Как Ще Работи Изкуственото Зрение

{h1}

Системите за изкуствено зрение, имплантирани върху ретината, могат да възстановят зрението за много слепи хора. Разберете всичко за това как ще работи изкуственото зрение тук.

Дори да носите очила, зрението ви вероятно е достатъчно добро, че можете да разпознаете малките букви на тази страница. Текстът на повечето компютърни екрани е висок около 3 милиметра и широк 2 мм (.12 x.08 инча). Докато четете това едно изречение, вероятно не се съобразявате с хилядите парчета визуална информация, които очите ви събират всяка секунда. Само в ретината, в момента има милиони клетки, които действат като фоторецептори, реагиращи на светлина, подобно на това как работи камерата за заснемане на изображения на филм.

Ретината е тънък слой неврална тъкан, който очертава задната стена вътре в окото. Някои от тези клетки действат за получаване на светлина, докато други интерпретират информацията и изпращат съобщения до мозъка през зрителния нерв. Това е част от процеса, който ви позволява да виждате. При увредени или нефункционални ретини фоторецепторите спират да работят, причинявайки слепота. По някои оценки, повече от 10 милиона души по света са засегнати от заболявания на ретината, които водят до загуба на зрението.

Досега тези, които са загубили зрението си към ретиналната болест, биха имали малка надежда да си я възвърнат. Но технологичните пробиви скоро биха могли да върнат дара на зрението. Няколко групи учени вече са разработили силиконови микрочипове, които могат да създават изкуствено зрение, В тази статия ще разгледаме как работят вашите ретини и защо слепотата, причинена от заболяване на ретината, вече не означава загуба на зрение.

Как работи вашата ретина

Анатомията на окото

Анатомията на окото

Окото е един от най-невероятните органи в тялото. За да разберете как се създава изкуственото зрение, е важно да знаете за важната роля, която ретината играе в това как виждате. Ето просто обяснение какво се случва, когато погледнете обект:

  • Разсеяна светлина от обекта навлиза през роговицата.
  • Светлината се проектира върху ретината.
  • Ретината изпраща съобщения до мозъка през зрителния нерв.
  • Мозъкът интерпретира какъв е обектът.

Ретината е сложна сама по себе си. Тази тънка мембрана в задната част на окото е жизненоважна част от способността ви да виждате. Основната му функция е да приема и предава изображения в мозъка. Това са трите основни типа клетки в окото, които помагат за изпълнение на тази функция:

  • пръти
  • конуси
  • ганглийни клетки

В ретината има около 125 милиона пръчки и конуси, които действат като фоторецепторите на окото. Прътовете са най-многобройните от двата фоторецептора, превъзхождащи конуси от 18 до 1. Пръчките са в състояние да функционират при слаба светлина (могат да засекат един фотон) и могат да създават черно-бели изображения без много светлина. Когато има достатъчно светлина, конусите ни дават възможност да виждаме цвета и детайлите на предметите. Шишарките са отговорни за това, че ви позволяват да прочетете тази статия, защото ни позволяват да виждаме с висока резолюция.

Щракнете върху бутона за възпроизвеждане, за да видите какво се случва, когато светлината удари окото.

Ако горната анимация не работи, щракнете тук, за да изтеглите плейъра Quicktime.

Информацията, получена от пръчките и конусите, след това се предава на близо 1 милион ганглийни клетки в ретината. Тези ганглийни клетки интерпретират съобщенията от пръчките и шишарките и изпращат информацията до мозъка по зрителния нерв.

Има редица заболявания на ретината, които атакуват тези клетки, което може да доведе до слепота. Най-забележимите от тези заболявания са ретинит пигментоза и свързана с възрастта макулна дегенерация, И двете заболявания атакуват ретината, което прави въдиците и конусите неработещи, причинявайки или загуба на периферно зрение, или пълна слепота. Установено е обаче, че нито едно от тези заболявания на ретината не засяга ганглийните клетки или зрителния нерв. Това означава, че ако учените могат да разработят изкуствени конуси и пръчки, информацията все още може да бъде изпратена до мозъка за интерпретация.

Създаване на изкуствено зрение

Точката над датата на тази стотинка е пълният размер на изкуствената силиконова ретина.

Точката над датата на това пени е пълният размер на изкуствената силиконова ретина.

Сегашният път, който учените предприемат, за да създаде изкуствено зрение, получи удар през 1988 г., когато д-р Марк Хумаюн демонстрира, че слепец може да бъде направен да вижда светлина чрез стимулиране на нервните ганглии зад ретината с електрически ток. Този тест доказа, че нервите зад ретината все още функционират, дори когато ретината се е изродила. Въз основа на тази информация учените се заемат да създадат устройство, което да превежда изображения и електрически импулси, които да възстановят зрението.

Днес подобно устройство е много близо до това да стане достъпно за милионите хора, които са загубили зрението си до заболяване на ретината. Най- изкуствена силиконова ретина (ASR), разработен от Optobionics, който беше в клинични изпитвания на FDA от края на 2007 г., подобри зрението при 10 лица за период от две години [източник: Groves]. В края на 2007 г. обаче Optobionics беше в несъстоятелност и чакаше купувач, което ще позволи изпитанията да продължат.

Както можете да видите на снимката в горната част на тази страница, ASR е изключително мъничко устройство, по-малко от повърхността на гума за молив. Той е с диаметър само 2 мм (.078 инча) и е по-тънък от човешката коса. Има основателна причина за неговия микроскопичен размер. За да работи изкуствената ретина, тя трябва да бъде достатъчно малка, за да може лекарите да я трансплантират в окото, без да повредят другите структури в окото.

Най-значимото развитие в изкуствените изследвания на ретината е създаването на Министерството на енергетиката на проекта за изкуствена ретина, който се ръководи от Марк Хумаюн. ARP е група от публични и частни компании, университети и изследователски лаборатории, които обединиха своите усилия за усъвършенстване на устройство с наноразмери. От 2002 г. шест слепи доброволци са снабдени с устройството, което им помага да възприемат светли и тъмни и големи предмети. ARP разполага и с още две устройства в тестване.

Как работи изкуствената силиконова ретина

Тук можете да видите къде се поставя ASR между външния и вътрешния слой на ретината.

Тук можете да видите къде се поставя ASR между външния и вътрешния слой на ретината.

ASR съдържа около 3500 микроскопични слънчеви клетки, които са в състояние да преобразуват светлината в електрически импулси, имитиращи функцията на конуси и пръти. За да имплантират това устройство в окото, хирурзите правят три малки разреза, не по-големи от диаметъра на игла в бялата част на окото. Чрез тези разрези хирурзите въвеждат миниатюрно устройство за рязане и вакуумиране, което премахва гела в средата на окото и го замества с физиологичен разтвор. След това в ретината се прави точно отваряне, през което те инжектират течност, за да се повдигне част от ретината от задната страна на окото, което създава малък джоб в подретиналното пространство, за да може устройството да се побере. След това ретината е запечатани над ASR.

За да работи всеки микрочип, той се нуждае от захранване, а удивителното при ASR е, че получава цялата си необходима мощност от светлината, влизаща в очите. Както научихте преди, светлина, която навлиза в окото, е насочена към ретината. Това означава, че с имплантата на ASR, разположен зад ретината, той получава цялата светлина, влизаща в окото. Тази слънчева енергия елиминира нуждата от проводници, батерии или други вторични устройства, които да доставят енергия.

Друго устройство за микрочипове, което ще възстанови частичното зрение, в момента се разработва от екип от изследователи от университета Джон Хопкинс, държавния университет в Северна Каролина и от университета в Северна Каролина-Чапел Хил. Наречен на изкуствен чип на ретината (ARCC), това устройство е доста подобно на ASR. И двете са изработени от силиций и двете се захранват от слънчева енергия. ARCC също е много малко устройство с размери 2 mm квадрат с дебелина.02 mm (.00078 инча). Между устройствата обаче има значителни разлики.

За разлика от ASR, който е поставен между слоеве на ретиналната тъкан, ARCC се поставя отгоре на ретината. Тъй като е толкова тънка, светлината, която навлиза в окото, се разрешава да премине през устройството, за да удари фотосензорите на гърба на чипа. Тази светлина обаче не е източникът на енергия за ARCC. Вместо това вторично устройство, прикрепено към чифт очила, насочва лазер към слънчевите клетки на чипа, за да осигури енергия. Лазерът ще трябва да се захранва от малка батерия.

Според изследователите ARCC ще даде възможност на незрящи пациенти да виждат 10 на 10 пикселни изображения, което е приблизително размера на една буква на тази страница. Въпреки това, изследователите казват, че в крайна сметка биха могли да разработят версия на чипа, която би позволила масив от 250 на 250 пиксела, което ще позволи на онези, които някога са слепи, да четат вестник.

За да научите повече за изкуственото зрение, разгледайте връзките на следващата страница.


Видео Добавка: Константин Василев и Никола Тошев - Изкуствен интелект: революция или еволюция?.




Изследване


Supersleuth: Виртуален Асистент 'Sherlock' Използва Знания За Пренасочване
Supersleuth: Виртуален Асистент 'Sherlock' Използва Знания За Пренасочване

Натрапчивост На „Терминатор“: Защо Толкова Много Роботи Изглеждат Като Хора
Натрапчивост На „Терминатор“: Защо Толкова Много Роботи Изглеждат Като Хора

Наука Новини


Обяснено Видео „Куче Атакува Акула“
Обяснено Видео „Куче Атакува Акула“

Какво Ще Правят Допълнителните 21 000 Американски Войски В Ирак?
Какво Ще Правят Допълнителните 21 000 Американски Войски В Ирак?

Ножовото Острие На Осите Може Да Бъде Най-Старото В Света, Казват Изследователите
Ножовото Острие На Осите Може Да Бъде Най-Старото В Света, Казват Изследователите

Творчеството Като Ключ Към Инженерните Иновации
Творчеството Като Ключ Към Инженерните Иновации

Обвита С Бельо Мама, Намерена Вътре В Гробница От 3500 Години В Луксор
Обвита С Бельо Мама, Намерена Вътре В Гробница От 3500 Години В Луксор


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com