【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】由香港科技大學(xué)(HKUST)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了世界上3D人工眼，這款「電化學(xué)仿生眼」，復(fù)制了人眼的曲面結(jié)構(gòu)，為視覺(jué)類(lèi)人機(jī)器人和視力障礙患者帶來(lái)了新希望。
 

　　這款電化學(xué)眼主要的突破，是創(chuàng)造了一個(gè)3D立體人造視網(wǎng)膜。這款人造視網(wǎng)膜上裝有大量納米線感光器，用來(lái)模擬人類(lèi)視網(wǎng)膜中的感光細(xì)胞。在實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)以液態(tài)金屬線模擬人類(lèi)眼球后的神經(jīng)線，將納米線感光器與人造半球形視網(wǎng)膜后面一束束的金屬線連接在一起，成功復(fù)制了視覺(jué)訊號(hào)的傳輸，將電化眼所看到的影像投射到了計(jì)算機(jī)屏幕上。
 

　　人造視網(wǎng)膜不僅可以拯救盲人的視力，它的功能比人眼更加強(qiáng)大。
 

　　首先，它消除了視覺(jué)盲點(diǎn)的問(wèn)題。由于人眼的視神經(jīng)是在視網(wǎng)膜前面，人眼感光細(xì)胞所收集到的訊號(hào)，會(huì)先聚集在視網(wǎng)膜的一點(diǎn)，再?gòu)囊暰W(wǎng)膜前方往后傳送到大腦，如果一個(gè)物體的像剛好落在這個(gè)點(diǎn)上就會(huì)看不到，稱(chēng)為盲點(diǎn)。
 

　　這個(gè)問(wèn)題，電化學(xué)眼就可以解決。在人造視網(wǎng)膜上，由于每個(gè)散布在上面的感光器，都可獨(dú)立透過(guò)其后方連接的液態(tài)金屬線將訊號(hào)傳送至大腦，無(wú)需經(jīng)過(guò)視網(wǎng)膜的某一點(diǎn)，因而消除了盲點(diǎn)的問(wèn)題。
 

　　不僅如此，電化學(xué)眼還有很多開(kāi)了外掛的功能，比如夜視和紅外。我們都知道，人眼在夜里是看不到的，但電化學(xué)眼只要使用不同的材料來(lái)提高感光器的敏感度及可視光譜范圍，就可以擁有夜視等功能。
 

　　什么是感光器件？
 

　　提到數(shù)碼相機(jī)，不得不說(shuō)到就是數(shù)碼相機(jī)的心臟——感光器件。與傳統(tǒng)相機(jī)相比，傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”就是其成像感光器件，而且是與相機(jī)一體的，是數(shù)碼相機(jī)的心臟。感光器是數(shù)碼相機(jī)的核心，也是關(guān)鍵的技術(shù)。數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展道路，可以說(shuō)就是感光器的發(fā)展道路。數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有兩種：一種是廣泛使用的CCD(電荷藕合)元件；另一種是CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體)器件。
 

　　影響感光器件的因素
 

　　對(duì)于數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，影像感光器件成像的因素主要有兩個(gè)方面：一是感光器件的面積；二是感光器件的色彩深度。
 

　　面積
 

　　感光器件面積越大，成像較大，相同條件下，能記錄更多的圖像細(xì)節(jié)，各像素間的干擾也小，成像質(zhì)量越好。但隨著數(shù)碼相機(jī)向時(shí)尚小巧化的方向發(fā)展，感光器件的面積也只能是越來(lái)越小。
 

　　色彩深度
 

　　除了面積之外，感光器件還有一個(gè)重要指標(biāo)，就是色彩深度，也就是色彩位，就是用多少位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)記錄三種原色。非專(zhuān)業(yè)型數(shù)碼相機(jī)的感光器件一般是24位的，高檔點(diǎn)的采樣時(shí)是30位，而記錄時(shí)仍然是24位，專(zhuān)業(yè)型數(shù)碼相機(jī)的成像器件至少是36位的，據(jù)說(shuō)已經(jīng)有了48位的CCD。對(duì)于24位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值多有2^8=256級(jí)，每一種原色用一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示，多能記錄的色彩是256x256x256約16,77萬(wàn)種。對(duì)于36位的器件而言，感光單元能記錄的光亮度值多有2^12=4096級(jí)，每一種原色用一個(gè)12位的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示，多能記錄的色彩是4096x4096x4096約68.7億種。舉例來(lái)說(shuō)，如果某一被攝體，亮部位的亮度是暗部位亮度的400倍，用使用24位感光器件的數(shù)碼相機(jī)來(lái)拍攝的話，如果按低光部位曝光，則凡是亮度高于256倍的部位，均曝光過(guò)度，層次損失，形成亮斑，如果按高光部位來(lái)曝光，則某一亮度以下的部位全部曝光不足，如果用使用了36位感光器件的專(zhuān)業(yè)數(shù)碼相機(jī)，就不會(huì)有這樣的問(wèn)題。
 

　　除此之外，就像我們看視頻分為高清和非高清的分辨率，電化學(xué)眼也可以實(shí)現(xiàn)更高成像分辨率。研究人員將傳感器之間的距離縮小到3微米，在人造視網(wǎng)膜上的傳感器是真人眼睛的30倍，而由于納米線感光器在人工視網(wǎng)膜的密度比人類(lèi)視網(wǎng)膜中的感光細(xì)胞更高，如果將來(lái)每個(gè)納米線感光器都能與視覺(jué)神經(jīng)線連接，人工視網(wǎng)膜將能接受更多光訊號(hào)，可以比人類(lèi)視網(wǎng)膜具有更高解像度的潛力。
 

　　資料來(lái)源：百科、科普中國(guó)