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香港研發仿生眼球 可望供優於人眼視力

HKUST的仿生電子眼球若能解決資料傳輸接線問題,影像解析度可望優於人眼。香港科技大學Fan Lab

香港科技大學研究團隊開發的仿生(Biomimetic)電子眼球模擬人眼結構,仿生視網膜密布奈米尺寸的光感測器,功能相當於人眼視網膜的感光細胞,部分視覺能力已跟人眼相當,若能解決光感測器資料傳輸接線問題,視力表現更可望優於人眼。

根據Science News報導,目前的科技尚無法以仿生器官與肢體構成生化電子人(Cyborg),但HKUST設計的仿生電子眼球裝置,採用以光敏材料Perovskite構成的奈米尺寸光感測器,宣稱視野與反應時間接近人眼,未來可望作為人形機器人高解析度視覺裝置,或是用於人體的高科技人造眼球以強化視力。

人眼具有半球型佈滿感光細胞的視網膜,因此能有寬廣視野與高解析度視力,HKUST研究團隊設計的仿生電子眼球模擬人眼視網膜結構與工作原理,在半球狀的氧化鋁薄膜上,佈滿奈米尺寸的光感測器以接收光與成像,並將擷取的資料透過奈米線陣列傳送到外部處理,就像人眼接收的訊號由神經纖維傳送到人腦處理。

仿生電子眼球裝置100度的視野略遜於人眼的150度,但優於一般平面影像感測器的70度;光敏感度與在低光源環境的視力表現跟人眼相當,但感應光的明暗變化僅需約30~40ms,反應時間比人眼的40~150ms還短,雖然沒有望遠或夜視能力,但可望提供比人眼更清晰的視力。

仿生視網膜每平方公分有4.6億個光感測器,人眼視網膜每平方公分有1,000萬個感光細胞,理論上仿生電子眼球擷取的影像解析度可遠高於人眼。HKUST研究團隊嘗試以直徑20~100微米的金屬細針構成的陣列連接仿生視網膜,取代原本直徑約1毫米的接線,以更高的接線密度取得更多光感測器資料,藉此將仿生視網膜擷取的影像解析度由100畫素大幅提高。

不過一位美國電機工程師評論認為,HKUST研究團隊目前建立超小畫素連線的方法不切實際,並指出如果要達到數百萬畫素的影像解析度,研究團隊必須設計出更有效率的方式,來生產包含數以百萬計金屬奈米線的陣列以連接仿生視網膜,才能提供遠優於人眼的視力。

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