香港科技大學范志勇團隊在Nature上發布的一款3D人工眼球給盲人帶來了新的福音。該團隊打造了一款完全模仿人眼結構而來的電化學眼睛（EC-EYE），直徑約為2cm，約相當於人眼大小。這也是世界上首個3D人工眼球。
「除了在結構上與人眼相似外，這款半球形的人造眼球視網膜的納米線陣列密度比人類視網膜的光感受器密度高得多，因此有可能實現更高的圖像分辨率。」團隊的論文中介紹。
實驗結果亦顯示，EC-EYE 具有比人眼更強的感光度和靈敏度。經過進一步提升設計，它甚至可以消除人的視野盲點。
「我曾想過要製作出一種科幻電影中的「超級眼睛」，可用於人形機器人和視障病人。那時候，我的學生們認為這只是教授又一個瘋狂主意。」如今，范志勇顯然正走向自己的夢想。
「如果一切按計劃進行的話，EC-EYE 的技術有可能在5年內應用。」
每年，全球有700萬人失明
人類有80%的環境資訊要通過眼睛獲取，可見雙眼的重要性。但遺憾視障問題如今仍然是全球未能完全解決的難題。
世界衛生組織（WHO）去年發布的《世界視力報告》指出，全球至少有22億人正在承受視力受損或失明的痛苦，盲人數量每年增加700萬。其中至少10億人本可以預防或通過必要的醫療或護理服務來解決近視、遠視、青光眼、白內障等問題。
即便隨著科技進步，越來越多的醫療手段正在出現，如矯正近視的 SMILE 手術。但視網膜色素變性、老年性黃斑變性等永久性的功能損傷，還是會逐漸剝奪患者眼前的世界，直到漆黑一片，即使最好的眼科醫生，亦只能看著這一切的發生也無能為力。
所謂仿生眼，實際上就是打造一個視網膜假體，通過一系列光電信號轉化，將信號傳遞給視神經，並傳導入大腦。隨後，這些信號會被解讀為圖像，仿生眼就能成功「看」到了。
在EC-EYE之前，一家名為Second Sight的美國醫療產品公司已經推出了仿生眼設備Argus II，並於2013年獲美國食藥監局（FDA）批准上市銷售。
仿生眼早就有了，但使用並不方便
Argus II 的外觀是一副帶有微型鏡頭的眼鏡。鏡頭拍到的畫面會傳送到處理器上進行解析，轉換為大腦可以理解的信號，該信號經無線傳輸給植入眼球內部的人工視網膜，後者將其送往大腦。
雖然 Argus II 也有著許多缺憾，比如使用不便、使用者只能看到黑白模糊的輪廓和光影(像馬賽克)、以及高達15萬美元的昂貴售價，但這仍讓後天失明的人感興趣。
范志勇團隊的3D仿生眼球之所以引起關注，是因為它是世界上第一個可以將人工視網膜製造成半球形狀，從而在外觀上完全仿造人眼的設計。如果能夠臨床應用，將能讓失明者更容易、也更清晰地重新見到這個世界。
具體從構造上來看，團隊通過在半球形氧化鋁膜上排布高密度鈣鈦礦納米線（nanowires）陣列來模擬人類視網膜上的光感受器，其背面連接的液態金屬線用來模擬人類視網膜後的神經纖維，以此實現了人造半球形視網膜的設計。
而後，團隊將人造視網膜裝入由矽聚合物做成的眼窩中，前半側則是由鋁和鎢膜支撐的半球形殼體，內部充滿離子液，與人眼玻璃體的存在相似。
具體結構
除外觀外，直接排佈在半球形膜層上的納米傳感器密度更高，可達4.6 x 10^8/平方厘米，是正常人眼視網膜光感受器細胞密度的40餘倍，理論上完成更高分辨率的成像。
不僅如此，實驗得到的數據與人眼對比的結果也給人們帶來極大驚喜。一方面，EC-EYE對光的敏感度與人眼相當；另一方面，人工視網膜對光的敏感度更高。納米線陣列受到光信號刺激後，會在19.2毫秒內響應並生成電流，是人眼反應時間的一半。
EC-EYE的圖像傳感演示
不過，EC-EYE雖有突破，卻還存在很大的限制。比如生產工藝上，液態金屬導線如何進一步減小直徑到與其連接的納米線相匹配，而這種微小零件帶來的量產的麻煩也很難解決，製造成本將極為高昂。
再者，一個常識是，電化學元件性能會漸漸變弱。團隊在論文中也指出，在離子液濃度較高的情況下，液體中光透射的性能會下降。因此，人工視網膜能工作多久也尚未可知。
最重要的是，目前EC-EYE只能做到讓計算機識別電信號，至於如何讓感光設備安全地與大腦交互生成影像，即真正完成“看見”的動作，是范志勇團隊面臨的下一項重大挑戰。
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