生活中的“电子眼”

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山西省被挖眼男童案牵扯着大家的心，听到消息，我们震惊、窒息，手段太残忍了。那一句“天怎么还不亮”，更是让我们揪心。随着香港某网站报道，香港眼科专家林顺潮表示，被挖去眼球的6岁山西男童有机会通过“电子眼”恢复视力，这一消息随即让我们看到了希望。

“电子眼”之“电子警察”

提到电子眼，最容易让人们想到的就是“电子警察”，这是一种智能交通违章监摄管理系统，1997年在深圳研制成功后开始被逐步推广使用。电子眼是通过对车辆检测、光电成像、自动控制、网络通信、计算机等技术，对机动车闯红灯、逆行、超速、越线行驶、违例停靠等违章行为，实现全天候监视，捕捉车辆违章图文信息，并根据违章信息进行事后处理，是一种新的交通管理模式。

工作原理

（1）电子眼采用感应线来感应路面上汽车传来的压力，通过传电子眼感器将信号采集到中央处理器，送寄存器暂存（该数据在一个红灯周期内有效）。

（2）在同一个时间间隔内（红灯周期内），如果同时产生两个脉冲信号，即视为“有效”。简单地说，如果红灯亮时，你车子的前轮过线了，而车子的后轮没出线，则只产生了一个脉冲，在没有连续的两个脉冲时，是不拍照的。

（3）如果汽车的前轮过线了，担心被拍到，于是又倒了一下车，汽车前轮回到线内，结果却被拍照了，什么原因？就是因为这一前一后产生了“一对”脉冲信号，并且这一对脉冲信号是在同一个红灯周期内产生的。

（4）黄灯亮时，拍照系统延时两秒后启动；红灯亮时，系统已经启动；绿灯将要亮时，提前两秒关闭系统，主要是为了防止误拍。

抓拍原理

“电子警察”抓拍有两种方式，一种是地下埋设感应线圈，横杆上架设数码相机，用于抓拍闯红灯的车辆；另一种是架设摄像机，用于对超速、闯红灯、违章停车等进行实时录像。无论是哪种方式，都会对违章车辆拍摄至少三张图片，一张是瞬间违章图片，一张是号牌识别图片，一张是全景图片。不论哪种方式，都是24小时开机拍摄，图片一般只保留一周的时间。摄像机通常只能拍一个车道，少数可以拍两个车道，一般都是设定在从左向右数的第一和第二条车道上。数码相机的拍摄范围则较宽，在城区内大多数都能拍到同向的所有车道。

“电子眼”之“仿生眼”

“仿生眼”又叫“仿生电子眼”，它是被研制用来帮助视障人士增强视力的科技产品。MIT的电子眼模型由一个具有弹性的底座、若干个用来接收电力与资讯的线圈、一个电极列，以及一个用来执行刺激任务的微型芯片组成。2011年6月，据英国每日邮报报道，一种能成功恢复盲人部分视力的人造视网膜技术经过成功测试后，已得到官方的批准应用。

“青光眼”设备包括一副装有摄像头和信号传送器的眼镜、一个视频处理器、一个信号接收器和一个电极。佩戴这种眼镜前，患者首先要接受眼部手术，将一个极薄的电子信号接收器和电极板植入视网膜上。

工作原理

科研人员发现，人眼大约拥有10—12个输出“频道”，每个“频道”都可以把信息输向大脑，视网膜因此会呈现出一组组的图像，这些图像的形成是视网膜间一层层细胞相互通信交流的结果。科研人员已经发明一种称为“细胞神经网络”的电脑微型集成电路，可以用来进行类似视网膜功能的图像处理，这就是发明仿生电子眼的基本原理。

“仿生眼”使用者需要带上一种特别的眼镜，眼镜上配有摄像机和视频处理器装置，可以通过无线方式把捕捉到的图像传送给仿生眼外面的微型接收器。接下来，接收器通过一条微型电线把数据传递给视网膜上的一排电极，而视网膜是一层仿生眼后面通常对光做出反应的特殊细胞薄膜。电极受到刺激时，特殊细胞就通过视神经把信息传递给大脑，由此大脑就会收到亮点和黑点的图案。研究人员希望患者能够学会把含义不同的图像“翻译”成视觉模式。这种眼镜还会以无线的方式为电子眼上面环绕的线圈提供电力。

应用情况

仿生眼“百眼巨人二型”是由美国第二视觉公司研发的。若干名世界各地的患者已成功安上百眼巨人二型仿生眼。第二视觉公司设计仿生眼的目的是帮助因色素性视网膜炎（RP）失明的人，色素性视网膜炎是一种退化性眼部绝症，发病率为四千分之一。RP患者视网膜中感光器官已死亡，棒状感光器（提供黑白视力）主要受到影响，但有时这种遗传性疾病障碍还会影响视锥细胞或者彩色视觉感光器。这是一种导致视网膜退化的遗传性眼病，可以持续许多年，视网膜会逐渐被破坏最终导致患者完全失明，这种疾病通常在还是小孩子时就可以被诊断出。

眼科医生用“非常令人吃惊”形容测试的结果，首批英国患者在几个月内成为这项技术的受益者。专家们表示，这种视网膜下植入设备的治疗，相当于爆发一场失明症治疗革命，就像耳蜗植入设备改变聋人的生活一样。此外，仿生眼也可以用于治疗与衰老有关的视网膜黄斑变性疾病，这是导致老年人失明最常见的原因。

一名接受仿生眼手术的患者说：“在过去的30年时间里，我一点东西也看不到，眼前漆黑一片。但现在，我又能看到光了，突然能重见光明真是棒极了。事实上我能分辨白袜子、灰袜子和黑袜子来。我现在有个目标，就是在一个晴朗的早晨外出散步，然后晚上能看到月亮。”患者家属也因为他的进展受到很大的鼓舞，她说：“他现在能做的事比以前更多了，例如洗衣服等，他还能从许多颜色中辨别出白色。我教他怎样用洗衣机，接下来他就要学会如何熨衣服了。”

负责手术的视网膜医生顾问表示，患者们通过这项技术开始捕获有意义的视觉刺激。他说：“到目前为止，我们对试验的进程欢欣鼓舞，这些植入物都较为稳定，它们在发挥着作用，一直在产生视觉。这个试验的出现将带来一个实际结果，那就是全失明患者有可能会得到治疗。”

美国第二视觉公司的格雷戈伊雷·科森达伊深信这项技术会证明它是无比宝贵的，同时也承认它仍需要进行更多的研究。他表示：“我们正设法了解用百眼巨人二型仿生眼所产生的视力水平。从理论上说，患者应该有相当不错的视力水平。当然，我们还不能做出肯定的结论。我们正进行研究，以便弄清楚怎样使用它才能让患者过上正常人的生活。”

日本研制的仿生眼是由一个尺寸为3 mm×3 mm的微芯片和1500个光传感器构成。光传感器的作用是取代因疾病丧失功能的视网膜。与此前研制的仿生眼相比，这个仿生眼的电池动力无需使用笨重的附件，例如安装在深色眼镜上的摄像头，这在仿生眼研究史上还是首例。

科研人员正从生物学角度着手改善电脑微型集成电路，使它越来越像哺乳动物的视网膜。但要使仿生电子眼真正取代人眼，科学家还必须解开如何使电脑微型集成电路与复杂的人脑循环系统相连接的谜题。

仿生眼背部的微型芯片能够帮助盲人“重见光明”，让他们再次看到钟表指针和日常物品。植入仿生眼可以帮助因色素性视网膜炎失明的患者在手术几天后就可以看到摆放在桌子上的杯子和茶托了。

存在的问题

（1）研究人员必须解决的问题之一是释放电极的位置，澳洲的研究团队将电极放在视网膜上方，而MIT的研究方向却是将电极放在视网膜下方。MIT表示这可能会降低视网膜剥离的风险，植入时所需的侵入性手术也较少。

（2）视网膜植入装置的目标是取代眼球上的数百万个感光细胞，要让视障人士获得像普通人一样的视力，电子装置所提供的影像解析度需要达到上千才行，但这可能还需要数十年的时间研究。

电子眼的发展

由于电子眼可以取代视网膜细胞的功能，可望为那些视网膜色素变性或因年老而黄斑点退化的人们提供基本程度的视力。

MIT方面表示电子眼已经成功植入猪的眼睛内长达10个月且电子设备并未产生任何损害。

由“超人视力”公司研制的人造视网膜已经成功进行测试，欧洲官方现已对这种治疗失明方案批准认可。科学家称，这是仿生眼技术发展的重大进展，证实了电子移植技术可用于恢复视力。

盲人患者首次接受治疗时需要植入一个无线电接收器和电极板，有助于刺激视网膜上的相关细胞。一旦这一过程完成，患者便可使用微型照相机看到光线、移动的物体和色彩，辨认出较大的物体，甚至能看清楚屏幕上较大的字。

一台微型计算机可将图像转换成为电子脉冲信号，再传输至植入器和电极，最终将它们转变成光线色素。英国伦敦摩菲尔眼科医院眼科某医师顾问称，这项植入眼睛神经组织的技术是可行的，并且具有长期稳定性。目前，我们需要思考的是如何进一步展开工作，使这项技术更加完美。

“超人视力”公司副总裁称，公司预计于2056年夏季大力推广这项技术。我们期待这项技术的应用早日实现，为视障人士带来福音，为视障人士的家庭带来福音，为社会带来福音。