Đột phá mắt nhân tạo sinh học- cho người mù và cả robot

Mắt sinh học có thể khôi phục thị lực cho người mù và cải thiện đáng kể tầm nhìn của robot, nhưng các cảm biến hình ảnh và cấu trúc phức tạp dạng lõm của võng mạc mắt thật là một thách thức lớn.

Hiện các nhà nghiên cứu Mỹ và Hong Kong đã tìm ra cách bắt chước cấu trúc và tạo ra một mắt nhân tạo tái tạo nhiều khả năng của mắt thật.

Hình dạng lõm của võng mạc, lớp mô tế bào cảm quang ở phía sau mắt, giúp cho nó có thể thu được nhiều ánh sáng hơn khi nó đi qua thấu kính cong so với nếu nó phẳng. Nhưng sao chép mảng cảm biến cong này đã được chứng minh là khó khăn.

Hầu hết các phương pháp trước đây đã dựa vào chế tạo cảm quang trên bề mặt phẳng trước khi gập chúng hoặc cấy chúng lên những mặt cong.

Vấn đề với phương pháp này là nó giới hạn mật độ cảm quang, do đó ảnh hưởng độ phân giải của mắt sinh học, vì cần có không gian giữa các cảm biến để cho phép chuyển đổi từ phẳng sang cong.

Trong một bài báo vừa được xuất bản trên Tạp chí Nature, các nhà nghiên cứu từ ĐH Khoa học và Công nghệ Hong Kong đã nghĩ ra cách xây dựng chất cảm quang trực tiếp thành võng mạc nhân tạo bán cầu. Điều này cho phép họ tạo ra một thiết bị có thể bắt chước trường nhìn rộng, độ phản hồi và độ phân giải của mắt người.

Độ nhạy của mắt nhân tạo có được là nhờ vật liệu perovskite được dùng trong dây nano dẫn tín hiệu. Nhóm nghiên cứu thử dùng nhiều loại vật liệu khác nhưng cuối cùng đã chọn chì iot. Những sợi dây này mô phỏng dây thần kinh kết nối cầu mắt với não, chúng cần phải truyền dẫn nhanh để không bị gián đoạn việc đưa thông tin.

Qua đo thời gian, tín hiệu đi chỉ mất 19,2 mili giây và cần 23,9 mili giây để trở về trạng thái phục hồi ban đầu. Thời gian này tương đương với mắt tự nhiên của con người, nói cách khác người mang đôi mắt sinh học này phản xạ với những gì mình nhìn thấy một cách bình đẳng với những người khác.

Ấn tượng nhất trong nghiên cứu này chính là chất lượng hình ảnh mang lại. Ở nhiều nghiên cứu khác trước đây, hình ảnh thu lại ở mắt nhân tạo thường rất kém bởi vì hạn chế của camera ghi ảnh, mặt phẳng chiếu ảnh và dây truyền tín hiệu. Đối với nhóm của Hongrui Jiang- kỹ sư thuộc ĐH Wisconsin Madison, mọi hạn chế đã được khắc phục.

TUYẾT HUỲNH (Nguồn: Mail Online/Science)