Что такое бионический глаз и как он работает


Мы живем жизнью, полной красок и картин, которые видим каждый день, жизнь без зрения темна. А слепые люди живут "темной" жизнью. Полноценно помочь им - это не просто перевести их через дорогу, это вернуть им зрение (хотя бы частично). Поскольку мы принадлежим к сообществу инженеров, для нас нет ничего невозможного, если мы постараемся. Если учёные генерируют идеи, то именно инженеры вкладывают в эти идеи жизнь. Сегодня все машины в наших руках, и наша очередь вернуть то, что дает нам человечество.

Что такое бионический глаз

В современном мире около 40 миллионов человек страдают от слепоты и около 140 миллионов человек страдают от слабовидения, а если говорить, к примеру, об Индии, то в этой стране самое большое в мире число людей, страдающих слепотой. Цель проекта бионического глаза (BIONIC EYE) такая же, как и восстановление зрительного сигнала у людей, страдающих глазными заболеваниями, такими как, например, пигментный ретинит. В случае бионического глаза видеокамера интегрирована с очками, которые захватывают и обрабатывают изображения. Изображения передаются по беспроводной сети на небольшой процессор, который преобразует их в электронный сигнал, и этот сигнал далее передается на имплантат сетчатки или электрод, который отправляет визуальный сигнал в мозг для дальнейшей обработки. Таким образом, даже слепые люди получают возможность видеть с помощью этого устройства.

Также на нашем сайте вы можете посмотреть проект создания 3D аниматронного глаза на основе Arduino - конечно, это не бионический глаз, но, возможно, он будет интересным для тех кто увлекается данной тематикой.

Человеческий глаз

Когда луч света, отраженный от объекта, достигает нашего глаза, сигналы отправляются в мозг, а затем мозг декодирует сигнал, чтобы оптимизировать внешний вид, местоположение и движения объекта, который мы видим. Весь процесс осуществляется только благодаря свету, без света нет мира, а значит, мы ничего не можем видеть.

Устройство человеческого глаза

Основная часть глаза – сетчатка. Сетчатка — это внутренняя стенка глаза, которая работает как фотопленка, улавливая световые сигналы и передавая их в мозг через зрительные нервы для формирования зрения.

Бионический глаз

Это искусственный глаз, который передает мозгу зрительные ощущения. Он состоит из электронных систем, включающих датчики изображения, микропроцессоры, приемники, радиопередатчики и чипы сетчатки. Технологии, предоставляемые этим, помогают слепым людям снова обрести зрение.

Он состоит из компьютерного чипа, который хранится в глазу пострадавшего и связан с мини-видеокамерой, встроенной в очки, которые он носит. Затем изображение, снятое камерой, фокусируется на чипе, который преобразует его в электронный сигнал, который мозг может интерпретировать. Изображения, создаваемые бионическим глазом, не были слишком совершенными, но их можно было достаточно четко распознать. Имплантат обходит больные клетки сетчатки и проходит через оставшиеся живые клетки.

Принцип работы бионического глаза

Устройство состоит из 3500 микрофотодиодов, установленных в задней части сетчатки. Электрический сигнал, который отправляется в мозг, получается от этих миниатюрных солнечных батарей, поскольку они преобразуют обычный свет в электрический сигнал.

Принцип работы бионического глаза

Бионический глаз работает аналогично человеческому глазу, поскольку он получает изображения с камеры, оснащенной стеклом, которое может носить слепой человек. Камера имеет небольшой размер, поскольку она помещается на стеклянную раму, или в будущем мы сможем установить ее в конструкцию. искусственного глаза. Затем изображение далее отправляется на небольшой электронный чипсет (микропроцессор). Работа микропроцессора заключается в преобразовании данных изображения в электронный сигнал и дальнейшей передаче его приемнику, который посылает сигналы через очень крошечный кабель на панель электродов, имплантированную врачами на заднюю стенку глаза, которая также называется сетчаткой. Электродная панель генерирует импульсы, которые проходят через зрительный нерв в мозг, зрительный нерв слепого человека иногда повреждается, тогда мы используем некоторые устройства, которые способны обойти сигнал из возможных путей, тогда только сигнал может достичь мозг. Когда сигнал достигает мозга, мозг начинает декодировать сигнал, и мы можем определить, что представляет собой объект. Этот процесс должен быть достаточно быстрым, чтобы человек с бионическим глазом мог бы видеть так же, как с обычным человеческим глазом.

Доступные сегодня системы бионических глаз

Доступная система бионического глаза, разработанная калифорнийской компанией Second Sight, представляет собой систему протезирования сетчатки Argus II, одобренную FDA в США. Протез сетчатки — это биомедицинский имплантат, используемый для частичного восстановления полезного зрения тем, кто потерял зрение из-за этого заболевания. По данным опроса, на каждые 5000 человек приходится один больной этим заболеванием. Раньше он передавал импульсный сигнал в мозг с помощью имплантата сетчатки для слепого человека. Поскольку у него есть мини-видеокамера для получения данных, которые по беспроводной сети передаются в блок обработки видео, который преобразует данные в электронный сигнал, а затем сигналы передаются на электроды, которые генерируют импульс для интерпретации мозгом, то слепой человек может это сделать и видеть как нормальный человек, но зрение не на 100% идеальное.

Принцип работы системы Argus II

Будущее бионических глаз

В будущем мы сможем увеличить количество электродов, способных обеспечивать более четкое, цветное и более функциональное зрение для людей, слепых из-за пигментного ретинита и других заболеваний сетчатки, включая дегенерацию желтого пятна.

Ученые тестируют устройства с еще большим количеством электродов, чтобы они могли обходить сетчатку и передавать сигналы напрямую в мозг. Следующее поколение стимулятора сетчатки Argus II будет иметь 60 управляемых электродов, которые будут передавать субъектам изображения с более высоким разрешением.

Как выглядит изображение, получаемое с помощью бионического глаза

Бионический глаз обеспечивает зрение, отличное от того, которым обладает здоровый человека. Оно не восстанавливает полное зрение, оно не является полностью совершенным и ясным. В ходе испытания, проведенного компанией-производителем, около половины слепых смогли прочитать очень большие буквы: их высота составляет около 9 дюймов, если смотреть с расстояния 1 фут, или около 23 сантиметров, если смотреть с расстояния 0,3 метра. Несколько слепых смогли прочитать буквы меньшего размера (около 1–2 дюймов в высоту, если смотреть с расстояния 1 фута), или около 2,5–5 сантиметров, если смотреть с расстояния 0,3 метра, и короткие слова. После теста выяснилось, что большинство слепых получили пользу от системы Argus II.

Ограничения

Широкому распространению бионических глаз в настоящее время мешают следующие факторы:

  • стоимость Bionic Eye: пара глаз будет стоить около 30 000 долларов, что не является доступным для многих пострадавших;
  • не каждый человек, страдающий глазным заболеванием, будет лечиться этим способом, поскольку это не поможет пациентам с глаукомой, в основном это поможет человеку, страдающему пигментным ретинитом;
  • искусственная замена человеческого тела — рискованная задача, поскольку она может привести к смерти или возникновению серьезных ситуаций;
  • как мы знаем, это не человеческий глаз, а бионический глаз, поэтому пораженный глаз не сможет получить 100% идеальное зрение.
(Проголосуй первым!)
Загрузка...
2 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *