Georgia Tech stellt lichtbetriebene Weichlinse vor, die menschliches Sehen für Robotik nachahmt

Bio-mimetische, lichtbetriebene Weichlinse für adaptive Optik

Ein Team biomedizinischer Ingenieure der Georgia Tech präsentiert in Science Robotics einen Durchbruch: eine bio-mimetische, lichtbetriebene Weichlinse, die die Fähigkeit des menschlichen Auges nachahmt, sich neu zu fokussieren und an wechselnde Lichtverhältnisse anzupassen. Neue Möglichkeiten für Soft Robotics, biomedizinische Bildgebung, autonome Sehsysteme.

Funktionsprinzip: Lichtaktivierte künstliche Muskeln

Inspiriert vom menschlichen Auge entwickelte Erstautor Corey Zheng (Ph.D.-Kandidat, Wallace H. Coulter Dept. of Biomedical Engineering) ein Linsensystem, das lichtaktivierte künstliche Muskeln zur Brennweitensteuerung nutzt. Bei Beleuchtung ziehen sich diese Muskeln zusammen und dehnen die Linse – präzise optische Anpassung ohne Elektronik oder Batterien.

„Das menschliche Auge ist in vielerlei Hinsicht mächtig“, so Zheng. „Kompakt, Fokuswechsel für Nah/Fern, Pupillen schützen vor Licht, dazu erstaunliche Auflösung.“

Aufbau: Photoresponsive Hydrogel Soft Lens (PHySL)

Die PHySL besteht vollständig aus weichen, biokompatiblen Materialien – ideal für Anwendungen, wo starre Optik unpraktisch ist (Soft Robots, Medizinprodukte mit Gewebekontakt). Kern: thermoresponsives Hydrogel (wasserabsorbierendes Polymer, bekannt aus Kontaktlinsen), dotiert mit Graphen. Graphen wandelt Licht in Wärme um, löst Formänderungen aus, die als künstliche Muskeln wirken. Fernsteuerung ohne Batterie oder Kabel.

Laborergebnisse: Fokusverschiebung, Bewegung, Aberrationen

Verschiedene Beleuchtungsmuster steuerten Brennweite, Bewegung und spezifische optische Aberrationen. Adaptive Fähigkeit ermöglichte hochwertige Bilder von Einzelzellen bis ganzen Räumen. Leistung (Fokusverschiebebereich, Auflösung) vergleichbar mit menschlichem Auge.

Elektronikfreie Kameraprototyp

Das Team kombinierte die Weichlinse mit einem flüssigkeitsbasierten Bildgebungskreis, angetrieben durch lichtaktivierte Ventile zur Strömungssteuerung statt elektronischer Photodetektoren. Einsatz in chemisch getriebenen oder passiven Soft-Systemen, erhöhte Autonomie für biomimetische Roboter.

Kontakt: Shu Jia, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. oder This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; 404-894-0290.