闭上眼睛，让黑暗将自己包裹，是一种什么样的体验？可能是寂静，可能是宁静，也可能是恐惧，更可能是无尽的期盼。对于我们大多数人来说，这只是一个短暂的体验，可是对于视觉障碍者来说，黑暗可能是他们的常态。然而，随着科技的进步，生物工程眼球，或者我们称之为人工眼睛，正在为他们带来新的希望。

人工眼睛，是一种能够为视觉障碍者恢复部分甚至全部视觉功能的医疗设备。它的工作原理是通过电子设备捕捉光线，并将光线转化为神经信号，然后通过视神经传输到大脑，从而恢复视觉。人们已经花了很多精力来开发这种设备，但制造球形人类眼睛--尤其是半球形视网膜--是一个巨大的挑战，严重限制了人工和仿生眼睛的功能。

世界首个3D人工眼球问世

2020年，在Nature杂志上发表的一篇论文中，香港科技大学的范志勇团队、加利福尼亚大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室报道了一种创新的、凹性的半球形视网膜，它由一系列纳米级的光传感器(光感受器)组成，模仿了人类视网膜中的光感受器细胞。 研究人员将这种视网膜应用于电化学眼睛，这种眼睛具有与人眼相当的多种功能，并且能够完成获取图像模式的基本功能。 人眼的视网膜是半球形的，它的光学布局比照相机中的平面图像传感器更加精巧：视网膜的穹顶状自然减少了通过晶状体的光线传播，从而使焦点更加锐利。 范志勇团队的仿生电化学眼的核心组成部分是作为视网膜的高密度光敏元件阵列。光敏元件直接在氧化铝半球形膜(Al2O3)的孔隙内形成。

由液态金属(共晶镓-铟合金)制成的细软电线密封在软胶管中，将信号从纳米线光传感器传输到外部电路进行信号处理。这些电线模拟了连接人类眼睛和大脑的神经纤维。 液态金属线和纳米线之间的一层铟改善了两者之间的电接触。人工视网膜由一个由硅树脂制成的插座固定，以确保电线和纳米线之间的正确对齐。 与人造虹膜相结合的透镜被放置在设备的前部，就像在人眼中一样。后部的视网膜与前部的半球形壳相结合，形成一个球形腔体("眼球")；正面半球形外壳是由铝内衬钨膜。这个小室充满了一种离子液体，它模仿了玻璃体的--这种凝胶填充了人眼晶状体和视网膜之间的空间。这种排列对于纳米线的电化学操作是必要的。

人工眼和人眼的整体结构相似，使得这个设备拥有了100°的广阔视野。相比之下，静态人眼的垂直视野大约为130°。 人造眼球在结构上的模仿确实令人印象深刻，但使其真正从之前报道的设备中脱颖而出的是，它的许多感官能力与天然眼睛相比都是相当不错的。例如，人造视网膜可以探测到大范围的光强度，从0.3微瓦到每平方厘米50毫瓦。在被测量的最低强度下，人造视网膜中的每根纳米线平均每秒能检测到86个光子，与人类视网膜感光细胞的灵敏度相当。这种敏感性来自于用于制造纳米线的钙钛矿材料。

也许最令人印象深刻的是这种人造视网膜的高分辨率成像，这是由于纳米线阵列的高密度导致的。在以前的人工视网膜中，光感受器首先是在平坦坚硬的基底上制作的；之后，它们要么被转移到弯曲的支撑表面上，要么被折叠成弯曲的基底。这就限制了成像仪单元的密度，因为它们之间必须留有空间，以便传输或折叠。相比之下，这个新设备中的纳米线是直接在曲面上形成的，使得它们可以更紧密地结合在一起。

人工眼睛为视觉障碍者带来新希望

随着科技的不断进步和发展，人工智能、机器人、虚拟现实等领域已经取得了巨大的进展，但在人类的五官方面，现代科技还远远无法达到完美的水平。然而，未来人造眼睛的发展，将会让我们的视觉达到一个前所未有的高度。

在未来的人造眼睛中，采用了最先进的技术。它们不仅具有远高于普通眼睛的分辨率和清晰度，还能够将我们所看到的视觉信息实时传输到云端，并通过人工智能进行实时处理和分析，使我们的视觉得到最佳的优化和调整，让我们能够更加清晰地看到周围的世界。

同时，未来的人造眼睛也能够实现超出人类自身能力范畴的视觉功能。比如说，通过内置的红外线、紫外线和热成像等技术，可以实现夜视、障碍物识别、测温等功能。这些功能的实现，不仅可以让我们在夜晚行走更加安全，还能够应用于各种特殊领域，如消防、安保等。

未来人造眼睛还具有极高的可定制性。我们可以根据自己的需要和偏好，调整人造眼睛的亮度、对比度、色彩饱和度等参数，让我们的视觉更加符合我们自身的感受。同时，未来的人造眼睛也将与其他设备进行无缝连接，比如说我们可以将人造眼睛与智能手机、智能手表等设备进行连接，从而实现更加便捷和高效的操作。

此外，未来的人造眼睛也将具有强大的防护和安全性能。采用高强度的材料制成，具有极高的耐磨性和抗划伤性能，能够有效地保护我们的眼睛。同时，人造眼睛还将具有智能化的安全检测功能，能够实时检测眼部健康状况，并通过数据分析和处理提供预警和提示，让我们更好地保护我们的视力健康。

综合来看，未来的人造眼睛将会开启一个全新的视觉时代，让我们的视觉达到前所未有的高度。随着人造眼睛技术的发展和普及，未来人们将能够拥有更为完美的视觉体验，同时也能够更好地应对各种特殊情况和挑战。比如说，在医学领域中，未来的人造眼睛可以为那些失去了自然眼睛的人们提供帮助和支持，让他们重新获得视觉的能力，从而更好地融入社会。

总的来说，未来人造眼睛的发展将会给我们的生活带来极大的变革和提升。它们不仅能够让我们获得更加完美的视觉体验，还能够在各个领域中发挥巨大的作用和价值。未来，让我们拭目以待，期待人造眼睛的发展能够给我们带来更多的惊喜和创新。

文章来源： 小蘑菇课堂，健康界，自在娱乐无限