科幻小說鼻祖《科學怪人》講述以人造器官拼湊成新生命的故事，日本動漫《鋼之鍊金術師》則描述殘障少年憑「機械鎧」義肢克服殘障，突破重重難關......事實上，人造器官向來是人們夢寐以求的科學產物，因它不僅有助殘障者重過新生，更可能為人帶來「超能力」，成就不可能。香港科技大學學者范智勇深受科幻作品影響，研發出世界首隻具有3D視網膜的球狀仿生人造眼，同時模仿了人眼、八爪魚眼和鷹眼的不同結構和優點，部分功能更勝人眼，望十年內能在醫學應用，助視障者重見光明。 ■香港文匯報記者 姜嘉軒
「我喜歡睇科幻電影和小說，例如《未來戰士》，而我一直都在做光電傳感器工作，我認為當中最高級的就是眼睛，於是就想挑戰一下這個最高課題。」科大電子及計算機工程學系教授范智勇團隊花9年時間，今年終利用電化學研發出全球首款3D人造眼，並在頂尖期刊《自然》發表，廣受全球關注，其中包括仿照視網膜視覺細胞的排列模式，將光敏半導體納米線製成3D密堆積陣列，而整個眼球結構跟人眼相似，「部分功能更超越人眼，例如是感光器密度，比人眼視網膜高6倍到10倍左右，可以說跟鷹眼有點像，在很遠的地方都看得到。」
此外，人眼中視神經纖維是置於感光細胞之前，在神經匯合離開視網膜的接駁處構成「盲點」，團隊特別參照了八爪魚眼的結構，將金屬神經纖維置於感光器之後，為人造眼提供了全方位、無盲點的視野。
材料需生物兼容
范智勇笑言研究當初是以機械人為目標，「慢慢才發現更多人需要它來作義眼，所以亦希望可造福病人」，是故應用前景也該分為兩部分，醫學應用方面，原來世上只有兩家公司在做類似產品，「他們（視網膜假體）的像素密度比較低，大約在3毫米乘6毫米的面積上，他們只有60個像素點；我們則可在2毫米乘2毫米（面積），輕鬆集成上百個像素點。」
換言之，現有產品的成像質量都不高，「就是讓病人看到光點，好像晚上看到星空一樣......所以我們只要做得比它好一點點，已經很好了。」相比之下，安全性才是實現仿生眼醫學應用的最大難關，「因為我們的仿生眼還不完全是醫療裝置，我們要用生物兼容材料去取代金屬、半導體等現有材料......安裝和手術過程不能太複雜，風險不能高，還有排斥反應等，都需要花長時間研究」。
他分享團隊目前正開展老鼠實驗，預計動物實驗要做5年，「現在只是第一步，過兩年會嘗試將仿生視網膜直接放到老鼠眼睛裏，看看會否出現發炎等問題，測試生物兼容性」；最終期望是將仿生視網膜這項核心技術，十年內應用人體，「可以說是取代，又或是協助產生訊號，主要針對眼球本身OK，但因病變或年紀大而導致感光細胞出毛病的人。」
至於團隊為何製作出整顆球狀人造眼？「（人造眼球）全部做出來，是給機械人用的，」范智勇解釋，仿生眼的其中一項優勢在於廣角，「手機鏡頭的視角大約45度左右，人眼視角約150度，我們仿生眼已經做到101度，還可以提高。」將來，仿生眼還可望應用於手機、電腦鏡頭之上。
「造『人眼』的團隊少，競爭不大，但難度高，周期長；應用至機械這部分，畢竟是跟現有鏡頭競爭，對性能要求就會高很多」，但始終毋須顧慮生物兼容的安全性問題，范智勇表示也許三數年內就會有新技術誕生，而團隊目前正雙軌並行，希望兩個方向都能做出成績。