仿生眼及仿生眼镜

仿生眼及仿生眼镜,研究目的：,矫正近视眼，帮助失明者重见光明，看到周围的环境；由于电子眼可取代视网膜细胞的功能，可望为那些视网膜色素变性或因年老而黄斑点退化的人们提供基本程度的视力。,国外研发现状,仿生眼ArgusII开始在美国市场正式发售。ArgusII的人工视网膜装置主要针对的是因视网膜受损（色素视网膜炎患者）而不幸失明的人群，该装置使用电子光学感应装置充当“视网膜。,色素视网膜炎：,ArgusII的工作原理：,ArgusII仿生眼的工作原理是将一个非常小的电极植入患有视网膜感光细胞坏死疾病的患者眼部，然后再通过佩戴专用的外置眼镜，经过眼睛上携带的摄像机将图像通过电极投射到患者的视网膜底部。,2015年02月26日，艾伦泽拉德，一名68岁患有严重视网膜色素变性疾病的男子在装上了仿生眼睛后，首次看到了与他结婚10年却从未见过的妻子，该男子惊呼“亲爱的，你真美”。,澳大利亚莫纳什大学研究人员开发出一种仿生眼镜装置，眼镜上安装的数码相机可把捕捉到的图像信息传到一个能嵌入人脑的微型芯片上进行处理，如果这种芯片嵌入盲人大脑，就可以帮助他们大体识别身边物体的轮廓。,仿生眼利用特殊眼镜把数据发送给大脑里的一个植入微型芯片，该装置已经成功植入患者体内。,英国牛津大学的研究人员正在研制智能仿生眼镜，这款仿生眼镜采用微型摄像头和一个袖珍电脑，用于提醒佩戴者前方出现物体和人。,加拿大验光师加斯韦伯发明Ocumetics仿生隐形眼镜。这种眼镜能够让你在无需佩戴任何眼镜的情况下拥有“超人视力”，甚至比正常标准视力还要好上2倍。,“Ocumetics仿生隐形眼镜”看起来就像一个小按钮，只需要8分钟就可以植入眼睛中，而且这一过程没有任何痛苦。植入过程很像白内障手术，即将眼中的晶状体摘除，然后用人工晶状体代替。,仿生眼：,仿生电子眼的模型由一个具弹性的底座、一些用来接收电力与资讯的线圈、一个电极阵列、以及一个用来执行刺激任务的微型芯片组成。使用者将会带上一种特别的眼镜，上面设有微型相机，可将影像资讯传送到电子眼眼球表面上的一个钛封装芯片，芯片会在视网膜下发射电极阵列刺激眼睛的神经，这种眼镜还会以无线的方式为电子眼上面环绕的线圈提供电力。,仿生眼视觉图像处理系统：,系统以TM320DM642为核心，由4个部分组成视频采集、图像处理、视频输出、串口通信系统。流程如图1所示，CCD摄像头采集的视频图像，经过视频解码芯片转化为便于DSP处理的视频码流，然后在DSP中设计合适的视频图像处理算法，分割、识别出运动目标，并计算出目标的位置参数，最后将位置参数通过串口发送给眼动控制模块，同时利用视频编码芯片编码DSP输出的视频码流，送到显示器实时显示，便于人机交互。,仿生眼视觉图像处理系统硬件设计:,系统硬件设计分为6个模块：视频采集模块、图像处理模块、视频输出模块、串口通信模块、电源时钟模块、存储模块。其结构图如图2所示,电极阵列：,视觉假体按照微电极的植入部位一般可分为视网膜上假体、视网膜下假体、视神经假体和视皮层假体。即通过微电极刺激视网膜、视神经或视皮层都可能实现视觉修复。电极阵列只能在视觉刺激下记录到VEP（视觉诱发电位），并能正确反应不同视野区域视觉刺激的差异。微电极是视觉假体的最关键部件,其性能优劣直接影响视觉修复的有效性及可靠性。,总结和展望,目前仿生眼已经可以模仿人眼的一维和二维运动,但人眼眼球是在眼眶内做三维运动（如两眼只能注视和跟踪同一目标,能补偿因头部运动引起的视线偏离,能快速切换视线注视的目标,能使视线平滑地跟踪目标,能跟踪高速运动的物体）。今后仿生眼的发展方向是更完善地模仿人眼,具备人眼所有的自然功能,能同时实现人眼的各种三维运动并应用到机器人产业中。研究人员们必须解决的问题之一是释放电极的位置，同时增加电极的数量，电极尺寸越小，激活的视网膜神经节细胞就少，这样视觉分辨率就会高。视网膜植入装置的目标是取代眼球上的数百万个感光细胞，要让视障人士获