Un nouveau dispositif de haute technologie offre un champ de vision et un temps de réaction similaires à ceux des yeux humains. À l’heure actuelle, il est techniquement impossible de reconstruire un corps humain avec des parties bioniques. Cette technologie n’existe tout simplement pas (pas encore ?). Cependant, ce nouvel œil artificiel est un grand pas en avant vers cette potentielle future réalité.

Ce dispositif, qui imite la structure de l’œil humain, est à peu près aussi sensible à la lumière et a un temps de réaction plus rapide qu’un réel globe oculaire. Selon les chercheurs, cet œil électronique a le potentiel d’atteindre une vision encore plus nette que le permettent les yeux humains.

Utiliser cette technologie dans le domaine médical et dans la robotique humanoïde

« À l’avenir, nous pourrons l’utiliser pour créer de meilleures prothèses de vision, et dans le domaine de la robotique humanoïde », explique Zhiyong Fan, ingénieur et scientifique des matériaux de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong.

Il faut savoir que l’œil humain doit son large champ de vision et sa vision haute résolution à la rétine en forme de dôme, une zone à l’arrière du globe oculaire recouverte de cellules détectant la lumière.

Fan et ses collègues ont utilisé une membrane incurvée en oxyde d’aluminium, parsemée de capteurs nanométriques faits d’un matériau photosensible appelé pérovskite, pour imiter cette architecture dans leur globe oculaire synthétique. Des fils attachés à la rétine artificielle envoient les relevés de ces capteurs aux circuits externes pour que ces derniers puissent être traités, tout comme les fibres nerveuses relaient les signaux d’un véritable globe oculaire au cerveau.

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Voici comment le nouvel œil artificiel est structuré, comme un véritable œil humain. À l’arrière du globe oculaire, une rétine synthétique est intégrée à des capteurs de lumière à l’échelle nanométrique. Ces capteurs mesurent la lumière qui passe à travers la lentille à l’avant de l’œil. Les fils attachés à l’arrière du bac à rétine transmettent les signaux de ces capteurs aux circuits externes pour le traitement, de la même manière que les fibres nerveuses connectent le globe oculaire au cerveau. Crédits : CH. Jiang/Nature

Ce globe oculaire artificiel peut enregistrer des changements d’éclairage plus rapidement que les yeux humains : soit dans un délai d’environ 30 à 40 millisecondes, au lieu de 40 à 150 millisecondes pour les yeux humains. Le dispositif peut également voir la lumière tamisée aussi bien que l’œil humain.

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Bien que son champ de vision à 100 degrés ne soit pas aussi large que les 150 degrés d’un œil humain, il reste meilleur que les 70 degrés visibles par les capteurs plans ordinaires.

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Vue détaillée (de côté) de l’oeil artificiel. Crédits : CH. Jiang/Nature

En théorie, cet œil synthétique pourrait percevoir une résolution beaucoup plus élevée que celle de l’œil humain, car la rétine artificielle contient environ 460 millions de capteurs de lumière par centimètre carré, tandis qu’une vraie rétine possède environ 10 millions de cellules de détection de lumière par centimètre carré.

Cependant, cela nécessiterait des lectures distinctes de chaque capteur et dans la configuration actuelle, chaque fil branché sur la rétine synthétique a une épaisseur d’environ un millimètre (ce qui est très gros : chaque fil touche de nombreux capteurs à la fois). Seuls 100 de ces fils s’insèrent à l’arrière de la rétine, créant des images de 100 pixels.

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Afin de démontrer que des fils plus fins pourraient être connectés au globe oculaire artificiel (dans le but d’avoir une résolution plus élevée), l’équipe de Fan a utilisé un champ magnétique pour attacher un petit nombre d’aiguilles métalliques (chacune de 20 à 100 micromètres d’épaisseur), aux nanocapteurs de la rétine synthétique. « C’est comme une opération chirurgicale », a expliqué Fan.

« La méthode actuelle des chercheurs pour créer des pixels individuels ultra-petits n’est pas pratique », explique Hongrui Jiang, ingénieur électricien à l’Université du Wisconsin-Madison, qui a commenté l’étude. « Pour quelques centaines de nanofils, d’accord, mais qu’en est-il de millions ? », demande-t-il. « Les ingénieurs devront encore trouver un moyen bien plus efficace de fabriquer de vastes réseaux de fils minuscules à l’arrière du globe oculaire artificiel, pour lui donner une vue surhumaine », a-t-il ajouté.

Source : Nature

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