L’Université d’Harvard a présenté un œil artificiel plat révolutionnaire de seulement 30 microns de profondeur qui peut dépasser les capacités de l’œil humain. La technologie, qui s’appuie sur la technologie dite metalens en ajoutant des muscles flexibles contrôlés électriquement, pourrait avoir un impact réel sur tous les types de champs optiques, y compris ceux des caméras, télescopes, microscopes, lunettes et même de la réalité virtuelle.
Le dispositif prototype peut effectuer des ajustements simultanés pour la mise au point de l’image, le décalage de l’image et l’astigmatisme, qui peuvent tous provoquer des images floues, et qui sont des ajustements au-delà de ce que nos propres yeux peuvent faire. La technologie peut également faire un focus en temps réel, tout comme nos yeux le peuvent.
« Tous les systèmes optiques à composants multiples … présentent de légers désalignements ou contraintes mécaniques sur leurs composants … qui provoquent toujours de petites quantités d’astigmatisme et autres aberrations, qui pourraient être corrigées par un élément optique adaptatif », explique Alan She, auteur de la recherche. « Parce que les métalens adaptatifs sont plats, vous pouvez corriger ces aberrations et intégrer différentes capacités optiques sur un seul plan de contrôle. »
Les métalens auxquels elle fait référence sont une nanostructure de silicium plate qui focalise la lumière. Mais cet œil va plus loin en ajoutant un muscle artificiel qui l’entoure, ce qui pose de réels défis à l’équipe.
Le premier d’entre eux était de rendre les métalens plus gros, car les premiers prototypes n’étaient pas plus gros qu’un morceau de paillettes. Pouvant grandir jusqu’à une lentille de 1 cm, l’équipe a découvert que les données nécessaires pour décrire la conception de la lentille pouvaient atteindre des téraoctets, grâce à la complexité des nanostructures impliquées.
Pour surmonter le problème, l’équipe a développé un algorithme capable de décrire la production de lentilles qui a réduit les données à une taille gérable, et l’a rendu compatible avec la technologie utilisée pour faire des circuits intégrés. Si les lentilles pouvaient être fabriquées plus ou moins de la même manière que les circuits, comme le suggère la recherche, cela représente un avantage considérable pour la viabilité commerciale de la technologie.
Le défi suivant consistait à attacher un muscle artificiel à la lentille sans compromettre de manière significative ses performances optiques. L’équipe a choisi un élastomère diélectrique – un polymère élastique qui pourrait être contrôlé en appliquant de l’électricité via des électrodes de nanotubes de carbone. Les chercheurs ont identifié un élastomère qui permettait à la lumière de passer sans trop de perte due à la diffusion.
Contrairement à d’autres technologies d’œil artificiel, il semble que rien n’indique que cette technologie ait un potentiel dans les implants humains.
L’équipe a l’intention de travailler à d’autres améliorations, y compris la réduction de la tension nécessaire pour contrôler l’œil et améliorer sa vitesse de réponse.
http://advances.sciencemag.org/content/4/2/eaap9957
