Создан «искусственный глаз» - металинза, фокусирующая свет с помощью искусственных мышц - Гранит науки - 2018-03-08

Созданные учеными из гарвардской школы инженерных и прикладных наук (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) адаптивная металинза и искусственные мышцы не только обещают коррекцию размытого зрения, но и могут произвести переворот в усовершенствовании съемочной аппаратуры, в частности, фотокамер мобильных телефонов. Искусственный глаз работает по принципу человеческого — фокус наводится при растяжении и сжатии линзы. Прежде чем стать частью искусственного глаза, металинза была просто крохотной блёсткой. Она могла только фокусировать свет и устранять сферические аберрации в толще наноструктур, из которых была сделана. Плотность укладки наноструктур при этом была такой, что расстояние между ними не превышало длину волны оптического диапазона. Несмотря на наноструктурный размер, «плотность информации в каждой линзе была чрезвычайно высока», отметил в комментарии изданию The Engineer ведущий автор публикации Алан Ше (Alan She). Статья об искусственном глазе с металинзой опубликована в журнале Science Advances. Как пояснил Ше, «если вы перейдете с микронного размера металинзы, который характеризуется высокой плотностью передаваемой информации, на сантиметровый, объем данных возрастет в 10 тысяч раз. И если мы попытаемся совершить масштабный переход, то один только файл модели линзы раздуется в размерах до гигабайтов, а то и терабайтов». Для того чтобы решить эту проблему, ученые разработали новый алгоритм, который сокращает размер файла, чтобы он стал совместимым с современными интегральными схемами, при диаметре металинзы 1 см и более.

Следующим шагом для создания искусственного глаза должно было быть изобретение мягкого мышце-подобного материала, который окружал бы металинзу без нарушения ее способности фокусировать свет. В человеческом глазу хрусталик окружен цилиарными мышцами, которые растягивают или сокращают ее. В качестве синтетической замены были выбраны прозрачные диэлектрические эластомеры, которыми можно управлять, меняя напряжение. Сокращение искусственных мышц вызывает смещение нанотрубок в металинзе, в результате полученное изображение корректируется. Толщина линзы с мышцами не превышает 30 микрон. «Это исследование сочетает прорывную технологию искусственных мышц с технологией металинз, которые меняют фокус в реальном времени, как человеческий глаз… Мы пошли на шаг дальше и создали возможность динамически корректировать дефекты, такие как астигматизм или смещение изображения, на что человеческий глаз не способен», резюмирует Алан Ше. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».