沙特阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的一支研究團隊，剛剛在《光：科學與應用》期刊上發表了一篇文章，介紹瞭如何用鈣鈦礦材料來打造一種人造視網膜。其特點是能夠以與人眼類似的方式來檢測光，且測試設備甚至能夠用於識別手寫數字。

研究配圖- 1：哺乳動物視網膜的視桿細胞

據悉，人類和其它哺乳動物的眼睛，都依賴於視網膜中的感光細胞來工作（視桿細胞和視錐細胞）。它們會吸收傳入的光子，並向大腦發送電信號。

研究配圖- 2：柔性電容式感光器（CPRs）示意圖

在這項新研究中，KAUST 研究人員就致力於在人造設備中模擬該過程，但需要用到一種光吸收效率極高關鍵材料，比如被新一代光伏面板寄予厚望的鈣鈦礦。

研究配圖- 3：CPRs 的響應，呈現出了與頻率之間的非相關性。

鈣鈦礦納米晶體被嵌入到了聚合物上，然後該層又被夾在兩個電極之間—— 底部是鋁、頂部是氧化銦錫。上部電極被蝕刻，以允許光線通過鈣鈦礦層，從而形成所需的感光器陣列。

研究配圖- 4：CPR 在不同強度LED 照射下的瞬態響應（10kHz 測量），呈現可調諧與可重複性。

在聚酰亞胺基板上製成傳感器後，可讓設備彎曲稱所需的任何形狀（此處選擇了類似人類視網膜的形狀）。而後為了處理光輸入，感光器陣列又被連接到了一個CMOS 傳感器和具有百個輸出神經元的神經網絡。

研究配圖- 5：CPR 波長相關特性與可靠性

在4 x 4 陣列的測試中，研究人員用各種顏色的LED 燈來照射它。結果發現其具有與人眼非常相似的光學響應，對綠光尤為敏感。在另一項測試中，該系統甚至達成了72% 的手寫數字識別率。

研究配圖- 6：CPR 的工作機制與記憶效應研究

穩定性方面，這套人造視網膜傳感器系統也相當出色。即使經過了129 週，其對光的響應也沒有任何變化。遺憾的是，儘管受生物學靈感啟發，這種人造視網膜還是不太適合用於人體移植。

研究配圖- 7：神經元接口與輸出響應

儘管有其生物學靈感，但這種人造視網膜不太可能像其他一些人一樣用於人體移植。好消息是，隨著開發的不斷深入，相關技術至少可用於改善相機、或更加先進的機器人視覺系統。

（來自：Light | Science & Applications）

通訊作者Khaled Nabil Salama 表示，其在該研究領域的最終目標，是開發出高效的神經形態視覺傳感器、以及為計算機視覺應用打造更高效的攝像頭系統。

現有系統使用的光電探測器，需要藉助外部電源才能運行。因而即使在待機狀態下，也會消耗大量的能源。另一方面，新型電容式柔性光感器不會在運行過程中有靜態功率消耗。