Neue Metalltechnologie von Harvard-Ingenieuren könnte viele häufig auftretende Sehprobleme beenden. guvendemir / iStock
Die Zukunft wurde für alle von uns, die nicht mit perfekter Sicht geboren wurden, radikal heller. Danke an Durchbruchforschung von Harvard-Wissenschaftlern an der John A. Paulson School für Ingenieurwissenschaften und angewandte Wissenschaften SEAS, ein abstimmbares Metall, das in Verbindung mit aktuellen Standards in der künstlichen Muskeltechnologie arbeitet, kann seinen Fokus in Echtzeit ändern, ähnlich wie der natürliche MenschDer Flammpunkt in dieser Entwicklung ist der zusätzliche Schritt, den die Forscher unternommen haben, damit die Metallene häufig häufige Aberrationen im menschlichen Sehen automatisch korrigieren können.
Die Wissenschaft des geraden Sehens
Verschwommene Bilder beim Sehen sind im Allgemeinen auf einen von drei Faktoren oder eine Kombination der drei Faktoren zurückzuführen: Astigmatismus, Bildverschiebung und Fokus. Durch die Verbindung eines hochadaptiven Metallens mit einem künstlichen Muskel haben die Harvard SEAS-Forscher effektiv einen künstlichen geschaffenAuge, das elektronisch gesteuert werden kann. Jedes der ausgeklügelten Systeme von Nanostrukturen, mit denen Metallinsen sphärische Aberrationen beseitigen können, ist winziger als eine einzelne Lichtwelle. Aufgrund der lilliputanischen Größe dieser Linsen ist die Informationsdichte pro Nanostruktur astronomisch.
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Der Prozess der Entwicklung eines künstlichen Auges
während Metalltechnologie ist nicht unbedingt ein neues Wellenkonzept in der Wissenschaft, dieses Projekt stand vor der unauslöschlichen Herausforderung, die Fähigkeitsoptionen zu erweitern und gleichzeitig eine Nanostrukturgröße zu reduzieren oder zumindest beizubehalten, die selten einen einzelnen Glitzerfleck überschreitet. Der Versuch, eine Linse von zu vergrößern 100 Mikrometer bis zu einem Zentimeter entsteht ein Umfang an Informationen, die zur Beschreibung der Linse benötigt werden 10.000 Mal die Größe des Originals 100 Mikrometer . Dies führt zu Dateien im Giga- und Terabyte-Format. Der Zweck von Nano-basierten Dateien besteht darin, die Dinge immer kleiner und nicht größer zu machen.
Um dieses Problem zu umgehen, haben die Harvard-Analysten einen völlig neuen Algorithmus entwickelt, der stark mit der Technologie für integrierte Grundschaltungen kompatibel ist. Dies bedeutete, dass sie jetzt Metalle mit einem Durchmesser von einem Zentimeter oder mehr erzeugen konntenein Bonus, heiraten Sie die Linsenindustrie mit der der Halbleiterherstellung. Metasurface-Linsen und Computerchips hatten jetzt etwas gemeinsam, das für uns alle von Vorteil zu sein scheint.
Alles, was nach diesem Durchbruch übrig blieb, war die Befestigung der neuen Metalle an einem dielektrischen Elastomer-Aktuator - auch als künstlicher Muskel bekannt -, für den sie die Hilfe von David Clarke, Professor für Materialien der erweiterten Tarr-Familie an der SEAS, in Anspruch nahmenClarke arbeitete an seiner Arbeit mit frühen Rasterelektronenmikroskopen in den 1960er Jahren und nutzte die Spannung zur Steuerung des Elastomers. Er half dem Team dabei, eine Muskel-Linsen-Kombination zu erzielen, die schockierend klein ist. 30 Mikrometer dick
Sehen Sie sich das folgende Video an, um zu hören, wie Federico Capasso, Schlüsselforscher in dieser Studie, mehr über das Geschäft mit der Herstellung von Flachlinsen spricht.
Kommerzielle Möglichkeiten und medizinische Anwendungen
Der Gedanke, dass Ihre Brille eines Tages winzige, elektronisch betriebene Mikroskope enthalten könnte, die Ihre Sehprobleme automatisch korrigieren, wäre wie ein Matrix -esque Modernitätsniveau vor nicht allzu vielen Jahren. Ein adaptives optisches Element wie dieses könnte viele gängige Ansätze für natürlich vorkommende Sehprobleme des Menschen neu erfinden. Während die Machbarkeit der Linderung einer Vielzahl von gängigen Sehproblemen verlockend genug ist, ist der kommerzielleDie Anwendungen für diese Metallene erstrecken sich weit in futuristische Interessengebiete. Das Potenzial, optische Zoom- und Autofokus-Funktionen allein in Hardware für virtuelle und erweiterte Realität zu integrieren, könnte in so unterschiedlichen Bereichen wie Heimatschutz und Spielen enorme Gewinne bringen.