Crean un ojo artificial que supera la calidad de visión del humano
El hallazgo posibilitaría nuevas aplicaciones en el campo de las prótesis de visión y la robótica
El dispositivo registra cambios en la iluminación más rápido que el ojo humano
Un equipo de científicos ha creado un ojo artificial que imita el funcionamiento de la visión humana, e incluso mejora significativamente la calidad de la imagen, según un estudio publicado en la revista Nature. La investigación ha corrido a cargo de expertos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (China) y la Universidad de Berkeley (EEUU), que esperan que el hallazgo posibilite el desarrollo de nuevas aplicaciones en el campo de la robótica y de las prótesis de visión.
Este dispositivo es tan sensible a la luz como el ojo humano y tiene un tiempo de reacción más rápido que un globo ocular real. "En el futuro, podemos usar esto para mejorar las prótesis de visión y la robótica humanoide", dice el ingeniero y científico de materiales Zhiyong Fan.
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El ojo humano debe su amplio campo de visión y visión de alta resolución a la retina en forma de cúpula, un área en la parte posterior del globo ocular cubierta de células detectoras de luz. Fan y su equipo utilizaron una membrana curva de óxido de aluminio, tachonada con sensores de nano tamaño hechos de un material sensible a la luz llamado perovskita, para imitar esa arquitectura en su globo ocular sintético. Los cables conectados a la retina artificial envían lecturas de esos sensores a los circuitos externos para su procesamiento, al igual que las fibras nerviosas transmiten señales desde un globo ocular real al cerebro.
El globo ocular artificial registra cambios en la iluminación más rápido que el ojo humano, dentro de unos 30 a 40 milisegundos, en lugar de 40 a 150 milisegundos. Aunque su campo de visión de 100 grados no es tan amplio como los 150 grados que puede captar un ojo humano, es mejor que los 70 grados visibles para los sensores de imágenes planas comunes.
Resolución mucho más alta que el ojo humano
En teoría, este ojo sintético podría percibir una resolución mucho más alta que el ojo humano, porque la retina artificial contiene alrededor de 460 millones de sensores de luz por centímetro cuadrado. Una retina real tiene alrededor de 10 millones de células detectoras de luz por centímetro cuadrado. Pero eso requeriría lecturas separadas de cada sensor. En la configuración actual, cada cable conectado a la retina sintética tiene un grosor de aproximadamente un milímetro, tan grande que toca muchos sensores a la vez. Solo 100 de estos cables se ajustan en la parte posterior de la retina, creando imágenes que tienen 100 píxeles.
Para mostrar que se podían conectar cables más delgados al globo ocular artificial para una resolución más alta, el equipo de Fan usó un campo magnético para unir una pequeña variedad de agujas de metal, cada una de 20 a 100 micrómetros de espesor, a los nanosensores en la retina sintética, uno por uno. "Es como una operación quirúrgica", dice Fan.
El método actual de los investigadores para crear píxeles ultra pequeños individuales no es práctico, explica Hongrui Jiang, un ingeniero eléctrico de la Universidad de Wisconsin-Madison cuyo comentario sobre el estudio aparece en el mismo número de Nature . "Por unos pocos cientos de nanocables, está bien, pero ¿qué tal millones?" Los ingenieros necesitarán una forma mucho más eficiente de fabricar grandes conjuntos de cables pequeños en la parte posterior del globo ocular artificial para darle una visión sobrehumana, asegura.