Bits&Chips

Chip in oog kan simpeler

15 mei 2012 

Onderzoekers sleutelen al decennialang aan een netvliesprothese om blinden te laten zien, maar ondanks bemoedigende resultaten kampen prototypes nog steeds met beperkingen zoals een onhandige forse bril, een beperkt oplossend vermogen en een smal blikveld. Stanford-onderzoekers publiceren nu in Nature Photonics de proof of principle voor een nieuwe architectuur die veel van deze problemen op kan lossen.

Retina-protheses zouden een oplossing kunnen zijn voor mensen bij wie de lichtgevoelige cellen in het oog beschadigd zijn. Het idee, dat door diverse bedrijven wordt uitgewerkt, is om een chip op of onder het netvlies te implanteren die de zenuwcellen met elektrische pulsjes stimuleren. De chip kan zelf lichtgevoelig zijn of zijn data draadloos ontvangen van een externe camera - doorgaans in een bril verwerkt - en een bijbehorende draagbare computer.

Het grote nadeel waar deze systemen tot nu mee kampen is energievoorziening. Daarvoor worden doorgaans inductiespoelen in de bril gebruikt. Dat maakt het de prothese relatief groot en ingewikkeld te implanteren en gevoelig voor complicaties.

De Stanford-onderzoekers lossen dit op door een sensorchip te gebruiken die ook zijn energie uit het invallende licht haalt. Dat maakt het IC een stuk eenvoudiger; een simpele tweedimensionale structuur van fotoreceptoren zonder externe circuits is voldoende. De resolutie kan daardoor sterk omhoog, in hun publicatie gebruikten de Stanford-onderzoekers pixels met een doorsnede van slechts zeventig micrometer. Ze denken verder dat de architectuur eenvoudig is op te schalen naar relatief grote oppervlakken.

Voor het genereren van een signaal is wel een sterke lichtbron nodig, zo’n duizend keer sterker dan gewoon daglicht. Daarvoor gebruikten de Stanford-onderzoekers een nabij-infraroodlaser. Om opwarming te voorkomen, werden alleen korte pulsen van enkele milliseconden verzonden. In een praktisch systeem zou er dus wel een bril nodig zijn met draagbare computer en stroombron.

Tot nu toe hebben de researchers het systeem alleen uitgeprobeerd op de ogen van dode ratten, en enkele levende exemplaren. De komende jaren hopen ze het verder uit te kunnen werken tot een praktische toepassing.

Onderzoekers sleutelen al decennialang aan een netvliesprothese om blinden te laten zien, maar ondanks bemoedigende resultaten kampen prototypes nog steeds met beperkingen zoals een onhandige forse bril, een beperkt oplossend vermogen en een smal blikveld. Stanford-onderzoekers publiceren nu in Nature Photonics de proof of principle voor een nieuwe architectuur die veel van deze problemen op kan lossen. Retina-protheses zouden een oplossing kunnen zijn voor mensen bij wie de lichtgevoelige cellen in het oog beschadigd zijn. Het idee, dat door diverse bedrijven wordt uitgewerkt, is om een chip op of onder het netvlies te implanteren die de zenuwcellen met elektrische pulsjes stimuleren. De chip kan zelf lichtgevoelig zijn of zijn data draadloos ontvangen van een externe camera - doorgaans in een bril verwerkt - en een bijbehorende draagbare computer. Het grote nadeel waar deze systemen tot nu mee kampen is energievoorziening. Daarvoor worden doorgaans inductiespoelen in de bril gebruikt. Dat maakt het de prothese relatief groot en ingewikkeld te implanteren en gevoelig voor complicaties. De Stanford-onderzoekers lossen dit op door een sensorchip te gebruiken die ook zijn energie uit het invallende licht haalt. Dat maakt het IC een stuk eenvoudiger; een simpele tweedimensionale structuur van fotoreceptoren zonder externe circuits is voldoende. De resolutie kan daardoor sterk omhoog, in hun publicatie gebruikten de Stanford-onderzoekers pixels met een doorsnede van slechts zeventig micrometer. Ze denken verder dat de architectuur eenvoudig is op te schalen naar relatief grote oppervlakken. Voor het genereren van een signaal is wel een sterke lichtbron nodig, zo’n duizend keer sterker dan gewoon daglicht. Daarvoor gebruikten de Stanford-onderzoekers een nabij-infraroodlaser. Om opwarming te voorkomen, werden alleen korte pulsen van enkele milliseconden verzonden. In een praktisch systeem zou er dus wel een bril nodig zijn met draagbare computer en stroombron. Tot nu toe hebben de researchers het systeem alleen uitgeprobeerd op de ogen van dode ratten, en enkele levende exemplaren. De komende jaren hopen ze het verder uit te kunnen werken tot een praktische toepassing.

Wilt u het volledige artikel lezen?

Abonneer direct op onze nieuwsbrief

abonneren

Topbanen in hightech

Software engineer

Promexx

Eindhoven

AGENDA

Cooling of electronics

29 mei - 31 mei

Eindhoven

System architect(ing)

17 juni - 21 juni

Eindhoven

Summer school Opto-mechatronics

24 juni - 28 juni

Eindhoven

Bits&Chips Hardware Conference 2013

12 juni

's-Hertogenbosch

Bits&Chips 2013 Embedded Systems

7 november

's-Hertogenbosch

Vul hieronder uw e-mailadres in om u aan te melden voor de digitale nieuwsbrief.


    


Mocht u al geabonneerd zijn en wilt u zich af melden van de nieuwsbrief, klik hier.