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第17章 盲人重见光明——芯片再造“眼”

你是不是拥有一双明亮的眼睛?如果有一天你失去了双眼会怎样?盲人真的不可以再见光明吗?不,科学研究告诉我们这一切将不再是梦想,用芯片再造“眼”将可以为盲人带来光明。

这么多年来,科学家和眼科医生们都在不停的努力,尝试着将“光明”还给那些盲人和视力减弱者。相信,凭着“生物眼”的问世,科学家和眼科医们的愿望将会成为现实。

芯片再造“眼”

在美国,惠顿和伊利诺伊等公司已经在这个方面迈出了第一步。他们采用极其微小的芯片模拟眼球中视觉细胞的某些功能,就是把视网膜上的光信号转变成电信号后,再传给大脑。阿灵顿海军研究署的科学家们正在研制模拟视网膜的整个神经系统的芯片。

人造眼的核心就是这种芯片。在芯片里,不同的的部位“分管”不同:有的是“看”图像的边缘,有的是“观察”角度,而有的是“确定”轮廓。总的来说,我们的眼睛怎么做,它就会跟我们的眼睛做一样的事情。

独特的优势

相关的专家认为,这种芯片具有很独特的优势,它是一种理想的供人造视网膜。举例来说,芯片每条电路之间的边接是“非线性”的,就是说计算与电路的变化几乎同时发生,可以快速的进行图像处理,处理其中的一个功能也就大约花费一微秒的时间。

芯片另一个优势就是,它的模拟信息处理器与普通微处理器不同。比如,在台式个人计算机里使用的微处理器只认“1”和“0”,属于典型的数字信息处理器,但是这种芯片执行计算时是“模糊”化的,而这恰恰和我们大脑处理信息的方式是相同的。

但是,芯片怎样才能被用作一只人造眼睛的问题,目前仍处于理论研究阶段。研究者认为,最为理想的使用方式就是用它建立一个三维的“概念”,就像人脑一样有“具体的层传感器”。比如一个层能挑选边缘,而另一层能挑选颜色。

当然这些问题对于芯片业说并不是什么太难的问题,主要的问题就是如何将它的全部功能和人的大脑相连接。我们人的眼睛里有1百万根神经纤维,并且每一根都在大脑皮层中有具体的连接。现在没有人确切的知道,想要让大脑“理解”一幅图,必须“动用”哪些神经纤维。

实验在进行

在经过美国食品和药物管理局的批准,伊利诺伊公司已经成功地将他们研制的芯片植入6位病人的视网膜,结果也将在不久后公布于众。

南加州大学的神经眼科研究所的步伐更为迅速,并且已经取得了让人振奋的结果。他们的实验遵从“从简单到复杂”的科学原则:刚开始,可以让病人把水倒进另一个杯子,能看到桌子上的盘子、叉子等,接下来,可以让他们认出亲人的某些面部特征。

在这些实验中,病人都戴着外形像眼镜的微型照相机,它会把图像信号传递给在病人耳朵后面种植的无线接收器,然后,信号会经过在皮下种植的极小电线后,进入装在视网膜上的芯片,刺激到眼的神经,给病人造出“视力”。

在刚开始的时候,病人能够感知到的像素只有16个,而16个像素就好像是16盏小灯泡一样。这么低的分辨力,病人当然是看不清物体的,但是他们可以感受到光线不同的弯化。如果像素可以达到1000个,那它将会给盲人提供一张照片,这张照片虽然极其粗糙,但是足以让病人“认识”一张人脸!有一个盲人就是靠着这1000个像素,竟然越过了像椅子和墙那样的障碍,并且沿着一条走廊找到了路。

但是目前的技术,只能让这种简单的“视力”适用于后天失明者,那是因为他们曾经有过图像的概念,所以他们的大脑能够利用一幅非常粗略的图像填入“缺口”,“补画”出未知的像素。但是对于先天性失明者来说,想要看到东西,则需要更清晰的画面。

微型照相机装置的原理非常简单,只需一架袖珍照相机并把信号传送到视网膜上的芯片。但是如果真的要实际应用起来,却涉及到了很多的计算和技术问题。还有现在使用的芯片个头也有些大,不过这些问题都是可以克服的,据相关人员的估计,在5年之内这一研究领域将会有惊人的成就。

盲人终于可以重见光明了,有了芯片再造“眼”盲人想要重见光明再不只是梦想。随着这种芯片技术的问世,盲人也可以看到这个多姿多彩的世界。科学会为人们带来光明,带来希望,带来惊喜,更是造福与人们。

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