Yapay Görme Nasıl Çalışır? - 2019 | Tech
Yayınlandığı: Tech • Görünümler: 26433
Retinaya implante edilen yapay görme sistemleri birçok kör insana göz gezdirebilir. Yapay vizyonun nasıl çalışacağı hakkında her şeyi öğrenin.
Retinanın Nasıl Çalışır?
Işık göze çarptığında neler olduğunu görmek için oynat düğmesine tıklayın.
Yapay Görme Yaratmak
Yapay Silikon Retina Nasıl Çalışır?
Gözlük taksanız bile, vizyonunuz muhtemelen bu sayfadaki küçük harfleri tanıyabilecek kadar iyidir. Çoğu bilgisayar ekranındaki metin yaklaşık 3 milimetre uzunluğunda ve 2 mm genişliğinde (0,12 x 0,8 inç). Bu cümleyi okudukça, gözlerinizi her saniyede toplayan binlerce görsel bilgiden habersizsiniz. Sadece retinada, şu anda çalışan bir fotoğraf makinesinin, ışığa tepki gösteren fotoreseptörler gibi hareket eden milyonlarca hücre var;
Retina, göz içindeki arka duvarı çizen ince bir nöral doku tabakasıdır. Bu hücrelerin bazıları ışığı almak için hareket ederken, diğerleri bilgiyi yorumlar ve optik sinir yoluyla beyne mesajlar gönderir. Bu, görmenizi sağlayan sürecin bir parçasıdır. Hasarlı veya disfonksiyonel retinalarda fotoreseptörler çalışmayı durdurur ve körlüğe neden olur. Bazı tahminlere göre, dünya çapında retina hastalıklarından etkilenen ve görme kaybına yol açan 10 milyondan fazla insan var.
Şimdiye kadar, retina hastalığına karşı vizyonunu kaybedenlerin tekrar kazanma umutları çok azdı. Ancak teknolojik atılımlar yakında görme yeteneğini geri verebilir. Birkaç bilim adamı grubu, yaratılabilecek silikon mikroçipleri geliştirdi. yapay görüş. Bu yazıda retinalarınızın nasıl çalıştığını ve retina hastalığından kaynaklanan körlüğün artık görme kaybı anlamına gelmediğini inceleyeceğiz.
Göz, vücuttaki en şaşırtıcı organlardan biridir. Yapay görüntünün nasıl oluştuğunu anlamak için retinanın nasıl gördüğünüzde oynadığı önemli rolü bilmek önemlidir. Bir nesneye baktığınızda neler olduğuyla ilgili basit bir açıklama:
Nesneden saçılan ışık korneaya girer.
Işık retinaya yansıtılır.
Retina, beyine optik sinir yoluyla mesajlar gönderir.
Beyin, nesnenin ne olduğunu yorumlar.
Retina kendi içinde karmaşıktır. Gözün arkasındaki bu ince zar, görme yeteneğinizin hayati bir parçasıdır. Ana işlevi, görüntüleri beyne almak ve iletmektir. Bunlar, gözdeki bu fonksiyonu gerçekleştirmeye yardımcı olan üç ana hücre türü:
Retina içinde göz fotoreseptörleri olarak hareket eden yaklaşık 125 milyon çubuk ve koni vardır. Çubuklar, iki fotoreseptörün en çok sayıları, 18'den 1'e kadar sayısız konilerdir. Çubuklar, düşük ışıkta çalışabilirler (tek bir fotonu algılayabilirler) ve çok fazla ışık olmadan siyah-beyaz görüntüler oluşturabilirler. Yeterli ışık mevcut olduğunda, koniler bize nesnelerin rengini ve ayrıntılarını görme yeteneğini verir. Konileri, bu makaleyi okumanıza izin vermekten sorumludur, çünkü yüksek çözünürlükte görmemize izin verirler.
Yukarıdaki animasyon çalışmıyorsa, Quicktime oynatıcısını indirmek için buraya tıklayın.
Çubuklar ve koniler tarafından alınan bilgi daha sonra retinada yaklaşık 1 milyon ganglion hücresine iletilir. Bu ganglion hücreleri, mesajları çubuklardan ve konilerden yorumlar ve bilgiyi optik sinir yoluyla beyne gönderir.
Bu hücrelere saldıran, körlüğe yol açabilen bir dizi retinal hastalık vardır. Bu hastalıkların en önemlileri retinitis pigmentosa ve yaşa bağlı makula dejenerasyonu. Bu hastalıkların her ikisi de retinaya saldırarak çubukları ve konileri çalışamaz hale getirerek, periferik görme kaybına veya toplam körlüğe neden olur. Bununla birlikte, bu retina hastalıklarının hiçbirinin gangliyon hücrelerini veya optik siniri etkilemediği bulunmuştur. Bu, bilim adamlarının yapay kozalaklar ve çubuklar geliştirebiliyorsa, bilgilerin yorumlanması için beyninize gönderilebileceği anlamına gelir.
Bu tarihin üzerindeki nokta kuruş, yapay silikon retinanın tam boyutudur.
Bilim adamlarının yapay bir vizyon yaratmak için attığı mevcut yol, Dr. Mark Humayun'un retinanın arkasındaki sinir gangliyonlarını elektrik akımıyla uyararak ışığı görmesi için kör bir kişinin yapılabileceğini gösterdiği 1988'de bir sarsıntı aldı. Bu test retina arkasındaki sinirlerin retinanın dejenere olduğu zamanlarda bile işlev gördüğünü kanıtlamıştır. Bu bilgilere dayanarak, bilim adamları görüntüyü ve görüntüyü geri yükleyebilecek elektrik sinyallerini çevirebilecek bir cihaz oluşturmaya başladılar.
Bugün böyle bir cihaz, retina hastalığına karşı vizyonunu kaybetmiş milyonlarca insana ulaşmaya çok yakındır. yapay silikon retina (2007) sonlarında FDA klinik çalışmalarında bulunan Optobionics tarafından geliştirilen (ASR), iki yıl boyunca 10 kişide vizyon geliştirdi [kaynak: Groves]. Ancak, 2007'nin sonlarından itibaren, Optobionics iflas etmiş ve bir alıcının beklemesine karar vermiştir.
Bu sayfanın üst kısmında gördüğünüz gibi, ASR bir kalem silgisinin yüzeyinden daha küçük, son derece küçük bir cihazdır. Sadece 2 mm (.078 inç) bir çapa sahiptir ve bir insan saçı daha incedir. Mikroskopik boyutu için iyi bir sebep vardır. Yapay bir retinanın çalışması için, doktorların göz içerisindeki diğer yapılara zarar vermeden göz içinde nakledebilmeleri için yeterince küçük olması gerekir.
Yapay retina araştırmalarındaki en önemli gelişme, Enerji Bakanlığı'nın Mark Humayun liderliğindeki Yapay Retina Projesinin oluşturulması olmuştur. ARP, nano boyutlu bir cihazı mükemmelleştirmek için çabalarını bir araya getiren bir grup kamu ve özel şirket, üniversite ve araştırma laboratuvarıdır. 2002'den bu yana, cihazla donatılmış altı kör gönüllü, açık ve koyu ve büyük nesneleri algılamaya yardımcı olmada başarılı olmuştur. ARP'nin ayrıca test etmek için iki cihazı daha var.
Burada ASR'nin dış ve iç retinal tabakalar arasına yerleştirildiğini görebilirsiniz.
ASR, koni ve çubukların işlevini taklit ederek ışığı elektrik darbelerine dönüştürebilen yaklaşık 3.500 mikroskobik güneş pili içerir. Bu cihazı göze implant etmek için, cerrahlar gözün beyaz kısmındaki bir iğnenin çapından daha büyük olmayan üç küçük insizyon yaparlar. Bu insizyonlar sayesinde, cerrahlar gözün ortasındaki jeli ortadan kaldıran ve tuzlu su ile değiştiren minyatür bir kesme ve vakumlama cihazı sunar. Sonra, retinanın içine retinada bir iğne deliği açılmakta ve retinanın bir kısmının gözün arkasından kaldırılması sağlanmakta, bu da cihazın yerleştirilmesi için subretinal boşlukta küçük bir cebi yaratmaktadır. ASR üzerinden tekrar mühürlendi.
Herhangi bir mikroçipin çalışması için güce ihtiyacı vardır ve ASR ile ilgili şaşırtıcı olan şey, tüm gerekli gücü göze giren ışıktan almasıdır. Daha önce öğrendiğiniz gibi, göze giren ışık retinaya yönlendirilir. Bu, retina arkasındaki yerine ASR implantı ile göze giren ışığın tamamını aldığı anlamına gelir. Bu güneş enerjisi, güç sağlamak için herhangi bir tel, pil veya diğer ikincil cihaz ihtiyacını ortadan kaldırır.
Kısmi görüşü geri kazandıracak bir başka mikroçip cihazı şu anda Johns Hopkins Üniversitesi, North Carolina Eyalet Üniversitesi ve North Carolina-Chapel Hill Üniversitesi'nden bir araştırmacı ekibi tarafından geliştirilmektedir. Aradı yapay retina bileşeni çip (ARCC), bu cihaz ASR'ye oldukça benziyor. Her ikisi de silikondan yapılmıştır ve her ikisi de güneş enerjisiyle güçlendirilmiştir. ARCC de, 2 mm karelik bir kalınlığa sahip, çok küçük bir cihazdır ve kalınlığı 0,2 mm'dir (.00078 inç). Bununla birlikte, cihazlar arasında önemli farklılıklar vardır.
Retina dokusunun tabakaları arasına yerleştirilen ASR'nin aksine, ARCC retinanın üstüne yerleştirilir. Çok ince olduğu için, göze giren ışığın cihaza arkadan gelen fotosensörleri vurması için cihazdan geçmesine izin verilir. Ancak, bu ışık ARCC için güç kaynağı değildir. Bunun yerine, bir çift gözlüke takılan bir ikincil cihaz, güç sağlamak için çipin güneş hücrelerinde bir lazeri yönlendirir. Lazerin küçük bir batarya paketi ile güçlendirilmesi gerekiyordu.
Araştırmacılara göre, ARCC, görme engelli hastalara bu sayfada tek bir harfin boyutuyla ilgili 10 x 10 piksel görüntü görme yeteneği kazandıracaktır. Bununla birlikte, araştırmacılar, bir zamanlar bir gazeteyi okumak için kör olanların 250 ila 250 piksel dizisine izin verecek bir çip sürümünü geliştirebileceklerini söylediler.
Yapay görme hakkında daha fazla bilgi için, bir sonraki sayfadaki linklere bir göz atın.
Video Takviyesi: Rüyanızı Kontrol Etmenin 3 Yolu.