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南開大學驗證具有感覺的人造智能角膜 角膜看起來薄而透明，實際上是身體神經(jīng)最密集的部分，當外物觸摸角膜時，會引起不自主的眼瞼閉合反射（角膜反射）。近年來，研究人員開發(fā)的Boston型和MICOF型等多種類型的人造角膜已經(jīng)應用于臨床治療，這些人造角膜可以承擔人類原生角膜的保護和光折射等功能，但不具備觸覺感知能力，無法實現(xiàn)角膜反射。因此，開發(fā)具有感覺的人造智能角膜，對解決角膜供體緊缺、治療角膜疾病具有重要意義。  人造角膜反射弧與人類原生角膜反射弧 徐文濤教授團隊研發(fā)的人造智能角膜，通過人造反射弧重建“原生感覺”。團隊分別以傳感器振蕩電路、氧化鋅錫（ZTO）纖維基人造突觸和電致變色器件作為感受器、處理核心和效應器，實現(xiàn)了對外界機械和光刺激的編碼、信息處理以及透射光的調(diào)節(jié)。團隊使用數(shù)字對準的ZTO纖維作為人造突觸的溝道，探究出了調(diào)控長、短程突觸可塑性的新方法。ZTO纖維不僅長而連續(xù)、綠色無毒、成本低廉、光學性能優(yōu)異（透過率>99.89%，霧度<0.36%），而且晶體結(jié)構(gòu)精準可調(diào)，進而可定制長、短程突觸可塑性，并應用于聯(lián)想學習和加密通信。  徐文濤教授介紹，團隊已經(jīng)將人造智能角膜裝備于機器人進行概念驗證，它不僅可以模仿眼輪匝肌的收縮，像人類原生角膜一樣具有保護、觸覺感知和光折射功能，并且拓展了光感知和環(huán)境交互能力，為眼睛在光強度不斷變化的環(huán)境中提供了額外的自適應保護，比人類原生角膜和傳統(tǒng)人造角膜更加智能。 “未來，經(jīng)優(yōu)化后的成熟人造智能角膜在神經(jīng)修復和視覺康復方面具有廣泛的應用前景。”徐文濤教授說。 該研究成果“An artificially-intelligent cornea with tactile sensation enables sensory expansion and interaction”發(fā)表于國際著名學術(shù)期刊《自然∙通訊》（Nature Communications）。南開大學電子信息與光學工程學院博士生屈尚達和博士后孫林為該論文的第一作者，徐文濤教授為通訊作者。 論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42240-3 |
