Thiết bị chụp ảnh mô phỏng mắt người

Bạn muốn có một con mắt sinh học? Bạn có thể muốn xem xét thiết bị mới này sử dụng tế bào perovskite và mạng thần kinh nhân tạo để hoạt động gần giống như mắt người?

Một nhóm nhà khoa học tại Đại học Bang Pennsylvania (PSU, Mỹ)) đã tạo ra thiết lập chụp ảnh hoạt động giống như mắt người. Trong tương lai, thiết bị lấy cảm hứng từ sinh học như vậy có thể tạo ra võng mạc nhân tạo và máy ảnh tự cung cấp năng lượng. Thiết bị mới được tạo thành từ mạng lưới thần kinh nhân tạo và mạng tế bào cảm quang perovskite - loại vật liệu hấp thụ ánh sáng rất hiệu quả, và hứa hẹn là chất tiên phong trong thế hệ tiếp theo của pin mặt trời băng hẹp.

Mạng lưới thần kinh nhân tạo xử lý tín hiệu hình ảnh do thiết bị chụp và tạo ra hình ảnh chất lượng tốt. Trong khi  mạng tế bào cảm quang perovskite hoạt động giống như tế bào hình nón - tế bào cảm quang trong mắt người cảm nhận ánh sáng đỏ, xanh dương và xanh lục (RBG). Mọi loại ánh sáng khả kiến mà bạn nhìn thấy xung quanh mình là sự kết hợp của 3 màu này.

Kai Wang, một trong những tác giả nghiên cứu và là giáo sư khoa học vật liệu tại PSU, giải thích: “Chúng tôi mượn một thiết kế từ tự nhiên - võng mạc của chúng ta chứa các tế bào hình nón nhạy cảm với ánh sáng đỏ, lục và lam và một mạng lưới thần kinh bắt đầu xử lý những gì chúng ta đang nhìn thấy ngay cả trước khi thông tin được truyền đến não”.

Thiết bị chụp ảnh mô phỏng mắt người -0
Nhóm nhà khoa học tại Đại học bang Pennsylvania (PSU) tạo ra một thiết lập chụp ảnh hoạt động giống như mắt người

Mắt nhân tạo lấy cảm hứng từ sinh học

Để hiểu cơ chế hoạt động của mắt giả, trước tiên bạn cần biết mắt người thật giúp chúng ta nhìn mọi vật như thế nào. Đôi mắt của bạn có lớp mô nhạy cảm với ánh sáng được gọi là võng mạc. Mọi vật thể bạn nhìn thấy đều phát ra ánh sáng đi vào mắt và rơi vào võng mạc đó. Võng mạc bao gồm các tế bào hình nón giúp chuyển đổi ánh sáng từ vật thể thành tín hiệu điện. Dây thần kinh thị giác phía sau võng mạc truyền chùm tín hiệu này đến não.

Sau đó, một mạng lưới thần kinh lớn xử lý chùm tín hiệu điện và cuối cùng tạo ra hình ảnh mà bạn nhìn thấy. Thiết bị từ nhóm PSU hoạt động theo kiểu gần như chính xác nhưng sử dụng các thành phần nhân tạo. Ánh sáng đi vào thiết bị thông qua một thấu kính, sau đó được thu lại bởi các tế bào cảm quang perovskite băng hẹp. Mạng tế bào này tập trung vào những phần khác nhau (RBG) của quang phổ tạo nên ánh sáng và chuyển đổi nó thành tín hiệu điện.

Wang bình luận: “Trong công việc này, chúng tôi đã tìm ra một cách mới thiết kế vật liệu perovskite chỉ nhạy cảm với một bước sóng ánh sáng. Chúng tôi tạo ra ba vật liệu perovskite khác nhau và chúng được thiết kế theo cách chỉ có thể nhạy cảm với màu đỏ, xanh lục hoặc màu xanh lam”. Từ các tế bào perovskite, ánh sáng truyền tới mạng thần kinh nhân tạo sử dụng thuật toán biến đổi thần kinh - loại chương trình máy tính đặc biệt có khả năng bắt chước khả năng biến tín hiệu điện thành hình ảnh của bộ não con người. Cuối cùng, thiết bị tạo ra hình ảnh đối tượng.

Perovskite là loại khoáng sản lần đầu tiên được tìm thấy ở dãy núi Ural và được đặt theo tên của Lev Perovski (người sáng lập Hiệp hội Địa lý Nga). Cấu trúc perovskite là bất kỳ hợp chất nào có cùng cấu trúc với khoáng vật perovskite. Tùy thuộc vào nguyên tử/phân tử nào được sử dụng trong cấu trúc, perovskite có thể có một loạt tính chất thú vị, bao gồm tính siêu dẫn, từ tính khổng lồ, tính chất xúc tác v.v… Do đó, perovskite đại diện cho một sân chơi thú vị cho các nhà vật lý, hóa học và nhà khoa học vật liệu.

Thiết bị chụp ảnh mô phỏng mắt người -0
Sơ đồ mô tả thiết bị chụp ảnh.

Đến gần hơn với tế bào mắt nhân tạo

Thật thú vị, tế bào cảm quang perovskite được sử dụng trong thiết bị có những điểm tương đồng về chức năng và cấu trúc với tế bào perovskite được sử dụng trong tấm pin mặt trời. Vì vậy, khi các ô này thu ánh sáng, đồng thời chúng cũng đang tạo ra năng lượng cho thiết bị. Luyao Zheng, một trong những tác giả nghiên cứu và là nhà nghiên cứu tại PSU, cho biết: “Cấu trúc thiết bị tương tự như pin mặt trời sử dụng ánh sáng tạo ra điện. Khi bạn chiếu đèn vào, nó sẽ tạo ra dòng điện. Vì vậy, giống như mắt của chúng ta, không cần sử dụng năng lượng để thu nhận thông tin này từ ánh sáng”.

Đây là lý do tại sao hệ thống chụp ảnh hoạt động ngay cả khi không có pin và cũng có thể dẫn đến sự phát triển máy ảnh tự cung cấp năng lượng trong tương lai. Hơn nữa, nhóm nhà nghiên cứu tuyên bố các thành phần nhân tạo trong thiết bị của họ cũng gợi ý về khả năng tạo ra võng mạc nhân tạo và tế bào mắt tổng hợp giúp điều trị những vấn đề liên quan đến mất thị lực ở người. Tuy nhiên, cần phải nghiên cứu thêm để biến những khả năng thú vị này thành hiện thực. Hy vọng trong tương lai thiết bị chụp ảnh lấy cảm hứng từ sinh học sẽ trở thành một sự đổi mới mang tính đột phá.

Trang Thuần (Tổng hợp)

Các tin khác

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.