科學家想將人眼改造成夜視儀,裸眼就能看清黑暗中的物體

作者 | 發布日期 2019 年 11 月 05 日 11:00 | 分類 奈米 , 機器人 , 生物科技 follow us in feedly


電影《魔鬼終結者:黑暗宿命》中,負責回到過去守護救世主的不再是像 T800 這樣的機器人,而是由人類改造的超級戰士格蕾絲,她的眼睛雖然不是機器構造,但同樣具備各種智慧分析功能。

這說不定這就是人類的未來,現實中科學家正在嘗試將一種奈米粒子注入眼睛,讓人眼具備夜視鏡的功能,裸眼就能看到黑暗中的物體。

據美國《星條旗報》(Stars and Stripes)報導,這項技術由中美兩國科學家共同研發,並已在小鼠身上成功實驗,未來有望讓士兵擺脫笨重的夜視鏡。

夜視鏡很多人都不陌生,目前主要有三種類型:主動式紅外夜視鏡、微光夜視鏡和熱成像夜視鏡。其中主動式紅外夜視鏡誕生最早,是德國在二戰時期發明,原理是向外發射紅外光束,並將目標反射的紅外圖像轉換成為可見光圖像。

但這種夜視鏡有個重大缺陷,那就是容易被敵人的紅外線探測器發現。這次科學家注入人眼的奈米粒子與主動式紅外夜視鏡類似,都可將紅外線轉換為可見光,但這種奈米粒子能和眼睛感光細胞結合,無需向外發射紅外線。

(Source:campussafetymagazine

對人類和哺乳動物來說,肉眼能看到的主要是波長 400~700 奈米的光線,而紅外線波長不在範圍內,人眼通常看不到,那科學家究竟是如何做到裸眼感知紅外光?

根據美國化學學會(ACS)介紹,這需要透過微創手術。麻薩諸塞州大學醫學院的研究人員將一種奈米粒子注射到小鼠的視網膜,透過靶向與視網膜的感光體結合,讓小鼠具備感知紅外光的能力。

  (Source:electrochem

但小鼠不會說話,為了證實植入奈米粒子的小鼠可裸眼感知紅外線,研究人員進行一系列的實驗,其中一項是將小鼠放入 Y 形的水箱,在到達分叉路口時小鼠需要選擇,兩個路口只有一個有可逃生的平台,而平台會用可見光照射的圖案為標記。

小鼠先訓練辨識可見光照射出的圖案,隨後研究人員以紅外光代替可見光。結果發現注入奈米粒子的小鼠依然能找到逃生平台,普通的小鼠則屢屢碰壁。

在小鼠實驗中,研究人員發現這種奈米粒子帶來的夜視效果可持續 10 週,且沒有造成任何明顯不良反應。參與實驗的中國科學技術大學鮑進教授表示,理論上這種奈米材料對人同樣有效,但如果要應用到人體還要考慮更多因素。

且不說人類是否真的需要夜視能力,就算真的要做實驗,也需要先經由理念和倫理審核,才能進行。

下一步研究團隊打算在狗身上進行類似實驗,要真正用於人眼可能還需要更漫長的時間。但「裸眼夜視鏡」一旦達成,對軍事領域有很大意義,這意味著士兵不需要攜帶笨重的夜視鏡,人眼也不需擔心電量不足,軍方則可以節省一大筆成本。

(Source:Robert J. Trubia, MSgt, ANG [Public domain], via Wikimedia Commons

同時還可以透過調整奈米粒子的成分,讓人眼具備不同增強功能,比如讓海關人員憑裸眼就能辨識放射性物質,或用於眼部疾病治療,為色盲症患者提供幫助。

這種將「體外穿戴」裝置變成更便捷的「體內植入」技術,過去是一小群生物駭客的愛好,但在未來,這或許不僅是亞文化,而是技術改變人類的重要方式。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:Photo Courtesy of PEO Soldier.Koalorka at en.wikipedia [Public domain], via Wikimedia Commons