Argus：讓盲人重見光明的穿戴式設備

新浪科技訊 北京時間8月8日上午消息，經過了20多年的研究后，美國Second Sight公司的Argus設備終於通過了FDA(食品和藥品管理局)的認證。它通過在人眼內植入一個電極網格，然后配合一副特製的“墨鏡”，便可讓部分失明人士重新看到物體的形狀和色彩。

重見光明

迪恩·勞埃德(Dean Lloyd)二十多歲就逐漸開始喪失視力了，那還是1960年代早期，他當時正在學醫。醫生診斷他患上了烏謝爾綜合征(Usher Syndrome)，說他會在幾個月內失明、失聰，痴呆症也將隨之而來。

“我的情況不妙。”勞埃德笑回憶起這段往事。

結果，勞埃德得了另外一種病。他患有先天性色素視網膜炎，這種疾病會逐漸吞噬他的視網膜，特別是感光細胞。一旦這些細胞死去，眼睛就無法傳遞和解碼外界的光線，導致失明。

勞埃德的病症惡化得很緩慢。雖然他夜間視力不佳，但起初並沒有其他視力障礙。他轉到斯坦福做起了生物化學研究，然后又當了軟件工程師。當他的視力惡化到看電腦屏幕上的代碼都很困難時——他說，視力受損的程序員當年可沒有助手——他決定試試法學院。在兩個讀機的幫助下，勞埃德通過了考試，並在1982年開始了法律生涯。那時，他的視力已經非常有限。

1989年，他終於徹底失明。

“17年來，我的世界一片漆黑。”他說，“直到2007年，我有了Argus。”

Argus是希臘神話裏百眼巨人的名字，他可以看到所有方向的事物。這其實是一款可穿戴電腦，能幫助盲人以極低的分辨率看到各種邊界。我們大約8年前第一次報導了這種設備，它當時還在測試。現在，它終於獲得美國FDA的認證，可以在美國用在與勞埃德狀況類似的病人身上。這款設備很快就將在幾家醫療中心銷售，包括加州大學舊金山分校。

Argus並非真正意義上的“盲人的眼睛”——病人無法像正常人一樣看東西。不過，他們可以看到黑白邊界和對比點，通過訓練，便可利用這些人工數據來進行視覺引導。這種方式可以提供足夠的視覺信息，幫助病人實現一定程度的獨立，使之安全地穿過街道，或者在陌生的房間裏走動。

“你必須重新學習看東西，但使用這種設備的人以前都曾看見過東西。”勞埃德說，“當你經歷過這些不幸后，你的腦海里依然保留之前看到的各種東西的圖像。所以，你可以自己創造圖像，與記憶進行匹配。很多人在思考這種設備時並沒有想到這一點。”

工作原理

這款設備通過一系列硬件實現了這一功能。Argus的核心是由60個微型電極組成的網格，需要植入病人的視網膜內。病人還要戴一副太陽鏡，裏面配有一個視頻攝像頭和一個德州儀器的DSP(數字信號處理器)。晶片將攝像頭捕捉到的光轉變成腦電活動信號，然后將信號無線傳輸到與電極網格相連的接收器。這些電極其實就是微型玻璃針，可以模擬視網膜的神經細胞，然后將信號傳輸到負責處理視覺信息的大腦區域。通過這一刺激，便可讓人感受到視覺。由於視神經必須完好，所以如果神經受到破壞，或是因為其他原因失明，便無法使用這種設備。

這種設備大約經過了20年的研究和臨床實驗，而且在很大程度上受益於消費電子行業的創新。例如，Argus的出品方加州Second Sight公司的羅伯特·格林伯格(Robert Greenberg)博士表示，這款品使用的微型攝像頭與手機攝像頭很相似。攝像頭捕捉到的圖像之后會由DSP晶片處理，這種元件同樣在消費電子品中十分常見。

盡管Argus是醫療行業中首款同類品，但它所使用的零部件卻算不上尖端。DSP晶片使用至今已經10年。要讓FDA批准一款醫療設備需要經過漫長而繁瑣的程序，而且只會批准具體的設備。所以，哪怕有一點改動，FDA都需要重新評估。醫療領域不是消費市場，新設備不可能在幾個月內開發出原型品並推向市場。目前，Second Sight正考慮將Argus升級為ARM處理器，或是新的DSP晶片，但這種改動有可能需要經過數年的測試與審批。

[NT:PAGE=$]“由於需要展開大量測試，所以我們使用的計算機技術並不是最新的尖端技術。”格林伯格說。

為了加速開發流程，Second Sight將把注意力轉向軟件。該公司正在開發名為Acuboost的軟件平台，這樣便可向升級電腦作業系統一樣升級之前生的Argus品。這一點十分重要，因為Argus是一款植入設備，需要對眼部進行很有破壞的外科手術才能完成安裝，所以不可能像換手機、平板電腦或增強現實眼鏡的電子元件那樣更換它的電極。因此，軟件升級對新老病人都有好處。

改進方向

該公司目前正在開發各種算法來提升分辨率、圖像聚焦和縮放能力。他們最新的軟件還能自動進行光線調節，甚至識別色。

Second Sight的科學家目前已經可以在實驗室中，通過向植入視網膜的每個電極發送不同的刺激信號來感知多種色。當Argus的攝像頭捕捉到紅色或綠色時，便可通過腦電活動的不同形態進行編碼，然后發送到病人眼內的電極上，從而創造出色彩。團隊正在通過測試了解調整頻率或每個刺激之間的延遲是否對生彩色“視覺”有影響。由於每個病人都各不相同，所以他們還必須優化算法，以判斷每個人的色表——也就是哪種刺激可以讓具體的病人看到哪種色。

這一新的研究方向來自已經佩戴Argus的病人提供的反饋，他們有的報告說看到了色。由於這些病人體內探測色的細胞已經死去，所以Second Sight的科學家原本沒有預料到這種情況。

“這才引發了我們的調查。”南加州大學的馬克·胡莫雲(Mark Humayun)博士說，這位眼科醫師兼生物醫學工程師正是Argus的發明人。這些新的色識別算法目前還不完善，但Argus團隊希望能夠盡快推出。

與此同時，研究人員還在繼續研究，以期了解人工視覺機制如何將其搜集的信息傳送給大腦。

“很困難，”胡莫雲說，“這並不是我們看東西的常規方式，但功能卻一樣。”(鼎宏)

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