Bionické oko napájené světlem

Karel Javůrek  |  Věda

Umělé bionické oko se již pomalu začíná nasazovat, stále však potřebuje externí napájení. Vědci ale přišli na způsob, jak vše zjednodušit pomocí fotovoltaické technologie.

V týdnu jsme psali o očních implantátech s mikročipy o rozlišení 1 500 pixelů, které lékaři implantovali pacientům s poškozeným zrakem. Bionické oko jednoduše převádí světelné signály na elektrické. Je napojeno na optické nervy a posílá informace, které mozek dokáže vyhodnocovat a postupně se je naučit rozpoznávat.

Jako u každého jiného „snímače“ v lidském těle, ani v tomto případě není problém kvalitu čipů a senzorů posouvat stále dál, až dorovnají schopnosti běžného oka. Nebo je dokonce i překonají. Snímací čipy lepší než oko existují samozřejmě již dávno, na začátku je ale jejich napojení na lidské tělo.

Otravné externí napájení

Zmíněné implantáty nespoléhají na prostor v oční jamce, bohužel je nutné napájet je externí baterií, která se umístí například nad ucho. A to je problém většiny umělých orgánů, které dnes používáme. Týká se to například také umělého srdce, tedy vlastně pumpy, která je napájená externími bateriemi v podobě menší tašky kolem pasu pacienta. I to mu však dovoluje relativně bezstarostný život, každý večer stačí baterie nechat nabít, „regenerace“ je tak spojená se spánkem člověka.

Takové externí řešení ale nemá budoucnost, proto se vědci zaměřili na technologie, které implantáty posunou do fáze, kdy již nebude žádné externí napájení potřeba.

Světlo musí stačit

Vědci ze Stanfordské univerzity vyvinuli nové zařízení, které je schopné pomocí dvou čoček usměrnit světelný tok na vrstvu polovodičového materiálu. Ten následně funguje jako fotovoltaický článek schopný stimulovat napojené oční nervy elektrickými impulsy. Člověku dodá alespoň nějakou formu informací, ze kterých lze vyhodnotit obraz. Ze začátku samozřejmě nelze očekávat dokonalost, zatím je úspěchem i postupná adaptace s možností „vidět“ i pouhé obrysy věcí.

Prezentace na videu ukazuje funkčnost oka z pohledu přijímání signálu a jeho převodu na elektrické impulsy. Dle tvrzení je rozlišení jednoho oka přibližně 100 Mpx.

Technologie samostatného napájení pomocí světla potřebuje další vývoj, v současnosti je schopná pracovat pouze se silným zářením – musí být přibližně tisíckrát silnější než běžné denní světlo. To by se však s efektivnějšími solárními články a přechody mělo postupně změnit. Implantát zatím nebyl otestován na člověku, ale v případě zkoušek u myší se tento koncept ukázal jako použitelný.

Brýle: oči před očima

Čekání na vývoj efektivnějších technologií lze obejít externím řešením v podobě brýlí se speciálním zařízením, které obsahuje i napájecí baterii. Vědci totiž plánují brýle s kamerou, která snímá obraz, jež je zpracován pomocí elektronického zařízení a zakódován do silného světelného paprsku v infračerveném spektru, který vychází ze zdroje ve vnitřku brýlí.

Potřebu paprsku s vysokým výkonem v umělém oku lze vyřešit brýlemi s kamerou a zobrazovací (výpočetní) jednotkou. Zdroj: Utah.edu
Potřebu paprsku s vysokým výkonem v umělém oku lze vyřešit brýlemi s kamerou a zobrazovací (výpočetní) jednotkou. Zdroj: Utah.edu

Světelný signál dorazí na senzory v implantátu, který dokáže vysílat správné impulsy do očních nervů. Uživateli v reálném čase zprostředkuje určitou formu obrazu.

Google Glass a budoucnost

I když se nový objev týká umělého implantátu, výborně ukazuje na budoucí možnosti promítání obrazu i u normálního oka.

Důležité je především to, že již dnes je možné celkem přesně zaměřit světelný paprsek přímo na sítnici oka (například z brýlí) a promítat na ni obraz dle potřebných vlastností. Google se nedávno s minimálními informacemi pochlubil funkčními „chytrými brýlemi“, které měl na sobě Sergey Brin nebo Sebastian Thrun.

Sergey Brin a zatím stále napůl tajné chytré brýle Google Glass
Sergey Brin a zatím stále napůl tajné chytré brýle Google Glass

Podrobnější informace k tomuto zařízení sice chybí, ale s velkou pravděpodobností lze předpokládat, jak technologie funguje. Nejde o malý displej, světelný paprsek promítá informace přímo na sítnici oka. Díky tomu lze vidět obraz v obraze a tedy posunout rozšířenou realitu tam, kde má skutečnou budoucnost. Přímo do obrazu, který normálně vidíme.

Této technologii můžeme předpovídat velký úspěch. Bude možné využít ji k práci i k zábavě dosud netušených možností. Realita se začne ještě více spojovat s virtuální realitou a podobně jako u displejů, i zde budeme jistě vidět vývoj především z pohledu rozlišení a kvality zobrazení.

Na virtuální realitu jsme se blíže podívali v článku Virtuální realita místo teleportace, přivítejte Matrix. Vysílání přesného obrazu na sítnici oka tak bude jistě jednou z forem přechodu do budoucnosti, kdy bude člověk komunikovat s okolím za pomoci externího počítačového systému a virtuálního světa.

Nejčtenější