ในบรรดาความรู้สึกทั้งหมดที่สิ่งมีชีวิตมีวิสัยทัศน์อาจจะหลากหลายที่สุดในอาณาจักรสัตว์ทั้งหมด หลายล้านปีวิวัฒนาการได้ผลิตระบบการมองเห็นสัตว์ที่แตกต่างกันมากกว่าสิบระบบแต่ละระบบปรับให้เหมาะกับความต้องการของเจ้าของ
นักวิทยาศาสตร์ที่มองหาธรรมชาติเมื่อออกแบบเลนส์สังเคราะห์จึงมีให้เลือกมากมาย จากนกไปจนถึงแมลงปลาวาฬไปจนถึงปลาหมึกนักวิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากทุกมุมของอาณาจักรสัตว์เมื่อออกแบบดวงตาเทียม
ในวารสารฉบับวันนี้ศาสตร์ลุคลีนักวิศวกรรมชีวภาพจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ทบทวนความก้าวหน้าและความเป็นไปได้
ดวงตาสองประเภทที่พบมากที่สุดที่พบในธรรมชาติคือดวงตาและดวงตาแบบผสมของกล้อง
ดวงตาประเภทกล้อง
ดวงตาของมนุษย์เป็นตัวอย่างของดวงตาประเภทกล้องซึ่งใช้เลนส์เดี่ยวเพื่อโฟกัสภาพลงบนเยื่อหุ้มเซลล์ที่ไวต่อแสงด้านในของลูกตาที่เรียกว่าเรตินา ดวงตาประเภทกล้องอื่น ๆ มีอยู่ในธรรมชาติเช่นกันและบางส่วนก็มีความสามารถในการทำกลอุบายที่เรียบร้อยซึ่งดวงตาของเราไม่สามารถทำได้
ยกตัวอย่างเช่นนกมีกล้ามเนื้อพิเศษในดวงตาของพวกเขาที่อนุญาตให้พวกเขาเปลี่ยนความหนาของเลนส์และเปลี่ยนรูปร่างของกระจกตาของพวกเขาอย่างแข็งขัน ปลาวาฬมีไฮดรอลิกส์พิเศษในสายตาของพวกเขาที่ปล่อยให้พวกเขาย้ายเลนส์ของพวกเขาใกล้หรือไกลออกไปจากเรติน่าของพวกเขา ระบบที่ไม่เหมือนใครนี้ช่วยให้ปลาวาฬสามารถมองเห็นได้ดีทั้งในและนอกน้ำและเพื่อชดเชยความดันที่เพิ่มขึ้นที่พวกเขาได้รับเมื่อพวกเขาดำน้ำ
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะรู้มานานว่าแต่ละองค์ประกอบของดวงตาประเภทกล้องทำงานได้อย่างไร
นักวิทยาศาสตร์กำลังคืบหน้ามากขึ้นด้วยดวงตาประเภทอื่น ๆ ที่พบในธรรมชาติ: ตาผสม
ตาผสม
ชนิดที่พบในแมลงและสัตว์ขาปล้องตาผสมประกอบด้วยเลนส์แต่ละตัว ตัวอย่างเช่นในแมลงปอเช่นดวงตาผสมเดียวสามารถมีได้มากถึง 10,000
ดวงตาผสมบางส่วนประมวลผลภาพในแบบคู่ขนานโดยแต่ละเลนส์ส่งสัญญาณของตัวเองไปยังแมลงหรือสมองของอาร์โทรพอด สิ่งนี้ช่วยให้การตรวจจับการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและการจดจำภาพซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งว่าทำไมแมลงวันจึงยากที่จะ SWAT
เทคโนโลยี micromachining ใหม่ช่วยให้นักวิจัยสามารถผลิตดวงตาผสมเล็ก ๆ ที่เลียนแบบที่พบในแมลง นักวิจัยยังสามารถจัดการเลนส์แต่ละตัวรอบ ๆ โดมซึ่งอาจใช้ในวันหนึ่งเพื่อใช้ในอุปกรณ์ที่สามารถมองเห็นได้ใน 360 องศา
ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังตรวจสอบระบบการมองเห็นของธรรมชาติในระดับโมเลกุลเพื่อดูว่าพวกเขาสามารถเข้าใจได้ว่าสัตว์มีปัญหาด้านวิศวกรรมที่สำคัญอย่างไร
ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์อินฟราเรดในปัจจุบันสามารถมองเห็นได้มากกว่าดวงตาของมนุษย์ แต่พวกเขาต้องการระบบทำความเย็นที่ซับซ้อนในการทำงาน อย่างใดแมลงได้พัฒนาดวงตาอินฟราเรดโดยไม่จำเป็นต้องใช้ระบบดังกล่าว
