近日,研究人员用钙钛矿材料建造了一种人造视网膜,能够以与人眼类似的方式检测光。在测试中,该设备甚至能够识别手写数字。
人类和其他哺乳动物的眼睛工作得益于视网膜中的感光细胞——视杆细胞和视锥细胞,它们吸收传入光子并向大脑发送电信号。这项研究中,研究人员着手在人造设备中模拟该过程。
这个设备的关键成分是钙钛矿,该材料吸收光的效率高,因此,或将成为下一代太阳能电池的“领跑者”。为此,该团队利用光吸收能力来制造传感器。
研究人员将钙钛矿纳米晶体嵌入到聚合物上,然后将该层夹在两个电极之间——底部是铝,顶部是氧化铟锡。该电极上部被蚀刻以使光线通过钙钛矿层,从而形成感光器阵列。这些是在聚酰亚胺基板上制成的,可让设备弯曲,并扭成所需的任何形状,例如,人类视网膜的形状。
为了处理光输入,这个感光器阵列连接到一个CMOS传感器和一个具有100个输出神经元的神经网络。在4×4阵列的测试中,该设备使用各种颜色的LED照明,发现其光学响应与人眼非常相似,系统对绿光特别敏感。在其他测试中,该系统甚至能够以72%的准确率识别手写数字。它也非常稳定,129周后对光的反应没有变化。
尽管这个设备有其生物学灵感,但这种人造视网膜很难用于人体移植。该团队表示,随着更多的开发,该设备将用于为相机和机器人制造更先进的视觉系统。