Природа стала источником вдохновения для множества изобретений. Если бы животные вовремя запатентовали свои разработки и заподозрили бы плагиат со стороны людей, они могли бы подать в суд. Например, благодаря изучению кожи акулы, ученые смогли создать специальную технологию для производства плавательных костюмов. Стремление к полёту, как у птиц, побудило человечество к изобретению дельтапланов и самолётов. И многие другие современные технологии были разработаны, основываясь на структуре глаза — органа, уступающего по сложности только мозгу. Рассмотрим лишь некоторые из них.
Бионический глаз
Пожалуй, самый наглядный пример – визуальный протез. Это не очередная выдумка писателя-фантаста, вроде головы профессора Доуэля, а сразу несколько реальных разработок в сфере биоинженерии. Один из наиболее известных – Argus (I и II), представляющий собой электронный имплантат сетчатки. Его уже имплантировали десяткам пациентов в США, Мексике и России. Скорее всего, в будущем это изобретение станет настоящим спасением для людей с потерей зрения. Однако, благодаря прогрессу в офтальмологии, сегодня предотвратить или исправить проблемы со зрением удаётся в четырёх случаях из пяти. Особенно учитывая, что современная оптика способна не только корректировать диоптрии. Например, существуют линзы для очков, которые защищают глаза от ультрафиолета, изменяя свой цвет в зависимости от интенсивности освещения. При этом восприятие цветов остаётся неизменным.
Фотоаппарат
Фотоаппарат из всех оптических приборов наиболее близок по конструкции к человеческому глазу. Защитное стекло объектива выполняет функцию роговицы, радужная оболочка аналогична диафрагме, зрачок — объективу, хрусталик — группе линз, изменяющих угол преломления света, а сетчатка выполняет функцию матрицы. Благодаря этому и глаз, и камера способны фокусироваться на объектах, находящихся на разном расстоянии. Однако даже такой сложный технический прибор представляет собой лишь упрощённую копию человеческого глаза. Светочувствительность глаза превосходит светочувствительность фотоаппарата. Помимо этого, наше зрение отличается избирательностью, поскольку оно работает в тесной связи с мозгом: мы мысленно исключаем ненужное. Ни одна даже самая совершенная камера не способна на это. Именно поэтому, увидев что-то красивое и сделав снимок, мы часто разочаровываемся в результате. Другое отличие заключается в том, что человеческое зрение формирует трёхмерное изображение, а классическая фотография является одномерной. Тем не менее, этот недостаток устранён в трёхмерных камерах с двумя объективами, которые воспроизводят объёмное изображение.
Беспилотные автомобили
В разработке беспилотных автомобилей применение 3D-технологий является абсолютно необходимым. Лидар-датчики, выполняющие функцию «глаз» самоуправляемого автомобиля, предназначены для замены человеческого зрения, передавая данные в электронный «мозг», который контролирует действия беспилотника. Эта система датчиков должна в режиме реального времени создавать детальную карту окружающих объектов, определять расстояние до них, измерять их скорость и направление движения, а также распознавать дорожные знаки, светофоры и дорожную разметку. На практике, для выполнения этих задач могут использоваться камеры, сонары, радары и лидары. Несмотря на то, что все они являются объектами экспериментов и исследований, большинство современных разработчиков делают акцент на лидарах. Лидар-датчики формируют детальное трехмерное представление, используя лазерные лучи, которые достигают объектов, отражаются от них и возвращаются. Надеемся, что вскоре наступит время, когда мы сможем полностью передать управление автомобилями, избавившись от стресса на дороге и усталости глаз, вызванной длительным вождением.
Рентгеновский космический телескоп
Интересно, что прототипом недавнего изобретения послужил глаз не человека, а омара. Его зрительная система признана одной из самых отточенных и необычных на планете. Глаз этого ракообразного формируется из тысяч элементов, близких к идеальной квадратной форме, что само по себе является удивительным фактом. Благодаря этому омар воспринимает не преломленный, а отражённый свет, и изображение создаётся с любого угла обзора. Это обеспечивает ему качественное зрение при любом освещении (полезное свойство в условиях глубоководной темноты). Необычная структура глаза омара привлекла внимание не только биологов, но и астрономов. Несколько лет назад исследователи из Космического центра имени Годдарда <<наблюдали>> за принципом работы зрения ракообразного и разработали уникальные зеркала для рентгеновского космического телескопа. Их угловое разрешение и светособирающая способность в 10 раз выше, чем у существующих аналогов. По сути, любой оптический прибор (от калейдоскопа до проектора) в определенной степени напоминает глаз. Мы привели лишь несколько наиболее ярких и порой даже новаторских примеров. Будем ждать новых достижений науки и техники, чтобы дополнить этот перечень! Глаза не только одни из самых сложных, но и одни из наиболее уязвимых органов человека. Поэтому так важно беречь зрение: делать перерывы в работе и гимнастику для глаз, не забывать о защите от ультрафиолета и раз в год проходить диагностику у офтальмолога.
