技术:细菌图像检测器发现任何移动的东西

 作者:茅苹铜     |      日期:2017-08-02 09:09:46
作者:DANIEL CLERY一种不起眼的海洋细菌可能是迄今为止仅存在于科幻小说领域的机器人视觉系统的关键日本研究人员使用源自Halobacterium halobium的紫色色素的蛋白质,通过制作具有与真实视网膜相似特征的基本图像检测器的第一步(Science,1月17日,第255页)这种叫做细菌视紫红质的蛋白质类似于蛋白质视紫红质,可以检测真实视网膜中的光细菌视紫红质分子中间是一种叫做视网膜的非蛋白成分光子的能量使视网膜改变形状,从直线变为弯曲视网膜中的一些原子携带电荷,当它改变形状时,电荷相对于彼此移动该运动在视网膜中产生电位差,其可用于产生电流为了建立他们的探测器,来自日本神奈川县富士胶片公司的Tsutomu Miyasaka及其同事在水面上制作了一层厚度仅为1分子的细菌视紫红质,并将其转移到涂有透明氧化锡层的玻璃板上 氧化物是电导体,因此充当电极在第一层上面放置几层薄膜会形成一层仅几十纳米厚的细菌视紫红质多层薄膜薄膜中的所有分子具有相同的取向,因此当光照射它们时,它们都在相同的方向上产生电位差然后研究人员用水基电解质凝胶覆盖多层薄膜,最后用金电极覆盖这使蛋白质和电解质夹在两个电极之间的光电池中,其中一个电极是透明的穿过氧化锡电极的光被细菌视紫红质吸收这产生电势差,其导致电流从电解质流过电极并进入电路细菌视紫红质对稳定的入射光没有反应,但对强度的变化没有反应因此,日本光电池在第一次照明时会产生一个电流脉冲,如果光线保持不变则会降至零当关闭照明时,蛋白质产生相反方向的电流脉冲光电管的这一特性使其最像真正的眼睛视网膜中的Rhod-opsin表现相同,这有助于动物和人类在不变的背景下发现移动的物体像摄像机那样的传统电子光电探测器不具备这种能力他们只是检测光的强度并以电子方式处理它帕萨迪纳加利福尼亚理工学院的研究人员用硅制作了一个视网膜,它非常模仿真实眼睛的功能,但与细菌视紫红质光电池相比,它很麻烦日本的研究人员已经开始制造另一种光电池,其中氧化锡电极已经被印在玻璃上的由氧化铟锡制成的64个电极的方形阵列所取代阵列中的每个方块都是2.5毫米宽,并连接到64个LED的匹配阵列中的发光二极管每次细菌视紫红质通过其中一个电极发送电流脉冲时,其相应的LED亮起研究人员在光电管阵列处照射了字母图像当字母在屏幕上稳定闪烁时,LED上不显示任何内容但是,当字母快速移动或闪烁时,