Ochiul biologic este un organ extrem de complex, iar oamenii au petrecut decenii încercând să reproducă acest organ extrem de delicat prin intermediul tehnologiei. Ochii protetici existenți nu reușesc cu rezoluții scăzute și senzori de imagine plană 2D.
Acum, o echipă internațională de cercetători de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Hong Kong (HKUST) și de la Universitatea din California, Berkley, a depășit acest neajuns, realizând, pentru prima dată, un ochi protetic biomimetic folosind o matrice de nanofire care creează o retină artificială emisferică. Adică, un senzor de imagine 3D.
Publicând în Nature, (paywall) echipa de la HKUST își prezintă „ochiul electrochimic” (EC-Eye). În timp ce este foarte promițător în domeniul roboticii și pentru persoanele cu deficiențe de vedere, în aplicații viitoare poate mai tentante, echipa consideră că ochiul lor EC-Eye ar putea oferi, de fapt, o vedere mai clară decât un ochi uman natural și ar putea include funcții suplimentare, cum ar fi capacitatea de a detecta radiațiile infraroșii în întuneric. Acest lucru intră, desigur, pe tărâmul transumanismului și al problemelor etice pe care acesta le implică. Dar, pe lângă faptul că îi entuziasmează pe fanii științifico-fantasticului, ochiul EC are mai mult ca sigur o promisiune imediată pentru cei a căror vedere naturală este grav afectată.
Cheia acestui nou ochi artificial este rețeaua de nanofire menționată mai sus. Aceste nanofire sunt derivate din tehnologia celulelor solare perovskite și sunt, în esență, nano-celule solare individuale și, prin urmare, pot imita fotoreceptorii biologici care se găsesc în retină. Aceste nanofire au fost apoi conectate la un mănunchi de fire de metal lichid, servind drept nervi artificiali, care au canalizat cu succes semnalele luminoase către un ecran de computer care arăta ceea ce putea „vedea” matricea de nanofire.
Cu cercetările privind interfețele electronice-nervoase deja în plină desfășurare, se speră că într-o zi aceste retină cu nanofire ar putea fi implantate direct și atașate la nervii optici ai pacienților cu deficiențe de vedere. Și mai uimitor este faptul că această retină artificială este superioară unei retină naturală în ceea ce privește neajunsurile care au apărut în urma evoluției retinei naturale. Toate retinele au un punct orb, cauzat de faptul că mănunchiurile de nervi optici trebuie să se conecteze undeva pe retină pentru a transporta informațiile la creier. Acest punct de conexiune de pe retină nu are spațiu pentru celulele fotoreceptoare și, prin urmare, este un punct orb pe retină. Din fericire, creierul dumneavoastră „umple spațiile goale” ale acestui punct orb, astfel încât persoanele cu o vedere sănătoasă nu îl văd. Cu toate acestea, efectele acestui punct orb pot fi observate dacă vă place să vă uitați la stele noaptea. Găsiți o stea foarte slabă și încercați să vă uitați direct la ea; devine greu de văzut, dar este mai ușor de văzut dacă, în schimb, vă uitați direct în jurul ei.
Ochiul CE nu are un astfel de punct orb.
În plus, nanofirele au o densitate mai mare decât celulele fotoreceptoare din retina umană. Prin urmare, în teorie, retina artificială poate detecta mai multe semnale luminoase și, prin urmare, poate produce o rezoluție a imaginii mai mare chiar și decât cea mai sănătoasă retină a unui om cu o vedere de douăzeci de ani.
Vantajele unui ochi EC față de un ochi natural sunt, de asemenea, faptul că utilizarea unor materiale diferite poate permite detectarea unei game spectrale mai mari, permițând potențial persoanelor cu astfel de implanturi EC-Eye să vadă în întuneric, dacă retina lor artificială poate detecta lumina infraroșie.
Cu toate acestea, autorii avertizează că această tehnologie se află încă în stadii incipiente.
„Am fost întotdeauna un mare fan al science fiction-ului”, a declarat profesorul Zhiyong Fan de la HKUST într-un comunicat de presă, și autorul principal al studiului, „și cred că multe tehnologii prezentate în povești, cum ar fi cele de călătorie intergalactică, vor deveni într-o zi realitate. Cu toate acestea, indiferent de rezoluția imaginii, de unghiul de vizualizare sau de ușurința de utilizare, ochii bionici actuali încă nu se pot compara cu omologul lor uman natural. Este nevoie urgentă de o nouă tehnologie care să abordeze aceste probleme, iar acest lucru mă motivează puternic să demarez acest proiect neconvențional.”
.