Všeobecné

Nový objektív umožňuje, aby falošné oči pôsobili bližšie k ľudským očiam


Inžinieri z Harvardu sa výrazne priblížili k vytvoreniu skutočne funkčného umelého oka, ktoré má potenciál pomôcť tým, ktorí potrebujú falošné oči, znovu získať zrak.

Tím z John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) vyvinul nové metalény, ktoré dokážu riadiť zaostrenie, astigmatizmus a posun obrazu. Táto technológia berie inšpiráciu z toho, ako sa ľudské oko prirodzene prispôsobuje v reálnom čase.

„Tento výskum kombinuje prielomy v technológii umelých svalov s technológiou metalénov a vytvára tak laditeľné kovy, ktoré môžu meniť svoje zameranie v reálnom čase, rovnako ako ľudské oko,“ uviedol Alan She, postgraduálny študent spoločnosti SEAS a prvý autor príspevku. „Ideme o krok ďalej, aby sme vytvorili schopnosť dynamicky korigovať odchýlky, ako sú astigmatizmus a posun obrazu, ktoré ľudské oko prirodzene nemôže robiť.“

Aj keď táto technológia zatiaľ nemusí byť vo falošných očiach, vedci poznamenali, že šošovku je možné ľahko použiť na inú technológiu.

„Toto demonštruje uskutočniteľnosť zabudovaného optického zoomu a automatického zaostrovania pre širokú škálu aplikácií vrátane fotoaparátov mobilných telefónov, okuliarov a hardvéru pre virtuálnu a rozšírenú realitu,“ uviedol Federico Capasso, profesor aplikovanej fyziky Robert L. Wallace a vedúci vedecký pracovník Vinton Hayes v odbore Elektrotechnika v SEAS a hlavný autor príspevku. „Ukazuje tiež možnosť budúcich optických mikroskopov, ktoré pracujú plne elektronicky a dokážu korigovať veľa aberácií súčasne.“

Prvé verzie metalov boli zhruba také veľké ako jeden kúsok trblietok. Tím potreboval zamerať svetlo cez husto tkané nanostruktúry.

„Pretože sú nanostruktúry také malé, hustota informácií v každej šošovke je neuveriteľne vysoká,“ uviedla She. „Ak prejdete od objektívu s veľkosťou 100 mikrónov k objektívu s veľkosťou centimetra, zvýšite informácie potrebné na jeho opísanie o desať tisíc. Kedykoľvek by sme sa pokúsili objektív zväčšiť, veľkosť súboru samotného dizajnu by balón až do gigabajtov alebo dokonca terabajtov. “

Potom vytvorili algoritmus na ďalšie zmenšenie veľkosti metalénov s cieľom integrovať technológiu do iných obvodov. Vedci potom potrebovali zväčšiť veľkosť šošovky, aby ju bolo možné pripevniť k umelému svalu, a otestovať jeho schopnosť zaostrovať na svetlo. Použili tenký elastomér, ktorý umožňoval svetlo prechádzať ním bez väčšieho rozptylu.

„Elastoméry sa líšia takmer vo všetkých smeroch od polovodičov, že výzvou bolo, ako sa ich atribúty spojiť s vytvorením nového multifunkčného zariadenia a najmä ako navrhnúť spôsob výroby,“ uviedol profesor David Clarke. „Ako niekto, kto pracoval na jednom z prvých skenovacích elektrónových mikroskopov (SEM) v polovici 60. rokov, je vzrušujúce byť súčasťou vytvárania optického mikroskopu so schopnosťami SEM, ako je napríklad kontrola aberácie v reálnom čase.“

Elastomér rozťahuje a premiestňuje nanopiláre šošovky. Objektív môže súčasne zaostrovať a vykonávať posun obrazu.

„Všetky optické systémy s viacerými komponentmi - od kamier po mikroskopy a teleskopy - majú mierne vychýlenia alebo mechanické namáhanie svojich komponentov, v závislosti od spôsobu ich výroby a ich súčasného prostredia, čo vždy spôsobí malé množstvá astigmatizmu a iných aberácií , ktoré by sa dalo korigovať adaptívnym optickým prvkom, “uviedla She. „Pretože adaptívne metalény sú ploché, môžete tieto aberácie korigovať a integrovať rôzne optické schopnosti do jednej roviny kontroly.“

Vedci sa snažia zefektívniť technológiu znížením energie potrebnej na jej kontrolu a súčasným zabezpečením jej funkčnosti.


Pozri si video: SPENDING R100 ON THE HOMELESS (Október 2021).