人造眼球

香港科技大學團隊於2020年實現重大突破，研發出全球首個3D仿生眼球EC-EYE。該裝置採用半球形鋁鎢膜基底與鈣鈦礦納米線陣列模擬人類視網膜，感光元件密度達4.6×10^8/平方厘米（約為正常人眼的40倍）。其回響時間僅19.2毫秒，恢復周期23.9毫秒，相較人類感光細胞快2-7倍。通過液態金屬導線與電化學信號轉換機制，成功消除傳統平面感測器的成像畸變問題，並具備全光譜回響能力。目前正在進行動物實驗驗證，預計五年內可進入臨床套用階段。

基本介紹

• 研發團隊：香港科技大學范志勇團隊   
• 首次發布：2020年《自然》期刊  
• 技術原理：電化學信號轉換  
• 回響時間：19.2毫秒  
• 理論解析度：超人眼水平  
• 套用目標：視力障礙治療  

核心技術原理

裝置通過模仿人眼曲面結構實現視覺信號採集：半球形氧化鋁基底上生成高密度納米孔隙，植入鈣鈦礦納米線形成感光層，密度達到正常視網膜感光細胞的40倍。採用含離子液體的仿生腔體，將光信號轉換為電化學信號，並經由液態金屬導線傳輸。這一設計有效解決了傳統平面成像器件的邊緣畸變問題，實現了160°視場角覆蓋。

結構設計特徵

核心組件包括：

• 直徑2厘米的鋁鎢膜半球結構，精確匹配人眼尺寸
• 矽聚合物眼窩與離子液填充層，模擬眼球屈光系統
• 每平方厘米46萬根納米線組成的陣列式感光層
• 柔性液態金屬神經導線，直徑小於1毫米

性能參數優勢

實驗數據顯示該裝置具備：

• 可見光全頻段（400-800nm）敏感度
• 19.2毫秒光回響速度，較人眼快50%
• 無視覺盲區的廣角成像能力
• 理論解析度達4.6億像素/平方厘米

截至2025年3月，最新原型已實現與人類大腦視覺皮層的初步信號對接測試。

研發進展階段

2020年完成實驗室原型驗證後，研究團隊著手推進：

1. 動物實驗階段（2021-2023）：驗證裝置生物兼容性
2. 臨床前研究（2024-2026）：最佳化信號傳輸穩定性
3. 人體試驗規劃（2027-2029）：建立神經接口標準

現有技術瓶頸集中於液態金屬導線微型化製造工藝（直徑需縮小至100微米以內）與電化學元件使用壽命提升（目標達到10年以上）。

套用前景展望

該技術有望為三類群體提供解決方案：

• 視網膜色素變性患者（全球約2000萬例）
• 外傷性眼球缺損群體（年新增700萬例）
• 醫療機器人視覺增強

據2025年研究規劃，首代商用版本將優先面向法定盲人群體。明尼蘇達大學等機構開展的3D列印仿生眼研究，則為該技術提供了互補性發展路徑。