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南開(kāi)大學(xué)驗(yàn)證具有感覺(jué)的人造智能角膜 角膜看起來(lái)薄而透明，實(shí)際上是身體神經(jīng)最密集的部分，當(dāng)外物觸摸角膜時(shí)，會(huì)引起不自主的眼瞼閉合反射（角膜反射）。近年來(lái)，研究人員開(kāi)發(fā)的Boston型和MICOF型等多種類型的人造角膜已經(jīng)應(yīng)用于臨床治療，這些人造角膜可以承擔(dān)人類原生角膜的保護(hù)和光折射等功能，但不具備觸覺(jué)感知能力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)角膜反射。因此，開(kāi)發(fā)具有感覺(jué)的人造智能角膜，對(duì)解決角膜供體緊缺、治療角膜疾病具有重要意義。  人造角膜反射弧與人類原生角膜反射弧 徐文濤教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的人造智能角膜，通過(guò)人造反射弧重建“原生感覺(jué)”。團(tuán)隊(duì)分別以傳感器振蕩電路、氧化鋅錫（ZTO）纖維基人造突觸和電致變色器件作為感受器、處理核心和效應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外界機(jī)械和光刺激的編碼、信息處理以及透射光的調(diào)節(jié)。團(tuán)隊(duì)使用數(shù)字對(duì)準(zhǔn)的ZTO纖維作為人造突觸的溝道，探究出了調(diào)控長(zhǎng)、短程突觸可塑性的新方法。ZTO纖維不僅長(zhǎng)而連續(xù)、綠色無(wú)毒、成本低廉、光學(xué)性能優(yōu)異（透過(guò)率>99.89%，霧度<0.36%），而且晶體結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)可調(diào)，進(jìn)而可定制長(zhǎng)、短程突觸可塑性，并應(yīng)用于聯(lián)想學(xué)習(xí)和加密通信。  徐文濤教授介紹，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將人造智能角膜裝備于機(jī)器人進(jìn)行概念驗(yàn)證，它不僅可以模仿眼輪匝肌的收縮，像人類原生角膜一樣具有保護(hù)、觸覺(jué)感知和光折射功能，并且拓展了光感知和環(huán)境交互能力，為眼睛在光強(qiáng)度不斷變化的環(huán)境中提供了額外的自適應(yīng)保護(hù)，比人類原生角膜和傳統(tǒng)人造角膜更加智能。 “未來(lái)，經(jīng)優(yōu)化后的成熟人造智能角膜在神經(jīng)修復(fù)和視覺(jué)康復(fù)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。”徐文濤教授說(shuō)。 該研究成果“An artificially-intelligent cornea with tactile sensation enables sensory expansion and interaction”發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然∙通訊》（Nature Communications）。南開(kāi)大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院博士生屈尚達(dá)和博士后孫林為該論文的第一作者，徐文濤教授為通訊作者。 論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42240-3 |
