新的仿生眼可能比我们看得更清楚

就对受影响的病人的生活的影响而言，恢复盲人视力的能力是治愈医学能够实现的最深远的行为之一，也是现代医学最难以实现的事情之一。我们可以在有限的场景中恢复视力，市场上有一些早期的仿生眼睛可以在非常特定的场景中恢复有限的视力。随着一项设计仿生视网膜的新实验的结果的公布，研究人员可能已经朝着改变这一现状迈出了戏剧性的一步。

该研究小组在《自然》杂志上发表了一篇论文，详细描述了由高密度纳米线构建的半球形视网膜的过程。在历史上，视网膜的球形形状一直是仿生设备的主要挑战。

光线通过弯曲的晶状体进入眼睛，这意味着射入视网膜的光线已经弯曲。当你使用一个平面传感器来捕捉它的时候，图像的聚焦有一个内在的限制。这似乎是一种尖端人工智能可能能够帮助的事情，但人类眼球后部可用的处理能力是有限的，对视觉的延迟要求几乎为零。或者，我们可以解决半球问题。香港科技大学电子与计算机工程师范志勇(音)和研究团队的其他成员就是这么做的。

他们从一个铝箔半球开始。电化学处理将金属箔转变成一种被称为氧化铝的绝缘体，并使其在整个使用过程中布满纳米级的小孔。这些密集聚集的小孔成为钙钛矿纳米线的通道，模拟了视网膜本身的功能。钙钛矿用于制造太阳能电池。一旦纳米线生长出来，研究人员用人工晶状体覆盖眼睛，并在里面注入离子液体，以模仿我们眼球内的玻璃状幽默。

这种离子液体对这一过程非常重要，它使纳米线能够探测光线并将其信号传输到外部图像处理电子设备。

人造眼的性能令人印象深刻。因为它不受我们自己的生物参数的限制，它可以对波长达800nm的光线做出反应。人类的视觉范围最大约为740毫米;这个波长以上的颜色对我们来说是黑色的。如果我们能在800nm时看到，我们就能看到近红外波段(750 - 1400nm)。光模式的处理时间约为19ms，相当于人眼的一半时间。将眼睛的反应速度降低到19ms可能会减少人类的总反应时间，而且人造眼的图像锐化和整体清晰度比Mark I eye更好。

注意:不要把它看作是对帧率本质的评论，以及人类是否能看到高于特定帧率阈值的东西。测量的人眼反应和恢复时间从40ms到150ms不等。人类的平均总反应时间在200ms到250ms之间。非凡的人有时会超过这些速度;150毫秒的反应时间并不是未知的。

简而言之，这种人造视网膜在很多方面都比我们看得更清楚，就我所知，这是第一次制造出这样的东西。新的视网膜甚至没有盲点。

正如《科学美国人》所详细描述的，在这样一个系统可以集成到一个功能性设备之前，还有很多工作要做。像第二视力这样的系统(一个我们曾经报道过的公司，下面有链接)直接与大脑整合。这个人造视网膜不需要。这是一种概念验证的人工视网膜，如果目前的问题能够得到解决，或许有一天可以应用在仿生眼上。

克服这些问题将是困难的。人类的视觉系统不是照相机，即使它可以用类似的术语在概念上描述。我们能从传感器提供的特性中获益的想法是假设我们能将其与大脑无缝连接，使这些益处得以显现。因为有不同形式的失明，适用于一种类型的解决方案可能不适用于另一种类型。由脑损伤引起的失明不太可能得到这种解决方案的帮助——即使是一个完美的人造眼睛也不可能让我们恢复每个人的视力。

尽管如此，这里的长期潜力是巨大的。第一个灰度、低分辨率的人工传感器问世还不到十年。现在，我们正试图弄清楚如何构建一个看似优越的系统，并将其连接到服务器后端，如果您不介意这样的比喻的话。希望我们能在接下来的十年里看到这个领域的进一步发展。