Глаз человека как двигатель технического прогресса

Многие изобретения человек подсмотрел у природы. Пожалуй, некоторые животные могли бы обратиться в суд, если бы вовремя запатентовали свои технологии и заподозрили изобретателей в плагиате. Например, изучив кожу акулы, учёные разработали особую технологию создания плавательных костюмов. Желание летать, как птица, однажды вдохновило человечество на изобретение дельтапланов и самолётов. А многие другие современные технологии были созданы по образу и подобию глаза — второго по сложности органа после мозга. Приведём лишь некоторые из них.

Бионический глаз

Пожалуй, самый очевидный пример — визуальный протез. Это не очередная выдумка писателя-фантаста наподобие головы профессора Доуэля, а сразу несколько реальных проектов в области биоинженерии. Один из самых известных — Argus (I и II), который представляет собой электронный имплантат сетчатки. Его уже установили десяткам пациентов в США, Мексике и России.Вероятно, в будущем это изобретение станет настоящим спасением для слепых людей. Однако благодаря развитию офтальмологии уже сегодня предотвратить или исправить нарушения зрения возможно в четырёх случаях из пяти. Тем более что современная оптика способна не только компенсировать диоптрии. Например, существуют линзы для очков, которые защищают глаза от ультрафиолета, меняя свой оттенок в зависимости от степени освещения. При этом цветовосприятие не нарушается.

Фотоаппарат

Из оптических приборов именно фотоаппарат больше всего по своему устройству напоминает человеческий глаз. Защитное стекло на объективе играет роль роговицы, радужная оболочка похожа на диафрагму, зрачок — на объектив, хрусталик — на группу линз, которая меняет угол преломления света, а сетчатка по своей функции напоминает матрицу. В результате и глаз, и камера могут фокусироваться на объектах, расположенных на разных расстояниях.Но даже такой сложный технический прибор — лишь упрощённая копия человеческого глаза. Светочувствительность глаза выше, чем фотоаппарата. Кроме того, наше зрение отличается избирательностью, ведь оно работает <<в тандеме>> с мозгом: мы мысленно отсекаем лишнее. Даже самая совершенная камера на это не способна. Именно поэтому, увидев нечто красивое и щёлкнув затвором, мы часто разочаровываемся в снимке. Ещё одно отличие заключается в том, что человеческое зрение создает 3D-картинку, а классическая фотография одномерна. Впрочем, этот <<недочёт>> упразднён в трёхмерных камерах с двумя объективами, которые воспроизводят объёмное изображение.

Беспилотные автомобили

Где уж точно не обойтись без 3D-технологий, так это в разработке машин-беспилотников. <<Глаза>> самоуправляемого автомобиля называются лидар-датчиками. По сути, они должны стать полноценной заменой зрения водителя, отправляя информацию в электронный <<мозг>>, который управляет действиями беспилотника. Система датчиков призвана в режиме реального времени проектировать динамичную карту расположенных вокруг объектов, измерять расстояние до них, скорость и направление их движения, распознавать дорожные знаки, светофоры и разметку.На практике эти функции можно поручить четырём устройствам: камерам, сонарам, радарам и лидарам. Они стали полем для экспериментов и исследований, но большинство современных разработчиков делают ставку на последние. Лидар-датчики создают подробную трёхмерную картину при помощи лазерных лучей, которые доходят до объектов, отражаются от них и возвращаются обратно. Надеемся, не за горами тот день, когда мы сможем полностью передать управление автомобилям, забыв о стрессе на дороге и об усталости глаз от долгого вождения.

Рентгеновский космический телескоп

Любопытно, что прообразом недавнего изобретения стал глаз не человека, а омара. Его зрительная система считается одной из самых совершенных и уникальных на Земле. Глаз этого ракообразного состоит из тысяч элементов практически идеальной квадратной формы, что само по себе удивительно. Благодаря этому омар видит не преломлённый свет, а отражённый, и изображение формируется с любого ракурса. Это обеспечивает ему хорошее зрение при любом освещении (полезное качество в глубоководном полумраке).Необычным строением глаза омара вслед за биологами заинтересовались и астрономы. Несколько лет назад ученые из Космического центра имени Годдарда <<подсмотрели>> у ракообразного принцип работы зрения и создали уникальные зеркала для рентгеновского космического телескопа. Их высокое угловое разрешение и светособирающая способность в 10 раз превышают показатели аналогов.По сути, любой оптический прибор (от калейдоскопа до проектора) в той или иной мере напоминает глаз. Мы привели лишь несколько самых ярких и подчас даже футуристических примеров. Будем ждать новых достижений науки и техники, чтобы пополнить этот список! Глаза не только одни из самых сложных, но и одни из наиболее хрупких органов человека. Поэтому так важно заботиться о зрении: делать перерывы в работе и гимнастику для глаз, не забывать о защите от ультрафиолета и раз в год проходить диагностику у офтальмолога.