Miscellaneous

Di Bawah Mata Bionik: Harvard Mengembangkan Metalens yang Dapat Memperbaiki Masalah Penglihatan Umum secara Otomatis

Di Bawah Mata Bionik: Harvard Mengembangkan Metalens yang Dapat Memperbaiki Masalah Penglihatan Umum secara Otomatis

Teknologi metalens baru dari insinyur Harvard dapat mengakhiri banyak masalah penglihatan umum. guvendemir / iStock

Masa depan menjadi lebih cerah secara radikal bagi kita semua yang tidak dilahirkan dengan penglihatan yang sempurna. Berkat penelitian terobosan dari sarjana Harvard di John A.Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), metalens merdu yang bekerja sesuai dengan standar terkini dalam teknologi otot buatan dapat mengubah fokusnya secara waktu nyata, sangat mirip dengan mata manusia alami. Titik nyala dalam perkembangan ini adalah langkah ekstra yang diambil para peneliti untuk memungkinkan metalens secara otomatis mengoreksi penyimpangan umum dalam penglihatan manusia.

Ilmu melihat lurus

Gambar buram dalam penglihatan umumnya disebabkan oleh salah satu dari tiga faktor, atau kombinasi dari ketiganya: astigmatisme, pergeseran gambar, dan fokus. Dengan mengawinkan metalens yang sangat adaptif dengan otot buatan, para peneliti Harvard SEAS telah secara efektif menciptakan mata buatan yang dapat dikontrol secara elektronik. Masing-masing sistem struktur nano yang rumit yang membantu metalenses menghilangkan penyimpangan bola lebih kecil daripada gelombang cahaya tunggal. Karena ukuran Lilliputian dari lensa ini, kepadatan informasi per struktur nano sangatlah besar.

TERKAIT: BAU-O-VISI: Wangi DAN PIKSEL

Proses pengembangan mata buatan

Sementara teknologi metalens belum tentu merupakan konsep gelombang baru dalam sains, proyek ini menghadapi tantangan yang tak terhapuskan untuk meningkatkan opsi kemampuan sambil mengurangi atau setidaknya mempertahankan ukuran struktur nano yang jarang melebihi setitik kilau pun. Mencoba mengukur lensa 100 mikron bahkan satu sentimeter saja menciptakan keliling informasi yang diperlukan untuk menggambarkan lensa itu 10.000 kali ukuran aslinya 100 mikron. Ini mengarah ke file berukuran giga dan terabyte dan tujuan dari apa pun yang berbasis nano adalah untuk membuat segalanya semakin kecil, tidak lebih besar, jelas.

Untuk menghindari masalah ini, para analis Harvard membuat algoritme yang sama sekali baru dan algoritme yang bekerja dengan kompatibilitas yang kuat dengan teknologi yang mengatur sirkuit terintegrasi dasar. Ini berarti bahwa mereka sekarang dapat menghasilkan metalens dengan diameter satu sentimeter atau lebih, dan, sebagai bonus, mengawinkan industri pembuatan lensa dengan manufaktur semikonduktor. Lensa metasurface dan chip komputer sekarang memiliki kesamaan yang tampaknya bermanfaat bagi kita semua.

Semua yang tersisa setelah terobosan ini adalah menempelkan metalens baru ke aktuator elastomer dielektrik - atau dikenal sebagai otot buatan, di mana mereka meminta bantuan David Clarke, Profesor Material Extended Tarr Family di SEAS. Menyamakan proses pekerjaannya dengan pemindaian awal mikroskop elektron pada 1960-an dan memanfaatkan voltase untuk mengontrol elastomer, Clarke membantu tim mencapai kombinasi otot dan lensa yang sangat kecil. 30 mikron tebal.

Tonton video berikut untuk mendengarkan Federico Capasso, peneliti utama dalam studi ini, berbicara lebih banyak tentang bisnis menghasilkan lensa datar.

Kemungkinan komersial dan aplikasi medis

Berpikir bahwa suatu hari kacamata Anda mungkin berisi mikroskop kecil yang dioperasikan secara elektronik yang memperbaiki gangguan penglihatan Anda secara otomatis akan tampak sepertiMatrikstingkat modernitas -esque tidak terlalu beberapa tahun yang lalu. Elemen optik adaptif seperti ini dapat menemukan kembali banyak pendekatan umum untuk masalah penglihatan yang terjadi secara alami pada manusia. Sementara kelayakan untuk mengurangi berbagai masalah penglihatan umum cukup memikat, aplikasi komersial untuk metalens ini menjangkau jauh ke bidang minat futuristik. Potensi untuk menanamkan zoom optik dan kemampuan autofokus ke dalam perangkat keras virtual dan augmented reality saja dapat menghasilkan keuntungan besar di berbagai bidang seperti keamanan dalam negeri dan game.


Tonton videonya: The Bionic Man. Robotica. The New York Times (Januari 2022).