Китайские ученые создали бионический глаз, который превосходит живой аналог
Китайские ученые создали бионический глаз, который превосходит живой аналог
9 дней назад 432 techcult.ru hightech.fm vesti.ru 24gadget.ru Александр Мартыненко, Олег Сабитов

Научный сотрудник Гонконгского Университета науки и технологий Чжиюн Фань рассказал о прорыве в разработке искусственного аналога сетчатки человеческого глаза. Ему с коллегами удалось создать перспективную конструкцию на основе комбинации датчиков из перовскита и нанопроволок, которая копирует устройство реального глаза. Прототип уже создан, но с ним пока еще есть проблемы, главная из которых – как подключить его к мозгу человека.

Китайские ученые использовали перовскит, очень чувствительный к свету материал, чтобы создать комплект точечных сенсоров. К каждому из них подходит отдельный провод наноразмера, имитирующий нерв. Все датчики расположены на тонкой алюминиевой подложке, которая изогнута для лучшего приема света. Когда фотоны попадают на пластину, генерируется ряд электрических импульсов, создавая характерный узор, который распознается, как изображение. 

Бионический глаз

Один кв. см искусственной сетчатки вмещает 460 млн таких датчиков, против примерно 10 млн в живой сетчатке. Это позволяет резко увеличить визуальную чувствительность, сделать зрение необычайно острым. Чувствительность сенсоров настолько велика, что они реагируют на волны длиной 800 нанометров, которые находятся за пределами видимого спектра, в области инфракрасного излучения. Это не превращает бионический глаз в тепловизор, но наделяет его носителя способностью ориентироваться в полной темноте.

Как уточняет Чжиюн Фань, пока что существует лишь экспериментальный образец искусственной сетчатки, по которому нельзя оценить весь потенциал технологии. Например, если внедрить в систему ИИ для анализа изображения, то носитель глаза будет видеть не только мельчайшие детали, но и сразу получать дополнительную информацию о них. Ученые надеются в течение десятилетия достичь практического применения своей разработки.

Ученые создали искусственный электрохимический глаз, способный различать буквы. Почему это важно?

Ученые из Гонконгского университета науки и технологии 21 мая представили самую точную на сегодняшний день искусственную копию человеческого глаза. Созданная исследователями электрохимическая имитация уступает настоящему глазу только по разрешению — качество получаемого с него изображения намного ниже, зато по реакции на изменение освещения он многократно превосходит возможности человеческого глаза. «Хайтек» объясняет, почему ученые совершили настоящий прорыв в создании искусственного глаза и где он может использоваться в будущем.

Ультразвуковые линзы позволят изучать глубокие ткани при помощи видимого света

На сегодняшний день эндоскопия часто остаётся единственным способом увидеть внутренние органы человека, по тем или иным причинам "недоступные" для других методов исследований. Например, органы желудочно-кишечного тракта, полости суставов, матки, мочевого пузыря и даже головной мозг поддаются изучению порой исключительно с помощью эндоскопии. Однако инвазивная эндоскопическая диагностика не только психологически и физически тяжела для пациентов (впрочем, "Вести.Наука" писали о том, как учёные предлагают побороть эту проблему). Но, что важнее, иногда такое вмешательство вызывает довольно серьёзные осложнения, поскольку травмирует ткани.

Технология, предложенная учёными из Университета Карнеги – Меллона, может оставить сегодняшние эндоскопические методы исследований в прошлом. Новая научная работа продемонстрировала, что для получения оптического изображения биологических тканей можно использовать ультразвук. Если быть точнее, в своём эксперименте исследователи показали, как с помощью ультразвука можно эффективно фокусировать видимый свет внутри тканей. Это позволит получить изображения такого качества, которое раньше неинвазивные вмешательства обеспечить не могли.

Собственно, на сегодняшний день проблема заключается в том, что ткани человеческого организма не пропускают б∎льшую часть света, особенно в видимом диапазоне (если приложить яркий фонарик к пальцу, сильно рассеянный свет пройдёт сквозь него, но вот с бедром такой фокус уже точно не пройдёт). Именно поэтому современные способы диагностики, позволяющие детально рассмотреть те или иные органы и ткани, основаны на инвазивной эндоскопии.

Сотрудники лаборатории Майсама Чаманзара (Maysam Chamanzar), однако, смогли с помощью ультразвука добиться большей "прозрачности" тканей и улучшить их проницаемость для видимого света.

"Возможность получать изображения таких органов, как, например, мозг, без введения в него оптических приборов, станет серьёзной альтернативой инвазивным эндоскопам. Мы применили ультразвуковые волны для создания виртуальной оптической линзы, которая помогает нам получать изображение глубоких структур. Этот метод может стать революционным в области визуализации органов и тканей", – отмечает главный автор научной работы Чаманзар в пресс-релизе университета.

Дело в том, что ультразвуковые волны способны уплотнять и разреживать любую среду, через которую они проходят. При этом в более плотных областях свет распространяется медленнее, чем в разреженных. В своей работе команда учёных показала, что этот эффект сжатия и разреживания можно использовать для создания виртуальной "линзы" прямо в биологических тканях. Кроме того, такую "линзу" можно перемещать, не повреждая ткани, лишь при помощи перенастройки ультразвуковых волн. Это означает, что с помощью нового подхода можно будет безопасно получать изображения необходимых органов.

В будущем необходимые для реализации такого метода технические решения можно будет встраивать в портативные устройства или даже в приспособления наподобие пластыря, отмечают разработчики. Поместив аппарат или "пластырь" на кожу человека, врач сможет получить оптическое изображение тканей и органов, расположенных под поверхностью тела. Схематическое изображение работы "ультразвукового пластыря", который в будущем сможет заменить современное эндоскопическое исследование.

 

Иллюстрация Carnegie Mellon University College of Engineering

Новый метод, скорее всего, начнёт применяться в исследованиях мозга и поверхностных подкожных структур (например, сосудов и сухожилий). Однако не стоит недооценивать его способность визуализировать и другие органы человеческого тела. Трудно переоценить возможности новой акустооптической технологии и в научных исследованиях.

Авторы считают, что предложенный ими подход позволит лучше изучить механизмы развития и возможные пути лечения нейродегенеративных заболеваний, например, болезни Паркинсона.

Результаты исследования группы Чаманзара опубликованы в открытом доступе в издании Nature Communications. 

Смарт очки Bosch передают изображение непосредственно в зрачок глаза (видео)

Интеграцией компьютерных технологий в смарт очки в последнее время занимаются многие ведущие высокотехнологические компании мира. Компания Bosch одна из них, однако вместо презентации представители компании попросту рассказали о технологии для журналистов. Основной причиной такой странной презентации является сложность технических деталей технологии лазерного отображения динамического изображения непосредственно в глазе человека. При этом использовать очки от Bosсh достаточно просто - они практически ничем не отличаются от обычных очков, практичны в использовании и более экономичны.

Технология Bosсh не использует линзы очков в качестве экранов. Специальная микроскопическая электромеханическая зеркальная матрица (MEMS) с контроллером ASIC, направляет маломощные лучи лазера (красный, зеленый и синий) в глаз пользователя сквозь прозрачный голографический элемент. При этом важным условием является точная подгонка очков под индивидуальные особенности лица человека, так как трансляция ведется непосредственно в зрачок пользователя.

Очки предназначены для работы с одним глазом, что позволяет человеку свободно ориентироваться в окружающем мире и отслеживать происходящие вокруг события. Фокальное расстояние установлено на 1,3 метра, что позволяет общаться с окружающими людьми. Однако его можно перенастраивать для присмотра фильмов или для вождения транспорта. Угол обзора таких очков всего 15 градусов и положение глаз не отслеживается, поэтому при повороте зрачка, виртуальное изображение пропадает.

В очках Bosсh использована доработанная технология North Focals, которая в свою очередь произошла от Intel Vaunt. Однако представленные Bosh устройства на 30% легче и их масса всего 10 грамм. Встроенная аккумуляторная батарея емкостью 350мАч обеспечит автономную работу на протяжении 14 часов.

При помощи очков пользователь сможет работать с платформами обмена сообщениями, такими как WhatsApp и WeChat, получать напоминания календаря, использовать минималистические функции навигационных систем. Кроме того все данные поступающие в глаз пользователя полностью незаметны для окружающих и следовательно сохраняется полная конфиденциальность. В настоящее время компания Bosсh занята поиском партнеров для вывода смарт очков на рынок.

Смарт очки Bosch передают изображение непосредственно в зрачок глаза (видео)

Создан мозговой имплантат, частично восстанавливающий зрение у слепых

ыл создан мозговой имплантат, который передает видеоизображение непосредственно в зрительную кору, минуя глаз и зрительный нерв, передает МИА «Казинформ» со ссылкой на The Guardian.

Частичное восстановление зрения было подтверждено у шести слепых людей при помощью имплантата, который передает видеоизображения непосредственно в мозг.

Зрение частично было восстановлено, минуя глаза участников эксперимента, благодаря видеокамере, прикрепленной к очкам и передававшей отснятый материал на электроды, имплантированные в зрительную зону головного мозга.

Преподаватель одного из британских вузов и хирург глазной больницы Optegra Алекс Шортт заявил, что это важное достижение принадлежит специалистам из Медицинского колледжа Бэйлор в Техасе и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

«Все предыдущие попытки создания бионического глаза были сосредоточены на имплантации в сам глаз. Необходимо иметь рабочий глаз, работающий зрительный нерв», - поведал Daily Mail Шортт. - Обходя сам глаз, вы таким образом даете шанс [на частичное восстановление зрения] многим, многим людям».

«Это коренной сдвиг в лечении людей с полной слепотой. Это настоящее послание надежды», - считает он.

Технология не была доказана на людях, слепых от рождения.

Команда американских ученых, занимающихся исследованием, просила участников, каждый из которых потерял зрение много лет назад, взглянуть на затемненный экран компьютера и определить местонахождение белого квадрата, появляющегося в разных участках экрана. В большинстве случаев им удавалось определить его местоположение.

Пол Филипп, потерявший зрение почти десять лет назад, говорит, что, когда он носит очки во время вечерних прогулок с женой, то может определить место, где соприкасаются тротуар и трава. Он также может определить, где находится его белый диван.

«Это действительно потрясающе – видеть что-то, даже если это просто точки света», - говорит Филипп.

Однако, глава исследовательской группы нейрохирург Даниэль Йошор отмечает, что команда «все еще далека от той цели, которую они надеются достичь».

«Это действительно захватывающее время для нейробиологии и нейротехнологии, и я чувствую, что мы сможем восстановить функциональное зрение слепых людей в ближайшие десятилетия», - говорит Йошор.

0 комментариев
Архив