全球最火的仿生眼们,贵到 95 万块一只,能看见什么?

百家 作者:爱范儿 2022-02-19 20:51:59 阅读:151
仿生人会梦见电子羊吗?
没有人知道。但现在,「仿生羊」可能会看见「电子人」。
澳大利亚的科学家们花了 3 个月,通过手术给一小群绵羊的视网膜后植入了仿生眼,这群羊从此有了超出它们所能见的「异常敏锐的视力」。
图片来自:Getty Images/futurism
新研究发表在了《生物材料》上,重要的是,这些仿生眼没引起任何不良反应,这也就表示它可以长期植入,安全且稳定。
所以,悉尼大学和和新南威尔士大学的团队很快提交了文件,准备正式开始人体试验。
它可不是动作电影反派戴的那个玻璃眼珠子,它真的能让失明的人眼前重现光明。


睁开仿生眼,看见新世界
这款即将进入人体的仿生眼,名为 Phoenix 99。
首先,看看它是如何工作的。
Phoenix 99 主要由两个部分组成:刺激器和通信模块。
刺激器将植入到眼睛视网膜上,通信模块插在耳后皮肤下面,人们在戴上一副装有微型摄像头的眼镜,设备就齐全了。
它们以无线方式连接,微型摄像头捕捉到画面,然后以电信号的形式传输到通信模块上,通信模块将信号解码为电脉冲模式,再传到植入视网膜上的刺激模块,最后沿视神经传递给大脑。
这样,视障人士就看到了画面。
原本,正常视力下,画面是可以直接传入视网膜,光线会转化为电信号,再通过神经元发送到大脑。
但一些视网膜疾病患者的神经节细胞被破坏,导致中途无法传送,就产生了视觉障碍。
Phoenix 99 创新之处,就是绕过了这些受损细胞,直接刺激底层仍有功能的视网膜神经节细胞,欺骗大脑感觉到了光线。
在绵羊身上的研究也发现,这种设备对身体影响非常小。
悉尼大学生物医学工程师 Samuel Eggenberger 说道:
设备周围的组织没有出现意外反应,所以我们预计它可以在人身上保持多年。
目前,它主要对因退行性失明(如色素性视网膜炎)的患者起作用,也就是视网膜损坏了,但视神经仍能工作,这种疾病也堪称眼科界的「世界性难题」之一。
最终视障人士看到的画面,可能和人们想象的正常视力有很大不同,而是一种初级的视觉形式,能够感知光、影,还有形状
但如果普及,这已经是很大的进步。
虽然类似的视网膜电刺激概念,在世界各地都有人进行过测试,但结果都不太稳定,在 Samuel Eggenberger 看来,需要一步步来。
这个仿生眼能提供视障人士周围环境的简单信息,比如检测障碍物,然后就能帮他们进行导航、定位,甚至阅读大字等等。
在 Phoenix 99 前头,其实已经有很多科技公司盯上了仿生眼。
未来几年内,它们很可能将在我们身边的视障朋友生活中司空见惯。
图片来自:Bionic Vision Technologies
那些全球最酷的仿生眼们
我们把一根细导线放置在靠近视网膜的地方,通入一点点的电流,病人看到了一个亮点。

接着,当我们放入两根电线的时候,病人看到了两个亮点。
Greenberg 说道,他是知名眼球科技公司 Second Sight 的首席执行官。
尽管 Phoenix 99 还没商用,但 Second Sight 的仿生眼早在 2011 年,就安装到了患者身上,2013 年,它们的产品 Argus II 面世,这也是 FDA 批准的世界首个用于重度视网膜变性而失明的视觉恢复系统。
现在,全球已经有 350 多人安装了 Argus II。
它和 Phoenix 99 工作原理相同,也是一种视网膜植入物和体外穿戴设备结合而成,成像效果比较模糊且限于黑白。
不过它对于视障者的意义,或许比它的技术更重大。
使用者 Ross Doerr 回忆道,他永远都忘不了在一个假期看到了圣诞树上闪闪发光的灯;68 岁的老人戴上设备后,第一次看见自己的妻子,激动地哭了出来;还有人在短短几年内,可以戴上 Argus II 出行、滑雪、射箭……
全球不少科技公司都在研究仿生眼系统,因为视障问题其实有各种各样的原因,不同公司都在致力寻找自己的方向。
澳大利亚公司 Monash Vision Group 就解决了视神经损害的问题。
许多临床上失明的人都患有视神经受损,Monash Vision Group 制造了一种革命性的皮质视觉设备 Gennaris,整体为一个定制的头部装置,带有摄像头、无线发射器、视觉处理器及其软件,还有一组植入大脑的 9×9mm芯片。
前年,Gennaris 已经在墨尔本进行人体临床试验了,这项技术还有望为当下无法治愈的神经系统疾病,如肢体麻痹等,提供新的治愈机会。
黄斑病变(AMD),也是困扰很多老年人的一种眼疾。
当黄斑慢慢侵蚀人眼,患者视觉就会变模糊,或眼前出现甩不掉的黑点,AR 隐形眼镜公司 Innovega曾通过其人工晶体 iOptik 来治疗这个问题。不过另一家名为 Pixium Vision 的法国公司更落地。
早在 2018 年,它们的小型无线光伏视网膜下植入物 PRIMA 就被 FDA 批准开始临床研究。
这是一种由无线视网膜下植入物和增强现实眼镜组合而成的「仿生眼」。
而且,它比 Argus II 更小、更简单、更便宜,还无需动脑部手术。
2019 年,法国 5 名患有晚期干性 AMD 的患者植入 PRIMA 的 12 个月数据表明,所有人的视网膜中央都成功引发了光感。
12 个月后,大多数患者可以识别字母,还有一定的字母序列,且没有与设备相关的不良反应,现在,他们正在欧洲和美国进行可行性试验。
PRIMA 为那些失去视力的老年人们,创造了一个仿生视觉的世界。
不过,相信大多数人想象或期待的仿生眼,是像《黑镜》里那样真正的眼球。
《黑镜》第一季第三集《The Entire History of You》,主角戴的隐形眼镜就像脑机接口,能够记录、存储和回放佩戴者的所见所闻
它没有外部设备附加,不用戴厚厚的眼镜框,看起来和真实人眼无异,还有很多酷炫的功能。
2020 年,《自然》杂志就公布了一项令人惊艳的的成果。
香港和美国研究人员制造了一个名为 EC-EYE 的特殊设备,它被誉为世界上第一个 3D 人工眼球。
这次,它看起来更像是真正的仿生眼了——各种微型传感器能创建图像,传感器形成一个类似人类眼球的、直径超 2㎝ 的半球形,能检测无数个感光细胞,仿生眼内腔还充满了离子液体,液态金属制成的细而柔软的电线就像神经纤维一样……
它将比真正的人眼视力更清晰,纳米传感器的密度可以提高到真实人眼中感光器密度的 10 倍以上。
研究人员表示,当它的生物相容性、稳定性、性能方面进一步改善后,5 年内就会变得实用。
这些强大的性能,不止用于视障人士,还可以用到类人机器人领域,解决人所不能及的工作。
当下前沿的仿生眼技术,听起来都很美好,但现实落地,其实或多或少有着各类问题:技术限制、交互安全性、价格成本高昂、使用寿命有限……
这也是为什么仿生眼似乎看起来很多,但实际上真正用上的人,其实相当少。
等一个仿生眼普及的未来
当 Barbara camperll 在人流高峰期走过纽约市地铁站时,她的世界突然全黑了。
她是一名视障人士,30 多岁因为遗传疾病完全失明,使用 Argus II 仿生眼设备 4 年了,仿生眼让她重新看见了光影,她却没想到仿生眼会突然失灵。
我正要下楼,突然听到哔、哔、哔的声音,然后眼前的明暗斑块全都消失了。
图片来自:比阿特丽斯·德赫亚/纽约时报/REDUX
不止她一人经历了这个问题,但面对设备的故障,这些视障人士毫无办法。
只要一个小地方出现一个小问题,它们的世界就像在漫漫黑夜中一秒间被人关了灯。
这是因为,Argus II 背后的 Second Sight 公司不再提供设备的升级,2020 年已经几近倒闭,虽然它们后来表示自己在研制一种名为 Orion 的新产品,表示能治疗几乎所有形式的严重失明,且已在早期临床阶段。
Orion 植入物的早期可行性研究
但就在近日,Second Sight 和一家名为 Nano Precision Medica的早期生物制药公司合并了,表示后续将专注开发新型药物输送的植入物。
经历了技术创新、监管成功、医疗和金融挫折、高管离职,这家公司濒临奔溃,视觉设备的未来已变得无比模糊。
对于用户来说,他们面临的,是眼中失效的设备带来各类并发症、干扰脑活动,以及移除它的风险、痛苦,还有高昂的费用。
要知道,买 Argus II 就得花 15 万美元(约合人民币 95 万 元),不是每个普通家庭都能够负担得起,这还不包括手术和后期保养费用。
图片来自:RINGO CHIU/ZUMA PRESS/ALAMY
价格太高昂,也是其它仿生眼设备的问题。
更何况目前的仿生眼,还没能真正还原健康人眼所能拥有的视力,简单来说,也就是性价比不高。
当然在发展前期,更重要的是技术本身。
比如仿生眼还要经历还原真实色彩、提高分辨率看清远距离(目前仿生眼都可以说是「近视眼」)等等问题。
临床研究、安全测试,还有围绕技术伦理的依赖性、自主权、用户尊严和问责制,都需要一段时间来发展。
Ross Doerr 无法通过 MRI 检查脑肿瘤,因为他的医生无法从 Second Sight 获得有关他的植入物的信息。图片来自:spectrum.ieee/鲍勃·奥康纳
但不要悲观,BBC 采访的伦敦验光师 Bhavin Shah 拿相机举例道,1975 年发明的数码相机,也是经过了几十年才得到广泛使用。
当技术达到一定程度,视力还原和健康人眼相当甚至更强,相信也就是仿生眼皮普及的时候了。
现在,仿生眼依然朝着好的方向发展。
视觉新技术层出不穷,每年都可以看到飞速的进步,BBC 发布的一份 2021 年市场研究报告显示,到 2028 年,该行业的价值将达到 4.26 亿美元。
图片来自:Usc.edu/迈克·麦奎德
就连 Meta,都在申请机械仿生眼的专利了,他们称未来要把仿生眼放在仿生人的身体里,让每个普通人将也能接触仿生眼,在元宇宙中体验增强和虚拟的视觉世界。
据世界卫生组织的数据,全世界至少有 22 亿人受到某种形式的视力障碍,从轻度视力受损,到完全失明。
我国就有 1700 多万视障者,也就是说,每 100 个人里,就有一个视障者。
视障者 Pontz 经常对妻子说:
我不知道,什么时候以何种方式才能再看到你,但你要相信,总有一天,我们能够再见。
相信并等待,无障碍的路上,走的人多了,路也就亮了。




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