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在VR辅助下,寻求人造视网膜的研究已朝着人体试验的方向发展,中国机器人网,vrovro.com
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在VR辅助下,寻求人造视网膜的研究已朝着人体试验的方向发展
2021年03月19日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

在VR辅助下,寻求人造视网膜的研究已朝着人体试验的方向发展 中国机器人网,vrovro.com

对于许多视力障碍的人来说,人工视网膜将是巨大的福音,而且这种可能性逐年逼近现实。最新的进步之一是采用了一种不同且非常有前途的方法,即使用将光能转化为电能的微小点来实现,虚拟现实技术已经表明这可能是一条可行的前进之路。


这些光伏视网膜假体来自洛桑联邦理工学院,迭戈·盖兹(Diego Ghezzi)多年来一直致力于该想法中国机器人网vrovro.com


早期的视网膜假体是数十年前创建的,其基本思想如下:体外的摄像头(例如,戴一副眼镜)通过导线将信号发送到微小的微电极阵列,该阵列由许多微小的电极组成,刺破无功能的视网膜表面并直接刺激工作细胞。


这样做的问题主要是,为阵列供电和向阵列发送数据需要一根导线从眼睛外部伸入—通常来说,对于假肢和身体而言,“不要”。阵列本身的电极数量也受到每个电极尺寸的限制,这意味着多年来,在最佳情况下,有效分辨率约为几十或数百个“像素”。(由于视觉系统的工作原理,该概念不能直接翻译。)


Ghezzi的方法通过使用光电材料消除了这两个问题,光电材料将光转化为电流。它与数码相机没什么不同,除了像记录图像一样记录电荷外,它像通电的电极一样将电流发送到视网膜中。不需要电线就可以将功率或数据中继到植入物,因为两者都是由照射在植入物上的光提供的。


研究人员Diego Ghezzi手持隐形眼镜,上面装有光伏点。


在使用EPFL假体的情况下,有成千上万个微小的光伏点,理论上,这些点将由眼睛外部的设备照亮,并根据它从相机检测到的光进行发送。当然,设计仍然是一件非常困难的事情。设置的另一部分将是一副眼镜或护目镜,它们既可以捕获图像,又可以通过眼睛将其投射到植入物上。


我们早在2018年就听说过这种方法,此后,作为新的书面文件,情况有所改变。


Ghezzi在给TechCrunch的电子邮件中解释说:“我们将像素的数量从大约2,300增加到了10,500。” “所以现在很难单独看到它们,它们看起来就像是连续的电影。”


当然,当将这些点直接压在视网膜上时,情况就不同了。毕竟,如果它是一个正方形,那仅是100×100像素左右-并非完全高清。但是这个想法并不是要复制人类的视野,这可能是一开始就不可能完成的任务,更不用说对任何人的第一枪都是现实的了。


Ghezzi解释说:“从技术上讲,可以使像素更小,更密集。” “问题在于所产生的电流随像素面积而减小。”


该图像显示了视网膜植入物上的光伏点的特写镜头,每个点的标记约为80微米。

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因此,添加的数量越多,使其工作起来就越困难,而且(他们测试)还有两个相邻的点会刺激视网膜中相同网络的风险。但是太少了,所创建的图像可能对用户而言并不清晰。10,500个听起来很多,也许已经足够了,但是一个简单的事实是,没有任何数据可以支持这一点。首先,团队转向了似乎不太可能的媒介:VR。


由于该团队无法完全在人身上进行实验性视网膜植入物的“测试”安装以查看其是否正常工作,因此他们需要另一种方式来判断设备的尺寸和分辨率是否足以满足某些日常任务,例如识别物体和字母。


下面是数字渲染的街道场景和扭曲的单色版本,显示了通过虚拟荧光粉表示它的各种方式。


为此,他们将人们置于黑暗的VR环境中,除了很少的模拟“磷光体”,他们希望通过植入物刺激视网膜而产生细微的光影。盖兹把人们所看到的比作是一群明亮的,不断变化的恒星。当图像移动时,他们改变了荧光粉的数量,出现的区域以及照明或“尾巴”的长度,询问参与者他们对单词或场景等事物的感知程度如何。


虚拟荧光粉以各种方式呈现了“ AGREE”一词。


他们的主要发现是,最重要的因素是视角-图像出现区域的整体大小。如果仅占据视线的中心,即使是清晰的图像也很难理解,因此,即使整体清晰度受到影响,最好具有广阔的视野。对大脑视觉系统的强大分析甚至可以从稀疏输入中直觉到诸如边缘和运动之类的事物。


该演示表明,植入物的参数在理论上是合理的,研究小组可以开始进行人体试验。这并不是一件刻不容缓的事情,尽管与早期的有线方法相比,这种方法是很有前途的,但即使在最佳情况下,它仍可能要花费数年时间,才有可能被广泛使用。尽管如此,这种工作型视网膜植入物的前景仍然令人振奋,我们将密切关注它。


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