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Data documento:31-07-2017
Looking to the future through the first autonomous artificial iris
Guardare al futuro attraverso la prima iride artificiale autonoma
The science of photonics continues to impact many areas of our lives from telecommunications to information processing, but the EU-funded PHOTOTUNE project recently highlighted its potential for medical applications, and the next generation of robotics.
La scienza della fotonica continua ad avere un impatto su molte aree delle nostre vite, dalle telecomunicazioni all’elaborazione delle informazioni, ma il progetto PHOTOTUNE finanziato dall’UE ha recentemente evidenziato il suo potenziale per le applicazioni medicali e la robotica di prossima generazione.
Researchers from the PHOTOTUNE project recently published a study in the Advanced Materials journal, which announced the creation of an artificial iris which can react to light much as a human eye does.
I ricercatori del progetto PHOTOTUNE hanno recentemente pubblicato uno studio nella rivista Advanced Materials, che annunciava la creazione di un’iride artificiale in grado di reagire alla luce proprio come fa un occhio umano.
The study harnessed so-called photoalignment technology (also used in some contemporary mobile phone displays) in conjunction with light-sensitive liquid crystal elastomers (LCEs or networks of polymer chains) to manufacture the iris.
Lo studio ha sfruttato la cosiddetta tecnologia di fotoallineamento (anche usata in alcuni schermi dei telefoni cellulari di oggi) insieme a elastomeri liquido-cristallini fotosensibili (LCE o reti di catene polimeriche) per fabbricare l’iride.
What makes the invention stand out is its ability to function more autonomously than previous efforts, as it does not rely on external light detection systems or power sources.
Quello che fa spiccare questa invenzione è la sua capacità di funzionare in modo più autonomo rispetto ai tentativi precedenti, dato che non dipende da fonti di energia o sistemi di rilevamento della luce esterni.
The head of the research group, Associate Professor Arri Priimägi elucidates:
Il capo del gruppo di ricerca, il professore associato Arri Priimägi chiarisce:
>>> ‘An autonomous iris that can independently adjust its shape and the size of its aperture in response to the amount of incoming light is a new innovation in the field of light deformable materials.’
“Un’iride autonoma che può adattare in modo indipendente la sua forma e le dimensioni della sua apertura in risposta alla quantità di luce in arrivo è un’innovazione del settore dei materiali deformabili con la luce.”
Exploring potential biomedical applications
Esplorare le potenziali applicazioni biomediche
The iris is a tissue in the eye which controls the amount of light that is let into the eye through alteration of the eye’s pupil size.
L’iride è un tessuto nell’occhio che controlla la quantità di luce che viene fatta entrare nell’occhio mediante la modifica delle dimensioni della pupilla.
Ensuring that the eye’s retina receives the right amount of light is key to enabling vision with any degree of high quality and definition.
Il fatto di garantire che la retina dell’occhio riceva la giusta quantità di luce è fondamentale per rendere possibile la vista con una qualunque grado di buona qualità e definizione.
As Associate Professor Priimägi describes the new technology, ‘The artificial iris looks a little bit like a contact lens and its centre opens and closes according to the amount of light that hits it.’
Come il professore associato Priimägi descrive la nuova tecnologia, “L’iride artificiale assomiglia un po’ a una lente a contatto e il suo centro si apre e si chiude in base alla quantità di luce che la colpisce.”
The same process is harnessed by camera technology.
Lo stesso procedimento è sfruttato dalla tecnologia della macchina fotografica.
However, cameras rely on a process that uses light detection systems to adjust the amount of incoming light, which then reaches the image sensors in digital cameras and film in analogue versions, so producing high-quality pictures.
Tuttavia, le macchine fotografiche dipendono da un procedimento che utilizza sistemi di rilevamento della luce per regolare la quantità di luce in ingresso, che poi raggiunge i sensori dell’immagine nelle fotocamere digitali e la pellicola nelle versioni analogiche, producendo così delle fotografie di alta qualità.
The most obvious medical application of the technology is for the treatment of iris defects, but the researchers acknowledge that much work still lies ahead to fine-tune the technology before it is ready to be rolled out.
L’applicazione medica più ovvia della tecnologia è nel trattamento dei difetti all’iride, ma i ricercatori riconoscono che rimane da fare ancora molto lavoro per mettere a punto la tecnologia prima che sia pronta per essere lanciata.
As Associate Professor Priimägi further explains, ‘Our next goal is to make the iris function also in aqueous environments.
Come spiega ulteriormente il professore associato Priimägi, “Il nostro prossimo obiettivo è quello di far funzionare l’iride anche in ambienti acquosi.
Another important goal will be to increase the sensitivity of the device in order to make it react to smaller changes in the amount of incoming light.
Un altro obiettivo importante sarà quello di aumentare la sensibilità del dispositivo in modo da farlo reagire a cambiamenti più piccoli nella quantità di luce in ingresso.
These developments will be the next steps towards possible biomedical applications.’
Questi sviluppi saranno i prossimi passi da fare verso delle possibili applicazioni biomedicali.”
Photonics helping to herald the age of ‘soft robots’
La fotonica aiuta ad annunciare l’era dei “robot soffici”
More broadly, the PHOTOTUNE (Tunable Photonic Structures via Photomechanical Actuation) project was set up to develop a range of functional and stimuli-responsive materials based on polymers and liquid crystals, with particular focus on light-controllable systems.
Più in generale, il progetto PHOTOTUNE (Tunable Photonic Structures via Photomechanical Actuation) è stato creato per sviluppare una gamma di materiali funzionali e reattivi agli stimoli basati su polimeri e cristalli liquidi, con un’attenzione particolare ai sistemi controllabili con la luce.
A specific area of interest for the researchers is the exploration of potential applications for so-called ‘soft robotics’.
Un’area specifica di interesse per i ricercatori è l’esplorazione delle potenziali applicazioni per la cosiddetta “robotica soffice”.
Earlier this year the team published a study in the Nature Communications journal about their advances in developing a light-activated polymer gripper.
All’inizio di quest’anno il team ha pubblicato uno studio nella rivista Nature Communications sui loro progressi nello sviluppo di una pinza polimerica attivata dalla luce.
They have likened the functioning of this device to that of a Venus flytrap plant as PHOTOTUNE, using their light-driven technology to achieve what they call ‘feedback-type actuation’.
Essi hanno paragonato il funzionamento di questo dispositivo a quello di una pianta venere acchiappamosche, dato che PHOTOTUNE usa la loro tecnologia guidata dalla luce per ottenere quello che chiamano “attivazione del tipo a feedback”.
This enabled the device to display autonomous object recognition, including the ability to make selections from amongst those objects based on pre-determined characteristics.
Questo ha consentito al dispositivo di mostrare un riconoscimento autonomo degli oggetti, inclusa la capacità di effettuare delle scelte tra gli oggetti in base a caratteristiche prestabilite.
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CORDIS project webpage
Pagina web del progetto su CORDIS
Source: Based on project information and media reports
Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto e segnalazioni dei media