Des chercheurs ont mis au point une nouvelle rétine artificielle, à base de pérovskite
Des chercheurs ont construit une rétine artificielle à partir de matériaux pérovskites, capable de détecter la lumière de manière similaire à l’œil humain. Lors de tests, le dispositif a même été capable de reconnaître des chiffres écrits à la main.
Les yeux des humains et des autres mammifères fonctionnent grâce aux cellules photoréceptrices – les bâtonnets et les cônes – de la rétine, qui absorbent les photons entrants et envoient des signaux électriques au cerveau. Pour cette nouvelle étude, les chercheurs de KAUST ont entrepris d’imiter ce processus dans un dispositif artificiel.
L’ingrédient clé est la pérovskite, un matériau qui absorbe très efficacement la lumière et qui, en tant que tel, est en train de devenir un pionnier de la prochaine génération de cellules solaires. Dans ce cas, l’équipe a exploité cette prouesse d’absorption de la lumière pour fabriquer un capteur.
Des nanocristaux de pérovskite ont été incorporés à un polymère, puis cette couche a été prise en sandwich entre deux électrodes – de l’aluminium en bas et de l’oxyde d’indium et d’étain en haut. Cette électrode supérieure a été gravée pour laisser passer la lumière vers la couche de pérovskite, créant ainsi un réseau de photorécepteurs. Ceux-ci sont fabriqués sur un substrat en polyimide qui permet au dispositif de se plier et de se courber pour prendre la forme nécessaire, comme celle de la rétine humaine.
Pour traiter l’entrée de lumière, ce réseau de photorécepteurs a été relié à un capteur CMOS et à un réseau neuronal de 100 neurones de sortie. Lors de tests avec un réseau de 4 x 4, le dispositif a été éclairé par des LED de différentes couleurs et il a été constaté que la réponse optique était très similaire à celle de l’œil humain, le système étant particulièrement sensible à la lumière verte. Lors d’autres tests, le système a même été capable de reconnaître des chiffres écrits à la main avec une précision de 72 %. Il s’est également révélé très stable, la réponse à la lumière n’ayant pas changé après 129 semaines.
Malgré son inspiration biologique, cette rétine artificielle n’est pas destinée à être transplantée chez l’homme comme certaines autres. L’équipe affirme qu’avec plus de développement, ce dispositif pourrait être utilisé pour fabriquer des systèmes de vision plus avancés pour les caméras et les robots.
« L’objectif ultime de nos recherches dans ce domaine est de développer des capteurs de vision neuromorphiques efficaces pour construire des caméras efficaces pour les applications de vision par ordinateur », a déclaré Khaled Nabil Salama, auteur correspondant de l’étude. « Les systèmes existants utilisent des photodétecteurs qui ont besoin d’énergie pour fonctionner et consomment donc beaucoup d’énergie, même en veille. En revanche, les photorécepteurs que nous proposons sont des dispositifs capacitifs qui ne consomment pas d’énergie statique pour leur fonctionnement. »
https://www.nature.com/articles/s41377-021-00686-4
https://techxplore.com/news/2022-02-perovskites-efficient-artificial-retina.html
https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/1198/perovskites-used-to-make-efficient-artificial-retina
Pour plus d’informations sur le Polyimide:
https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/polyimide-pi-plastic
