“عين كهربائية رائدة” يمكن استخدامها لمساعدة المكفوفين على الرؤية

يمكن أن تكون الرؤية الاصطناعية أقرب إلى الواقع، بعد أن طور العلماء عينا كهربائية صغيرة مصممة لتستخدمها الروبوتات الدقيقة، والتي يمكن أن تساعد المكفوفين في النهاية أيضا.

وابتكر باحثو جامعة ولاية جورجيا الجهاز باستخدام نظام تكديس رأسي جديد، ما يسمح بتقليص حجمه وتشغيله على مستويات متناهية الصغر.

ويكمن هدف الفريق، بقيادة أستاذ الفيزياء المساعد سيدونغ لي، في إنشاء كاميرا صغيرة الحجم يمكن أن تعمل كعيون لروبوتات صغيرة، قادرة على الوصول إلى المناطق التي لا يستطيع البشر الوصول إليها.

وفي المستقبل، يقول الفريق إنه يمكن تكييف نفس التكنولوجيا لتحقيق الرؤية للمكفوفين، أو تحسين إدراك الألوان في حالة عمى الألوان.

ويستخدم الجهاز طرقا اصطناعية لتقليد العمليات الكيميائية الحيوية التي تسمح للبشر بالرؤية، وهي خطوة نحو كاميرا روبوت صغيرة الحجم.

وقال البروفيسور لي: “نوضح المبدأ الأساسي والجدوى لبناء هذا النوع الجديد من مستشعرات الصور مع التركيز على التصغير”،
واضاف إنه يحسن التعرف على الألوان عند مقارنته بأجهزة الجيل السابق من نفس الحجم، وهذه هي وظيفة الرؤية الأكثر أهمية.

وتعتمد مستشعرات الألوان التقليدية عادة على تخطيط قناة استشعار اللون الجانبي وتستهلك قدرا كبيرا من المساحة المادية وتوفر اكتشافا أقل دقة للألوان.

ومن المعروف أن أكثر من 80% من المعلومات يتم التقاطها من خلال الرؤية في البحث والصناعة والأدوية وحياتنا اليومية. والهدف النهائي من بحثنا هو تطوير كاميرا صغيرة الحجم للروبوتات الدقيقة التي يمكنها دخول المساحات الضيقة غير الملموسة بالوسائل الحالية، وفتح آفاق جديدة في التشخيص الطبي، والدراسة البيئية والتصنيع وعلم الآثار وغير ذلك الكثير

ويقول لي وفريقه إن هيكل استشعار اللون الرأسي يوفر إمكانية التعرف على الألوان بدقة والتي يمكن أن تبسط تصميم نظام العدسة البصرية.

وتعتمد الوظيفة الجديدة التي تم تحقيقها في بنية مستشعر الصور على التقدم السريع لأشباه موصلات Van der Waals خلال السنوات الأخيرة. وبالمقارنة مع أشباه الموصلات التقليدية، مثل السيليكون، يمكننا التحكم بدقة في بنية شريط مادة Van der Waals، وسمكها والمعلمات الهامة الأخرى لاستشعار الألوان الأحمر والأخضر والأزرق.

ويُعرف باسم مستشعر اللون الرأسي لأشباه الموصلات من Van der Waals (vdW-Ss)، وهو يمثل فئة جديدة من المواد، حيث ترتبط الطبقات الذرية الفردية بقوى ضعيفة من van der Waals.

وفي الفيزياء الجزيئية، فإن قوة Van der هي تفاعل يعتمد على المسافة بين الذرات أو الجزيئات. وتشكل المواد الجديدة إحدى أبرز المنصات لاكتشاف فيزياء جديدة وتصميم أجهزة الجيل القادم.

وقال لي: “إن النحافة الفائقة والمرونة الميكانيكية والاستقرار الكيميائي لهذه المواد شبه الموصلة الجديدة تسمح لنا بتكديسها في أوامر عشوائية. لذلك، نحن في الواقع نقدم استراتيجية تكامل ثلاثية الأبعاد على عكس تخطيط الإلكترونيات الدقيقة المستوى الحالي”.

وأضاف: “إن كثافة التكامل الأعلى هي السبب الرئيسي وراء قدرة بنية أجهزتنا على تسريع تصغير حجم الكاميرات”. والتكنولوجيا حاليا معلقة ببراءة اختراع مع مكتب نقل التكنولوجيا والتسويق بولاية جورجيا (OTTC)، والذي يقول إن عددا من شركاء الصناعة من المحتمل أن يكونوا مهتمين باستخدام التكنولوجيا.

ويقول كليف مايكلز، مدير شركة OTTC، إن هذه التكنولوجيا لديها القدرة على التغلب على بعض العوائق الرئيسية التي تظهر مع أجهزة الاستشعار الحالية. ومع تقدم تكنولوجيا النانو تصبح الأجهزة أكثر إحكاما، وتكون مستشعرات الألوان الأصغر والحساسة للغاية مفيدة بشكل لا يصدق.

ويعتقد الباحثون أن هذا الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى تطورات لمساعدة ضعاف البصر يوما ما.

ويقول لي: “هذه التكنولوجيا ضرورية لتطوير العيون الإلكترونية ذات المحاكاة الحيوية وأيضا الأجهزة الاصطناعية الأخرى ذات الشكل العصبي”,ونشرت النتائج في مجلة ACS Nano.

المصدر : وكالات