ジョージア工科大学、ロボット工学向けに人間の視覚を模倣する光発電ソフトレンズを発表
ジョージア工科大学、ジョージア州アトランタ
コールター BME の Shu Jia 教授の研究室の研究者によって開発された光応答性ハイドロゲル ソフト レンズ。 (画像:ジョージア工科大学)ジョージア工科大学の生物医学エンジニアのチームは、補償光学におけるブレークスルーを発表した。これは、人間の目の焦点を再調整し、さまざまな光条件に適応する能力を模倣する、生体模倣の光駆動ソフトレンズである。この研究はScience Roboticsに掲載されました。 、ソフト ロボティクス、生物医学イメージング、自律ビジョン システムの新たな可能性を開きます。
筆頭著者の Corey Zheng 博士は、光に対する人間の目の反応からインスピレーションを得て、ウォレス・H・コールター生体医工学科の候補者は、光で作動する人工筋肉を使って焦点距離を制御するレンズシステムを開発した。光が当たると、これらの筋肉がレンズを収縮したり伸ばしたりするため、電子機器やバッテリーを使用せずに正確な光学調整が可能になります。
「人間の目は、さまざまな面で本当に強力です」と鄭氏は言います。 「コンパクトで、焦点を変えて近くの物体や遠くの物体を見ることができ、瞳孔で光から身を守ります。それに加えて、驚くべき解像度を持っています。」
光応答性ハイドロゲル ソフト レンズ (PHySL) は、全体が柔らかく生体に安全な素材で構成されているため、組織と安全に相互作用するソフト ロボットや医療機器など、硬い光学部品が実用的でない用途に最適です。デザインの核となるのは、光を熱に変換し、人工筋肉として機能する形状変化を引き起こすグラフェンを注入した熱応答性ヒドロゲル（コンタクトレンズなどの製品によく使われる吸水性ポリマー）です。このプロパティにより、バッテリー電源や有線接続を必要とせずにレンズをリモート制御できるようになります。
研究者らは実験室テストで、さまざまな照明パターンがレンズの焦点距離や動きを制御し、さらには特定の光学収差を引き起こす可能性があることを実証しました。この適応能力により、単一細胞から部屋全体に至るまでの被写体の高品質画像を撮影できるようになりました。彼らのシステムのパフォーマンスは、焦点移動範囲と解像度の両方において人間の目に匹敵しました。
同チームはまた、従来の電子光検出器の代わりに流体の流れを制御する光作動バルブを搭載した液体ベースのイメージング回路とソフトレンズを組み合わせた、エレクトロニクスを使用しないカメラのプロトタイプも導入した。このイノベーションは化学駆動または受動的なソフト システムに使用でき、生体模倣ロボットの自律性の強化が可能になります。
この研究は、研究の上級著者である BME 教授 Shu Jia と共同で実施されました。
詳細については、Shu Jia までお問い合わせください。このメール アドレスはスパムボットから保護されています。閲覧するにはJavaScriptを有効にする必要があります。または このメール アドレスはスパムボットから保護されています。表示するには JavaScript を有効にする必要があります。 404-894-0290 。
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