We zijn nu een stap dichter bij het zijn van cyborgs, dankzij een nieuwe optische lens die in- en uitzoomt als reactie op elektrische signalen die door menselijke ogen worden gegenereerd. De lenzen, gemaakt van zacht materiaal, veranderen van focus wanneer de gebruiker twee keer knippert.
"Mogelijke toepassingen kunnen bijvoorbeeld een verstelbare bril of visuele prothetische apparaten of zelfs zachte robotica-toepassingen zijn", zegt Shengqiang Cai, hoogleraar engineering aan de Universiteit van Californië, San Diego, die het onderzoek leidde, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functionele materialen .
De lens is gemaakt om die van het menselijk oog na te bootsen. Het is samengesteld uit zoutoplossing gevangen tussen lagen van een polymeerfilm die van vorm en dikte kan veranderen als reactie op elektrische signalen. Proefpersonen hadden bedrade elektroden op de huid rond hun ogen aangebracht om signalen te vangen die werden gegenereerd door oogbewegingen. De signalen werden via een signaalprocessor naar de lens verzonden. Een dubbele knippering zou de brandpuntsafstand van de lens veranderen, waardoor objecten dichtbij of ver weg scherp worden.
De technologie is "een vooruitgang op een aantal bestaande concepten, maar brengt het soort naar een volgend niveau", zegt Michael Dickey, een professor in chemische en biomoleculaire engineering aan de North Carolina State University.
Elektroactieve polymeerfilms zijn niet nieuw, zegt Dickey - ze worden vaak gebruikt in onderzoek naar kunstmatige spieren - maar ze onder controle houden met signalen van het menselijk lichaam is nieuw.
Het lensapparaat (UCSD) Cai waarschuwt dat dit gewoon een bewijs van conceptstudie is en dat we verre van zoomlenzen hebben. Ten eerste zijn maar weinig mensen bereid om rond te lopen met op hun gezicht geplakte elektroden, dus de technologie zou draadloos moeten worden gemaakt. Het zou ook dramatisch moeten worden geminiaturiseerd.
De eerste stappen van het team voor de eerste stap zijn het testen van de lens met behulp van flexibele rekbare elektroden, die signalen beter opvangen en verwerken dan de relatief stijve die worden gebruikt bij het testen. Ze zullen ook werken om de lenzen soepeler en continu te laten bewegen, meer als het menselijk oog. En ze zullen proberen de zoutoplossing in de lenzen te vervangen door hydrogels die wazigheid kunnen verminderen.
Hoe het lensapparaat werkt (UCSD) De lenzen kunnen nuttig zijn in het groeiende veld van zachte robotica - robots gemaakt van flexibele, squishable materialen. Zachte robots kunnen 'op een veel vriendelijkere manier omgaan met mensen en breekbare objecten', zegt Cai. Ze kunnen worden gebruikt voor toepassingen van chirurgie tot ouderenzorg tot fruitpluk. Een zachte robot die moet 'zien' kan profiteren van een zachte lens in plaats van een traditionele glazen lens.
De technologie die de lens demonstreert, kan ook voor niet-visuele toepassingen worden gebruikt, zegt Cai. In theorie kan elk soort zacht apparaat worden bestuurd door elk biologisch signaal - robotarmen bestuurd door ECG-signalen, robothoogtes die uitzetten als reactie op je vingers, wat dan ook.
Cai en zijn team zijn bezig met het aanvragen van een patent op de technologie, en ze hebben ook interesse gekregen van commerciële partners. Maar, zoals Cai weer waarschuwt, het zijn heel vroege dagen - dus laat je bril nog niet zitten.
