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导语：人类器官的仿生科技一直是研究领域的热点，“仿生眼”就是众多科学家的重要研究课题。我国香港科大范志勇教授团队成功研发新一代仿生眼，4.6亿感光元件超人类46倍，引起世界范围内的轰动，让“仿生眼”再次成为人们热议话题。
我国新一代仿生眼结构示意图（来源nature）
一、仿生眼的难点在于何处？1860年，达尔文写信给美国植物学家阿萨格雷：迄今为止，眼睛让我感到不寒而栗，但一想到那些已为人所知的精妙渐变阶段，我的理性就告诉自己，我必须克服这种不寒而栗。最初单细胞生物视觉来源于感光细胞，能够实现对光线有无的判断，到后来海洋生物进化出可变焦晶状体，能够根据距离调整视觉系统，再到人类这种更为复杂眼球结构，能够感知各种光谱，形成五彩斑斓的视觉世界。
眼睛主要包括角膜、晶状体、玻璃体、视网膜以及视觉神经等，整体呈现球形。外界事物先透过角膜和晶状体，映射到视网膜上，其中，晶状体结构类似于凸透镜，同时晶状体能够调节焦距，视网膜类似于接收影像的光屏。
视网膜是人类眼睛最为复杂结构，它主要包括感光细胞、双极细胞、神经节细胞，依次作用分别是光信号转化为电信号，分类处理电信号，传输电信号。其中，视网膜呈现半球装，能够实现广角接收光线。
人类眼睛结构
二、中国的仿生眼有多厉害？1、仿生眼的半球形视网膜技术
半球形视网膜是仿生眼获取图像的结构，是仿生眼中的最核心技术。首先，现在平面结构上完成视网膜的制造，再将其折叠成球形结构或者直接放入到球形支撑材料中，从而形成类似人眼视网膜结构，达到最大视觉广角150°-160°。其次，选用光学性能优越的甲酰胺碘化铅（FAPbI3）作为材料，采用气相沉积法，让其在气体状态下发生物理化学反应，最后在冷却中凝聚形成纳米微粒，最终形成光敏纳米线嵌套在支撑材料（PDMS eye socket）的结构。此外，通过控制光敏纳米线之间的距离，使其密度超过人类视网膜中的感光细胞的密度，也就实现了仿生眼分辨率超过人类眼的能力。
人类视网膜与仿生眼视网膜结构
2、仿生眼的液体金属神经纤维技术
液体金属神经纤维能够将获取光电信号传输至处理单元，是仿生眼中的关键技术。为了获取足够分辨力，需要制作出直径尽可能小的神经纤维，我国科学家团队研发出截面积1um2的金属微型针结构，突破了神经纤维直径过大对像素的影响，该项技术是我国仿生眼的重要突破。同时，中国的仿生眼将神经纤维放置于感光材料背面，这样就不会挡住光线，避免造成光线减弱和视觉盲点，解决人类神经节细胞在感光细胞前的问题。
仿生眼详细结构示意图（来源nature）
3、仿生眼的感光处理技术
感光处理技术将光信号转换成电信号，其处理水平将会决定仿生眼的响应速度和稳定性。首先，采用钨材料覆盖在仿生的前半球（Al shell sclera），与视网膜后半球形成闭环回路，当有光作用在光敏纳米线上，就会产生离子信号，最终产生电流信号。其次，人眼信号通过感光细胞、双极细胞，再到神经节细胞，多层传递造成了传播速度优先，而我国仿生眼直接通过所形成的测试回路电流变化，能够更快地对光信号产生反应，最快是人眼的反应速度的7倍左右。
三、仿生眼的意义何在？相对于传统仿生眼所使用的平面视网膜结构，我国最新研发的仿生眼可以获得更广的视角，获取更接近人类视觉效果的视觉系统，在该技术面世以来，受到广泛的关注，甚至有科学家评价该技术是近几十年仿生眼技术突破最大的成果，其意义何在？
1、超级AI机器人
作为下一个风口的行业，AI机器人获得广泛关注，最为著名就是波士顿动力机器人，以其超强控制能力，实现了高度灵活运动能力，其运动能力远超人类。我国新一代仿生眼的视觉能力，能够达到超越人类视觉能力效果，若该技术能应用于AI机器人，必然能带来类似波士顿机器人运动性能的效果，在分辨力和反应速度上获得全新的进化，远超出人类眼睛的视觉能力，成为超级AI机器人。这就为AI机器人进一步走进人类社会，例如AI驾驶员、AI警察以及AI医生等领域。
波士顿动力机器人（来源网络）
2、患者视觉医疗
全球有数亿的视觉患者，让这些患者重见光明一直是众多科学家的研究课题。我国新一代仿生眼提供更优的技术方案，能够让患者重新找回人类视觉能力，甚至超出人类视觉水平的能力。通过在脑部植入处理芯片，利用脑机接口技术，让仿生眼成为人体的一部分，发挥更强的视觉能力。未来该技术将会进行进动物实验，进行不断的技术升级，详细该技术将会成功应用于医疗中，届时仿生眼技术将为无数人带来光明，其价值意义将是空前的，也将是人类医学史的重要一页。
医疗仿生眼应用
3、视觉设备
新一代仿生眼视觉能力，远超出了当前主流视觉设备，该技术将会在诸多视觉设备领域获得新发展。例如，应用于自动驾驶汽车，构建反应更快的视觉系统，在出现安全事故能够自动识别，更快采取措施，实现诸如紧急避障功能，为人类提供更安全的智能驾驶技术；应用于航空航天摄像，安装在外星探测器，采用紧凑结构和广视角视觉，能够为航空领域带来更强的视觉探测；应用于元宇宙，让人类不仅可以看到真实世界，而且还能进入未来元宇宙，让你在真实和虚拟中自由切换；应用于智能穿戴，为人类生活和工作提供辅助视觉支持，提升人的视觉能力。
仿生眼视觉设备应用场景
结语：
人类从原始社会进化到现代社会，从食不饱衣不暖发展到遍地智能化的社会，科学技术进步促进人类发展，也许部分人怀疑仿生眼的未来，就像过去人类对交通工具看法，20世纪50年代人肯定无法预测到今天自动化驾驶发展，时间是验证一切技术的刻度尺，相信未来仿生眼的到来。
正如《纳瓦尔宝典》所述，“作为生命系统，我们所做的一切都是在推动宇宙加速达到热寂。”仿生眼这种智能科技，会进一步颠覆人类的观念，让世界系统更加的复杂，也许正是人类的科技，让我们进一步进入宇宙终极境界。
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