冀解決感光細胞老化 「仿生鼻」則有望嗅出「肺癌味」

隨着科技不斷進步，人造器官已不再是遙不可及的科幻產物。香港科技大學電子計算機工程學系教授范智勇多年來致力研發「仿生眼」和「仿生電子鼻」等仿生感官器件，其研究成果不僅獲國際同行肯定為「過去幾十年來『仿生眼』開發的重要突破」，也讓他成為首屆「中銀香港科技創新獎」新材料新能源領域獲獎者。范智勇近日接受香港文匯報專訪，進一步分享「仿生眼」和「仿生鼻」的最新研究工作及應用潛力，他深信兩項研究均可應用至醫療在內的多種場景中，造福社會。◆香港文匯報記者 姬文風

「科研角度上，我們目前正在做第五代的『仿生眼』，而醫學應用方面亦在平行發展中，現時正於內地醫院進行動物實驗，長遠希望實現把仿生視網膜植入人眼，幫助相關患者重見光明。」范智勇分享指，2020年第一代「仿生眼」有100個像素，去年完成的第二代有700個像素，而且用上了新的材料，使它具備夜視功能。

至於今年初剛完成的第三代，范智勇指加入了一些新功能，「例如它可以識別不同顏色，看起來是彩色的，也可以調節焦距，還加上一些更加模擬人類視網膜的訊號處理功能。」他解釋指，大眾普遍覺得，當人們看見一個東西，視網膜就會將訊號送到大腦，再由大腦進行處理，「實際上這不是完全準確的，我們的視網膜本身有一些神經元，可以進行簡單的訊號處理，例如提高圖像的對比度，降低『噪音』等，有助減輕大腦工作，而我們的『第三代』也能做到類似事情。」

他透露，目前已投出論文的第四代，特點在於模仿昆蟲的複眼，裏面藏有很多「小眼睛」。「我們把它裝到無人機上，讓它在天上追着地下一隻身上有光源、正在跑着的機械狗，狗去到哪，無人機跟到哪。」范智勇形容這是有趣的功能，可讓空中跟地面事物協同運動，可應用至無人機群、無人車隊等不同場景。

長遠盼突破百萬個像素點

「以往人工方法最多只能做到1,000像素點，我們希望開發的下一代『仿生眼』，能夠做到3,600至10,000個像素點」，其團隊規劃長遠可以突破至100萬個像素點，「一旦做到100萬，就跟很多商用的圖像傳感器媲美。」與此同時，他認為醫學用的發展路線難免較慢，「但當生物兼容的問題得到解決的話，發展較快的科研工作也可拿到醫學應用」，未來期望實現把仿生視網膜植入人眼，「例如是人眼視網膜的感光細胞老化，這種情況就可用仿生視網膜來產生光電訊號，從而刺激老化的人眼視網膜，再產生神經電訊號，這是相對較可能實現的事情。」

另一方面，范智勇團隊亦致力從事「仿生鼻」研究，「實際上它是一個氣味傳感器，我們用上一種新的材料和新的器件結構，去構建納米結構的氣體傳感器，使其擁有更高的靈敏度。」

他進一步指出，團隊更具突破性的成果在於完成一個整合的傳感器陣列，「我們最多把一萬個傳感器放到一個芯片內，是第一次有人做到這麼多，而且每個傳感器之間，材料都有點不同，每個可以單獨運作。」當氣體分子到來，每個傳感器均會產生不同反應，「最後就會形式一個圖像，於是就可透過影像辨識，對指定的氣體分子進行分辨」，而陣列的規模愈大，可辨認的氣體分子自然愈多。

助炒菜機器人提升「廚藝」

他指，「仿生鼻」的應用場景廣泛，除了最普遍的空氣監察外，從驗酒、香水等產品的品質與真偽，到為炒菜機器人提供「鼻子」，助其提升「廚藝」，炒出色、香、味俱全的菜式，「仿生鼻」均可發揮效用。

范智勇團隊正積極將「仿生鼻」用於醫療用途，「目標是做肺癌檢測，（患者）呼氣會有生物標記的變化，目前已經把硬件做出來，未來希望投入至醫學實驗，了解可以多早將疾病檢測出來。」