Perovskitové oči pro roboty. Kredit: Xavier Pita / KAUST.

Lidské oči i oči dalších savců fungující díky světločivným buňkám v sítnici obratlovců, tedy tyčinkám pro černobílé vidění a čípkům pro barevné vidění. Vnímají dopadající fotony a posílají do mozku elektrické signály. Je to komplikovaný proces, ale už je v našich silách ho napodobit.

Khaled Nabil Salama. Kredit: KAUST.

Nedávno se to povedlo týmu saúdskoarabské techniky KAUST (King Abdullah University of Science and Technology), jehož šéfem byl Khaled Nabil Salama. Vyvinuli umělou biomimetickou hybridní sítnici z perovskitového materiálu, která detekuje světlo podobně jako lidské oko. V experimentech se ukázalo, že elektronická sítnice se slušnou úspěšností rozeznává rukou psané číslice.

Klíčovou ingrediencí této sítnice je perovskit, materiál, který si udělal jméno na absorbování světelného záření. V současnosti se s ním počítá jako s velmi slibným materiálem pro pokročilé solární články. Tým KAUST perovskit využil v roli senzoru. Nanokrystaly perovskitu umístili do polymeru, čímž vznikl hybridní materiál. Vrstvu tohoto materiálu vložili mezi elektrody – spodní hliníkovou a svrchní z oxidu india a cínu (ITO). Svrchní elektroda byla upravena tak, aby skrz ni procházelo dost světla do perovskitové vrstvy. Tím vytvořili fotoreceptory, umístěné na substrátu z polyimidu, který je ohebný a umožňuje elektronickou sítnici vytvarovat podle potřeby.

Logo. Kredit: KAUST.

Výsledné fotoreceptory připojili k CMOC senzoru, který přeměňuje záření na elektřinu a k neurální síti se 100 výstupními neurony. Tyto fotoreceptory uspořádali do soustavy 4×4 a prováděli s nimi testy. Když je osvěcovali různobarevnými LEDkami, reakce elektronické sítnice byla velmi podobná jako u biologické sítnice. V jiných experimentech tato elektronická sítnice rozeznávala rukou psaná číslice, s přesností na 72 procent. Také se ukázalo, že je velmi stabilní. Zařízené pracovalo beze změny i po 129 týdnech.

Badatelé zdůrazňují, že navzdory očividné inspiraci biologickýma očima, se konkrétně s touto elektronickou sítnicí nepočítá pro syntetické transplantáty, na rozdíl od jiných typů. Tyhle „oči“, až budou dotažené do konce, dostanou roboti a pokročilé vizuální systémy pro kamery. Jejich velkou výhodou je velmi malá spotřeba energie oproti stávajícím systémům.

Literatura

New Atlas 23. 2. 2022.

Light: Science & Applications online 1. 1. 2022.