Электрический глаз может помочь слепым видеть
|
Искусственное зрение может стать ближе к реальности после того, как ученые разработают крошечный электрический глаз, предназначенный для использования микроботами, который в конечном итоге может помочь и слепым людям. Исследователи из Университета штата Джорджия создали устройство, используя новую систему вертикального стекирования, позволяющую уменьшить его масштаб и работать на микроуровне. Цель команды, возглавляемой доцентом кафедры физики Сидонгом Леем, состоит в том, чтобы создать микрокамеру, которая могла бы работать как глаза крошечных роботов, способных получить доступ к областям, недоступным для людей, и для более крупных ботов. Команда говорит, что в будущем та же технология может быть адаптирована для обеспечения зрения слепых или улучшения восприятия цвета у дальтоников. Устройство использует синтетические методы для имитации биохимических процессов, которые позволяют людям видеть, что является шагом к созданию микрокамеры робота. |
«Мы иллюстрируем фундаментальный принцип и возможность создания этого нового типа датчика изображения с упором на миниатюризацию», — сказал профессор Лей. По его словам, это улучшает распознавание цветов по сравнению с устройствами предыдущего поколения того же размера, и это наиболее важная функция зрения. Обычные датчики цвета обычно используют боковую компоновку канала восприятия цвета, занимают много места и обеспечивают менее точное определение цвета. «Хорошо известно, что более 80% информации улавливается зрением в исследованиях, промышленности, медицине и нашей повседневной жизни», — сказал профессор Лей. «Конечная цель нашего исследования — разработать микрокамеру для микророботов, которые могут проникать в узкие пространства, неосязаемые современными средствами, и открывать новые горизонты в медицинской диагностике, изучении окружающей среды, производстве, археологии и многом другом». |
Лей и его команда говорят, что вертикальная структура восприятия цвета обеспечивает возможность точного распознавания цветов, что может упростить конструкцию системы оптических линз. Нинсинь Ли, аспирант, который был частью исследовательской группы, говорит, что последние достижения в области технологий делают возможным новый дизайн. «Новая функциональность, реализованная в нашей архитектуре датчика изображения, полностью зависит от быстрого развития ван-дер-ваальсовых полупроводников в последние годы», — говорит Ли. «По сравнению с обычными полупроводниками, такими как кремний, мы можем точно контролировать структуру зон Ван-дер-Ваальса, толщину и другие критические параметры для восприятия красного, зеленого и синего цветов». Известный как полупроводниковый вертикальный датчик цвета Ван-дер-Ваальса (vdW-Ss), он представляет недавно появившийся класс материалов, в которых отдельные атомные слои связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса. |
В молекулярной физике сила Ван-дер-Ваальса представляет собой зависящее от расстояния взаимодействие между атомами или молекулами. Новые материалы представляют собой одну из самых выдающихся платформ для открытия новой физики и разработки устройств следующего поколения. «Сверхтонкость, механическая гибкость и химическая стабильность этих новых полупроводниковых материалов позволяют нам укладывать их в произвольном порядке», — сказал Ли. «Итак, мы фактически представляем стратегию трехмерной интеграции в отличие от нынешней планарной компоновки микроэлектроники». «Более высокая плотность интеграции — это основная причина, по которой архитектура нашего устройства может ускорить уменьшение масштаба камер», — добавил Ли. В настоящее время технология находится на рассмотрении патента в Управлении передачи технологий и коммерциализации штата Джорджия (OTTC), которое говорит, что ряд отраслевых партнеров, вероятно, будут заинтересованы в использовании этой технологии. |
«У этой технологии есть потенциал для преодоления некоторых ключевых недостатков современных датчиков, — говорит директор OTTC Клифф Майклс. «Поскольку нанотехнологии развиваются, а устройства становятся все более компактными, эти меньшие по размеру высокочувствительные датчики цвета будут невероятно полезны». Исследователи полагают, что открытие может даже привести к прогрессу, который однажды поможет людям с нарушениями зрения. «Эта технология имеет решающее значение для разработки биомиметических электронных глаз, а также других нейроморфных протезов», — говорит Ли. «Высококачественное определение цвета и функция распознавания изображений могут открыть новые возможности восприятия цветных предметов для слабовидящих в будущем». Результаты были опубликованы в журнале ACS Nano. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|