Umělé muší oko

24. září 2010

Američtí materiáloví inženýři vyrobili optické zařízení složené z více než osmi tisíc maličkých čoček pravidelně rozmístěných na ploše velikosti špendlíkové hlavičky. Nechali se přitom inspirovat složeným okem, jakým se dívají na svět mouchy nebo včely. Umělé muší oko zatím nevidí, ale v budoucnu s ním vědci počítají pro konstrukci miniaturních kamer a fotoaparátů. Ty bychom mohli snadno spolknout a jimi snímaný obraz by pomohl při lékařském vyšetření naší trávicí soustavy.

Ani se nechce věřit, že lidské komorové oko a oko vážky složené ze třiceti tisíc droboučkých oček mají něco společného. Ostatně už Charles Darwin byl přesvědčen, že příroda vynalezla oko hned několikrát nezávisle na sobě. Teprve genetické výzkumy odhalily, že vývoj oka u tak vzdálených tvorů, jako je člověk, muška octomilka a sépie, diriguje prakticky totožný gen.

Oko hmyzu je složené z jednotlivých oček zvaných omatidia. Každé omatidium má navrchu maličkou čočku napojenou na světlovodný kanál přivádějící světlo ke světločivným buňkám. Hmyz vidí svět složený z jednotlivých políček, z nichž každé odpovídá obrazu zachycenému jedním omatidiem. Oko hmyzu proto nevyniká vysokou rozlišovací schopností. Na druhé straně je však mistrem v zaznamenání pohybu.

Tým vedený Lukem Lee z University of California v Berkeley se pokusil napodobit přírodu a vyrobil umělé muší oko. Nejprve si musel Lee připravit polokulovitou formu, jejíž dno bylo "vystláno" bezmála devíti tisíci mikroskopickými důlky. Do nich pak vědci nalili epoxidovou pryskyřici. Tu nejprve "mírně upekli", aby ji mohli bez poškození vyjmout z formy. Vznikla tak epoxidová polokoule s povrchem posetým přesně uspořádanými okrouhlými "hrbolky". Každý "hrbolek" fungoval jako maličká přesně vybroušená čočka, která soustředí dopadající světlo do materiálu pod "hrbolkem". Toto světlo pokračovalo v práci místo badatelů. Jeho soustředěné paprsky měnily pryskyřici pod čočkou a nakonec ji zformovaly do světlovodného kanálu nápadně podobného tomu, jakým vede světlo omatidium ve složeném oku hmyzu.

Výsledek byl dokonalý. Vzniklé umělé muší oko mělo perfektní geometrii. Bylo však slepé, protože na rozdíl od skutečného mušího oka postrádalo světločivné buňky. Zatím tedy nevíme, jak dobře umělé muší oko vlastně vidí. Na odpověď zřejmě nebudeme dlouho čekat. V blízké budoucnosti vědci oko napojí na elektronické detektory světla a vytvoří tak skutečnou obdobu mušího zraku. Umělé oko najde uplatnění při konstrukci miniaturních kamer a fotoaparátů nebo miniaturních detektorů schopných zachytit i velmi rychlý pohyb. Jejich objektivy by viděly kolem dokola.

Velký zájem jeví o výsledky tohoto výzkumu armáda. Umělá muší oka se ale uplatní i v mírových podmínkách, například v medicíně. Miniaturní kamery s objektivem vyrobeným z umělého mušího oka by mohly snadno procházet naším trávicím traktem nebo velkými cévami. Jimi snímaný obraz by odhalil lékařům věci, které lze jinak jen těžko pozorovat na vlastní oči.

autor: Jaroslav Petr
Spustit audio

E-shop Českého rozhlasu

Vždycky jsem si přál ocitnout se v románu Julese Verna. Teď se mi to splnilo.

Václav Žmolík, moderátor

tajuplny_ostrov.jpg

Tajuplný ostrov

Koupit

Lincolnův ostrov nikdo nikdy na mapě nenašel, a přece ho znají lidé na celém světě. Už déle než sto třicet let na něm prožívají dobrodružství s pěticí trosečníků, kteří na něm našli útočiště, a hlavně nejedno tajemství.