شبکیه مصنوعی از ماده پروسکایت می‌تواند اعداد دست‌نویس را بخواند
محققان یک شبکیه مصنوعی از مواد پروسکایت ساخته‌اند که می‌تواند نور را به روشی مشابه چشم انسان تشخیص دهد. در آزمایش‌ها، دستگاه حتی قادر به تشخیص اعداد دست‌نویس است.
چشم انسان و سایر پستانداران به کمک سلول‌های گیرنده نور در شبکیه نور را تشخیص می‌دهد. این گیرنده‌ها دو نوع استوانه‌ای و مخروطی دارند. آنها فوتون‌های نور را جذب کرده و سیگنال‌های الکتریکی را به مغز ارسال می‌کند. برای مطالعه جدید، محققان KAUST تصمیم گرفتند این فرآیند را در یک دستگاه مصنوعی تقلید کنند.
عنصر کلیدی پروسکایت است، ماده‌ای که در جذب نور بسیار کارآمد است و به همین دلیل در نسل بعدی سلول‌های خورشیدی کاربرد پیدا کرده. در این مورد، تیم از توانایی جذب نور این ماده برای ساختن حسگر استفاده کرد.
نانوبلور‌های پروسکایت روی یک پلیمر نصب شدند، سپس این لایه بین دو الکترود – آلومینیوم در پایین و اکسید قلع ایندیم در بالا قرار گرفت. کل مجموعه می‌تواند بر روی یک بستر پلی‌آمیدی گذاشته شود و متناسب با نیاز انحنا پیدا کند و حتی به شکل انحنای شبکیه طبیعی درآید.
برای پردازش ورودی نور، این آرایه گیرنده نوری به یک حسگر CMOS و یک شبکه عصبی با ۱۰۰ نورون خروجی متصل شد. در آزمایش‌هایی با آرایه ۴×۴، دستگاه با استفاده از ال‌ای‌دی‌های رنگ‌های مختلف روشن شد و مشخص شد که پاسخ نوری‌اش بسیار شبیه به چشم انسان است و این سیستم به ویژه به نور سبز حساس است. در تست‌های دیگر، این سیستم حتی توانست اعداد دست‌نویس را با دقت ۷۲ درصد تشخیص دهد. این گیرنده مصنوعی همچنین بسیار پایدار بود و پاسخ به نور پس از ۱۲۹ هفته تغییر نکرد.
علیرغم الهام زیستی این شبکیه مصنوعی، بعید است که فعلا برای پیوند مناسب باشد. پژوهشگران امیدوارند که در آینده این دستگاه برای ساخت سیستم‌های بینایی پیشرفته‌تر برای دوربین‌ها و روبات‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
خالد نبیل سلاما، یکی از محققان این گروه می‌گوید: “هدف نهایی تحقیقات ما در این زمینه توسعه حسگر‌های بینایی نورومورفیک کارآمد برای ساخت دوربین‌های کارآمد برای کاربرد‌های بصریکامپیوتری است. ” “سیستم‌های موجود از آشکارساز‌های نوری استفاده می‌کنند که برای عملکرد خود به انرژی نیاز دارند و بنابراین انرژی زیادی را حتی در حالت آماده به کار مصرف می‌کنند. در مقابل، گیرنده‌های نوری پیشنهادی ما دستگاه‌های خازنی هستند که انرژی را برای عملکرد خود مصرف نمی‌کنند. ”
این تحقیق در مجله Light: Science & Applications منتشر شده.