在科幻小說(shuō)或電影中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的情節(jié)，通過(guò)人造眼睛的機(jī)器人可以精準(zhǔn)識(shí)別打擊目標(biāo)，完成人類無(wú)法完成的任務(wù)，或通過(guò)人造眼睛恢復(fù)盲人的視力。事實(shí)上，這種畫面不僅出現(xiàn)在科幻小說(shuō)中，在現(xiàn)實(shí)中，許多科學(xué)家也都在致力于仿生眼的研發(fā)，不過(guò)如何制造適合人類的仿生眼，尤其是人造視網(wǎng)膜的研發(fā)嚴(yán)重限制了仿生眼的發(fā)展。 w+q?T  
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而在本周《自然》發(fā)表的一篇論文中，由香港科技大學(xué)范智勇教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，成功開(kāi)發(fā)了一種可以媲美人類視網(wǎng)膜的人工視網(wǎng)膜，由該視網(wǎng)膜組成的仿生眼在某些情況下甚至比人眼看的更清楚。 z)5S^{(  
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高密度人工視網(wǎng)膜 ddoST``G  
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對(duì)于地球上的絕大部分生物來(lái)說(shuō)，眼睛都是最重要的傳感器官，尤其是人類，大約 80% 的環(huán)境信息都是通過(guò)眼睛獲取。 . 3GnZR,L  
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人眼具有視場(chǎng)寬、分辨率高以及對(duì)光高度敏感的特點(diǎn)，這一切都源于半球形的視網(wǎng)膜和大量的視細(xì)胞——每平方厘米約 1000 萬(wàn)個(gè)。模仿這些特點(diǎn)來(lái)創(chuàng)造人工仿生眼是機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)焦點(diǎn)，對(duì)于開(kāi)發(fā)視覺(jué)假體裝置具有重要意義。但是，視網(wǎng)膜的形狀和構(gòu)成使人工視網(wǎng)膜的制造頗具挑戰(zhàn)性。 +AB6lv  
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而要想媲美人眼的功能，理論上，仿生眼的各種結(jié)構(gòu)都要和人眼類似，尤其是半球形視網(wǎng)膜。在人眼中，這種半球形的結(jié)構(gòu)可以有效補(bǔ)償成像差異，從而降低成像的復(fù)雜性。因此，要想開(kāi)發(fā)優(yōu)秀的仿生眼，必須先要有優(yōu)秀的人工視網(wǎng)膜。 >B0D/:R9  
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而此前，用作仿生眼的人工視網(wǎng)膜，商用電荷耦合器件和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，主要通過(guò)主流平面微加工工藝成型，很難做成人類生物視網(wǎng)膜那樣的半球形。 'g]hmE  
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即使此前有研究者，先將光電傳感器集成于平面剛性基板上，然后將其彎曲成類似人眼的曲面，但是因?yàn)樾枰�預(yù)留折疊所需的空間，因此這限制了基板上納米傳感器的密度，無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高的分辨率。 ,*7H|de7  
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為了制造高分辨率人工視網(wǎng)膜，范智勇教授及同事展示了一種新設(shè)計(jì)：一種半球形的氧化鋁上包含了緊密排布的鈣鈦礦光敏納米傳感器，模仿人眼的視網(wǎng)膜（鈣鈦礦是一種頗具潛力的太陽(yáng)能電池材料）。同時(shí)，他們還使用由液態(tài)金屬制成的傳導(dǎo)線將人工視網(wǎng)膜上的光血信號(hào)傳導(dǎo)出來(lái)。 N;<//,  

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由于納米傳感器直接被集成在曲面上，這讓它們可以實(shí)現(xiàn)更緊密的排列。得益于此，人工視網(wǎng)膜上的納米傳感器密度高達(dá) 4.6×10⁸cm²，遠(yuǎn)高于人類視網(wǎng)膜上感光細(xì)胞的密度（約 10⁷cm²）。 CoJ55TAW  
隨后，范智勇教授開(kāi)始用這種人造視網(wǎng)膜組裝仿生眼，并進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種人造視網(wǎng)膜在某些指標(biāo)上與人眼類似或比人眼更強(qiáng)大。 xS"$g9o0  
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例如，對(duì)光的敏感度，從每平方厘米 0.3 微瓦到 50 毫瓦，這種人造視網(wǎng)膜都可以感受到；同時(shí)在最低的光強(qiáng)度下，人造視網(wǎng)膜的每個(gè)納米傳感器可以檢測(cè)到 86 個(gè)光子，與人類的視網(wǎng)膜相當(dāng)。 nB=0T`vQ  
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不僅如此，這種人工視網(wǎng)膜對(duì)于可見(jiàn)光譜內(nèi)所有頻率光都敏感，同時(shí)它在接受光刺激后的短短 19.2 毫秒內(nèi)作出響應(yīng)，然后在 23.9 毫秒內(nèi)恢復(fù)無(wú)效狀態(tài)，比人眼視網(wǎng)膜中感光細(xì)胞 40-150 毫秒的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間要短許多。 Xtft*Z  
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而最令人印象深刻的是，由于人工視網(wǎng)膜中集成了大量的納米傳感器，這種視網(wǎng)膜理論上可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)人眼的高分辨率成像。 ; yyO0Ha  
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