香港科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的3D仿生眼，是模仿人眼曲面結(jié)構(gòu)的仿生視覺(jué)裝置。其核心突破在于半球形納米傳感器陣列的構(gòu)建，理論上分辨率可達(dá)天然視網(wǎng)膜的10倍，并能消除視覺(jué)盲點(diǎn)。2025年初公布的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該設(shè)備已成功在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)光信號(hào)傳輸，但人體臨床應(yīng)用仍面臨神經(jīng)信號(hào)兼容性、長(zhǎng)期植入性等關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
一、3D仿生眼技術(shù)突破：從結(jié)構(gòu)仿生到功能超越
1. 曲面納米傳感器陣列重構(gòu)視覺(jué)基礎(chǔ)
仿生眼的核心是3D人造視網(wǎng)膜，表面密集排列納米線(xiàn)感光器，密度達(dá)到每平方毫米1600個(gè)傳感器，遠(yuǎn)超人類(lèi)視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞密度。這種設(shè)計(jì)不僅可捕獲更廣泛的光譜范圍，還能通過(guò)液態(tài)金屬線(xiàn)直接傳輸信號(hào)至大腦，繞開(kāi)傳統(tǒng)視神經(jīng)路徑。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，仿生眼已實(shí)現(xiàn)100像素級(jí)別的圖像識(shí)別，未來(lái)目標(biāo)是將分辨率提升至1000像素以上。
2. 自我供電與夜視功能潛力
納米線(xiàn)感光器采用太陽(yáng)能電池原理，可將光能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自供能。通過(guò)調(diào)整材料敏感度，仿生眼可擴(kuò)展至紅外夜視模式。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，植入仿生眼的獼猴已能識(shí)別夜間移動(dòng)物體的輪廓，但色彩還原與細(xì)節(jié)辨識(shí)仍待優(yōu)化。
3. 生物相容性材料突破
團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出柔性半球形基底材料，與眼球組織的彈性模量匹配度達(dá)90%，顯著降低排異反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。2025年動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，植入6個(gè)月后未出現(xiàn)明顯炎癥或材料降解，為人體試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
二、3D仿生眼動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成果：靈長(zhǎng)類(lèi)驗(yàn)證關(guān)鍵性能
1. 基礎(chǔ)視覺(jué)信號(hào)傳輸成功
在獼猴實(shí)驗(yàn)中，仿生眼成功將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電脈沖，并通過(guò)外置解碼設(shè)備還原出簡(jiǎn)單幾何圖形。實(shí)驗(yàn)對(duì)象能根據(jù)光點(diǎn)位置完成定向取物任務(wù)，率達(dá)到78%，證明基礎(chǔ)視覺(jué)功能重建可行性。
2. 動(dòng)態(tài)視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)追蹤能力
高速攝像機(jī)測(cè)試顯示，仿生眼對(duì)移動(dòng)物體的響應(yīng)延遲僅5毫秒，優(yōu)于人眼的10-40毫秒。這一特性使其在機(jī)器人視覺(jué)領(lǐng)域更具優(yōu)勢(shì)，未來(lái)或應(yīng)用于醫(yī)療護(hù)理機(jī)器人。
3. 長(zhǎng)期植入性驗(yàn)證
持續(xù)12個(gè)月的動(dòng)物觀察顯示，植入體周?chē)M織未出現(xiàn)纖維化或壞死，眼壓維持正常范圍。但納米傳感器表面仍有微量金屬析出，團(tuán)隊(duì)正通過(guò)氧化鋁涂層技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化生物穩(wěn)定性。
三、3D仿生眼人體試驗(yàn)規(guī)劃：從實(shí)驗(yàn)室到臨床的一公里
1. 臨床試驗(yàn)分階段推進(jìn)策略
香港科技大學(xué)計(jì)劃于2026年啟動(dòng)階段人體試驗(yàn)，招募20名視神經(jīng)未完全萎縮的后天失明患者。試驗(yàn)將分三步走：
信號(hào)匹配期（3個(gè)月）：校準(zhǔn)仿生眼電信號(hào)與患者大腦視覺(jué)皮層響應(yīng)；
功能訓(xùn)練期（6個(gè)月）：通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)幫助患者建立新視覺(jué)認(rèn)知；
長(zhǎng)期觀察期（2年）：監(jiān)測(cè)植入體穩(wěn)定性與并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。
2. 優(yōu)先適應(yīng)癥與患者篩選
初期試驗(yàn)僅針對(duì)視網(wǎng)膜色素變性、糖尿病視網(wǎng)膜病變晚期患者，要求殘余視神經(jīng)功能評(píng)分≥30分。先天性失明患者因大腦視覺(jué)中樞未發(fā)育，暫不納入招募范圍。
3. 跨國(guó)合作與監(jiān)管加速
項(xiàng)目已與澳大利亞Bionic Vision Technologies達(dá)成數(shù)據(jù)共享協(xié)議，并提交美國(guó)FDA“突破性設(shè)備”認(rèn)定申請(qǐng)。若獲批，有望將審批周期從7年縮短至3年。
四、3D仿生眼技術(shù)瓶頸與未來(lái)展望
1. 神經(jīng)信號(hào)解碼難題
當(dāng)前挑戰(zhàn)在于仿生眼輸出的電子信號(hào)與人腦生物電信號(hào)的兼容性。團(tuán)隊(duì)正利用AI算法構(gòu)建個(gè)體化信號(hào)轉(zhuǎn)換模型，但匹配精度仍需從68%提升至95%以上方可滿(mǎn)足日常需求。
2. 成本與普及路徑
單套設(shè)備現(xiàn)階段成本約50萬(wàn)元，包含植入體、信號(hào)處理器與終身維護(hù)服務(wù)。香港政府?dāng)M將仿生眼納入“重大疾病醫(yī)療援助計(jì)劃”，目標(biāo)在2030年前將自費(fèi)部分降至20萬(wàn)元以?xún)?nèi)。
3. 多場(chǎng)景應(yīng)用延伸
除醫(yī)療領(lǐng)域外，3D仿生眼在軍事夜視、工業(yè)檢測(cè)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用試驗(yàn)已同步展開(kāi)。2025年4月，深圳某無(wú)人機(jī)企業(yè)成功將該技術(shù)用于夜間物流導(dǎo)航，識(shí)別障礙物精度達(dá)厘米級(jí)。
五、患者故事：等待光明的現(xiàn)實(shí)抉擇
1. 視網(wǎng)膜病變患者的觀望
45歲的程序員張先生因糖尿病視網(wǎng)膜病變失明5年，其主治醫(yī)生評(píng)估其視神經(jīng)評(píng)分為42分，符合未來(lái)臨床試驗(yàn)條件。但他擔(dān)憂(yōu)早期技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，暫選擇繼續(xù)使用傳統(tǒng)導(dǎo)盲設(shè)備。236z.美㎏佳網(wǎng)com
2. 志愿者的勇氣與期待
32歲的李女士因化學(xué)灼傷導(dǎo)致雙眼失明，已簽署臨床試驗(yàn)意向書(shū)?！凹词怪荒芸吹侥：庥?，也值得冒險(xiǎn)一試”，她在采訪(fǎng)中表示。www.xqnp.cn
香港3D仿生眼的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成功，標(biāo)志著人工視覺(jué)技術(shù)邁入新紀(jì)元。盡管人體臨床應(yīng)用仍需攻克神經(jīng)接口與長(zhǎng)期性難題，但其超越人眼的分辨率與擴(kuò)展功能已展現(xiàn)革命性潛力。對(duì)于視障群體而言，理性評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)收益、關(guān)注機(jī)構(gòu)發(fā)布的臨床試驗(yàn)招募信息，將是把握重見(jiàn)光明機(jī)會(huì)的關(guān)鍵?？萍枷蛏频穆飞?，每一次突破都值得被銘記與期待。
