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科學家製造人工複眼 開發新型攝像技術

【大紀元5月9日訊】(大紀元記者嘯宇報道)科學家們最近製造了一種類似昆蟲的複眼結構的人造眼﹐這一技術有望用來開發超薄攝像鏡頭。

這一研究成果發表在《科學》雜誌上。研究人員在針頭大小的範圍裡安裝了8500個六邊形透鏡﹐其結構就如同蜜蜂等昆蟲的眼睛一般。

昆蟲的眼睛稱為複眼,通常是由數百個細小的透鏡組成的光學系統。這些小透鏡叫小眼(ommatidia)單元,而一隻蒼蠅有3萬個這樣的結構。單個的小眼可以通過一個透鏡將光線彙聚導入到一個視覺通道(rhabdom),裡面有光敏細胞。

它們和光學神經細胞相連,從而產生圖像。由於小眼緊密相鄰排列,從而昆蟲可以有很寬的視野。因為每個單元定向稍有不同,蜂窩狀的眼睛形成一個馬賽克似的畫面,儘管解析度不高,但檢測運動物體非常靈敏。

加州大學柏克萊分校的教授盧克‧李,是這篇文章的主要作者。他認為,通過這項研究,可以讓人們進一步瞭解昆蟲的眼睛是如何形成複雜的視覺系統的。

李說﹕「大自然不需要昂貴的技術,就創造出一層一層精確有規則的結構」。正是基於這一理念﹐生物工程科研人員正試圖通過模仿自然過程﹐摸索一種便宜而又簡單的方法來製造人工眼。研究人員首先造出8700個極微小的,能重複使用的模具﹔然後在往模具裡填充環氧樹脂 (epoxy resin)。因為樹脂可以和紫外線(UV)作用後,形成更硬的、化學性質不一樣的材料。低溫下,那些材料從模具裡取出後,形成圓拱形、針頭大小的8700個小圓包組成的蜂窩面。每個小包的作用就是透鏡,把光聚焦到下面。

一段時間後,聚集起來的光就形成了一個錐形光導管。光傳到更深的結構中形成一個細微的通道,叫光導。這就和昆蟲的視覺通道(rhabdom)的結構一樣。李教授認為,要形成視覺系統,應該首先形成的士透鏡系統,而不是視覺神經。

目前這個人造眼還沒有和任何成象裝置相連。如果它和相機相連﹐便可應用於製造小型、全方位的監控裝置,超薄相機,或快速運動感應器。美國軍方的「國防高級項目發展局」(DARPA)目前已經有意支持這一項目。此外,李教授還看好醫學的運用,如可以在對人體內進行成象:如果人們嚥入這一人造眼,就可把圖像發出來。此外,這項技術還可能為盲人製造人工視網膜。

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