje výskum, je to značná výhoda pre komerčnú životaschopnosť technológie.

Ďalšou úlohou bolo pripojenie umelého svalu k šošovke bez výrazného ohrozenia jeho optického výkonu. Tím si vybral dielektrický elastomér - elastický polymér, ktorý by sa mohol ovládať nanášaním elektriny cez elektródy s uhlíkovými nanotrubkami. Výskumníci identifikovali elastomér, ktorý umožňoval prejsť svetlom bez veľkej straty kvôli rozptylu.

Na rozdiel od iných technológií umelých očí, ktoré sme videli, sa zdá, že táto technológia nemá potenciál mať potenciál v ľudských implantátoch, aj keď sme o to požiadali.

Tím má v úmysle pracovať na ďalších zlepšeniach vrátane zníženia napätia potrebného na kontrolu oka a zlepšenie jeho rýchlosti reakcie.

Výskum sa uskutočnil na Harvardskej univerzite John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences. Tímová práca bola uverejnená v časopise Science Advances .

Aktualizácia 15. marca 2018: Alan Ona sa vrátila k nám, aby nám dala vedieť, že kvôli elektrickej energii, ktorú oko potrebuje, bude ťažké použiť technológiu na ľudský implantát. "Môžeme povedať, že je možné spojiť mäkké kovaleny s existujúcim ciliárnym svalstvom v oku, " dodala. "Neviem, či takáto lekárska technika existuje alebo nie, a preto myslím, že je jednoduché, aby sa mäkké metaleny biologicky inertné a biokompatibilné pomocou vhodných materiálov.

Zdroj: Harvard Gazzette

Oko je elektricky riadené elastomérovým svalom (Credit: Alan She / Harvard SEAS)

Komplexné nanostruktúry dávajú oku dúhový lesk (Credit: Alan She / Harvard SEAS)

Prototypové zariadenie dokáže simultánne upraviť zaostrenie obrazu, posun obrazu a astigmatizmus - úpravy, ktoré presahujú to, čo dokážu naše vlastné oči (Credit: Alan She / Harvard SEAS)