ฮีโร่ในวัยเด็กของฉันจากปี 1970 คือชายหกล้านดอลลาร์ ด้วยดวงตาไบโอนิคที่เหนือชั้น เขาสามารถเอาชนะเหล่าวายร้ายได้อย่างง่ายดายในขณะที่พวกเขาสะดุดแผนการชั่วร้ายของพวกเขาโดยใช้การมองเห็นตามธรรมชาติที่จำกัดเท่านั้น ฉันระลึกถึงตัวละครในทีวีตัวนี้ทุกปีเมื่อฉันแสดงสไลด์แรกในหลักสูตร “ฟิสิกส์ของแสงและการมองเห็น” ให้กับนักศึกษาระดับปริญญาตรีในห้องเรียนที่เต็มไปด้วยนักศึกษา
ระดับปริญญาตรี
ซึ่งแสดงให้เห็นใบหน้าที่มีกล้องจ้องมองออกมาจากเบ้าตา จากนั้นฉันเชิญชวนให้นักเรียนอภิปรายข้อดีและข้อเสียของการมองเห็นเทียม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมาได้เปลี่ยนการถกเถียงนี้จากการคาดเดาอย่างดุเดือดของนิยายวิทยาศาสตร์ไปสู่การปฏิบัติจริง
ของข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ ประการหนึ่ง จำนวนโฟโตไดโอดที่จับแสงในกล้องดิจิทัลได้เพิ่มขึ้น โดยได้แรงหนุนจากการเติบโตแบบทวีคูณของ “พิกเซลต่อดอลลาร์” นอกจากนี้ ศัลยแพทย์ยังสามารถใส่ชิปอิเล็กทรอนิกส์เข้าไปในเรตินาได้แล้ว ความหวังที่ยิ่งใหญ่คือการฟื้นฟูการมองเห็น
โดยการเปลี่ยนแท่งและกรวยที่เสียหายด้วยเซลล์รับแสงเทียม และการทดลองทางคลินิกเพื่อแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้กำลังดำเนินการอยู่ ความคล้ายคลึงกันที่โดดเด่นระหว่างดวงตากับกล้องดิจิทัลช่วยสนับสนุนความพยายามนี้ ส่วนหน้าของทั้งสองระบบประกอบด้วยรูรับแสงที่ปรับได้ภายในเลนส์คอมพาวด์
และความก้าวหน้าทำให้ความคล้ายคลึงกันเหล่านี้เข้าใกล้มากขึ้นในแต่ละปี มันทำงานได้ทั้งสองวิธี ตัวอย่างเช่น ในแง่หนึ่ง เลนส์กล้องบางรุ่นในปัจจุบันมีดัชนีการหักเหของแสงในระดับที่คล้ายกับเลนส์ตา อีกด้านหนึ่ง เทคนิคการผ่าตัดด้วยเลเซอร์ที่เรียกว่าเลสิกจะขจัดความผิดปรกติออกจากพื้นผิวกระจกตา
ของดวงตา (ซึ่งทำหน้าที่เป็นเลนส์ชิ้นแรกในระบบเลนส์ผสมของดวงตา) เพื่อให้มีรูปร่างคล้ายที่พบในเลนส์กล้อง ในขณะเดียวกัน การมองอย่างรวดเร็วที่ด้านหลังของกล้องแสดงให้เห็นว่ามันเข้าใกล้เรตินาของดวงตามากขึ้นทั้งในแง่ของจำนวนตัวตรวจจับที่ไวต่อแสงและพื้นที่ที่พวกมันครอบครอง2 .
เมื่อเปรียบเทียบ
กันแล้ว เซ็นเซอร์ CMOS ที่ล้ำสมัยในปัจจุบันมีตัวรับแสง 16.6 ล้านตัวบนพื้นที่ 1,600 มม. 2 อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีที่ระบบการมองเห็นของมนุษย์และกล้อง “มองเห็น” ทั้งในโครงสร้างทางกายภาพของอุปกรณ์ตรวจจับและการเคลื่อนไหวที่ตามมา ตัวอย่างเช่น เซลล์ประสาท
ในตาที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลไฟฟ้าจากเซลล์รับแสงไปยังเส้นประสาทตามีโครงสร้างแตกแขนงเป็นเศษส่วน ในขณะที่กล้องใช้สายไฟที่ต่อเป็นเส้นตรงเรียบ และในขณะที่กล้องจับภาพขอบเขตการมองเห็นทั้งหมดด้วยรายละเอียดที่สม่ำเสมอ บันทึกข้อมูลในระดับเดียวกันที่กึ่งกลางภาพและที่ขอบ ดวงตามองเห็น
ได้ดีที่สุด
สิ่งที่อยู่ตรงหน้าและไม่ดีเท่าบริเวณรอบข้าง เพื่อให้สามารถทำเช่นนี้ได้ ตาจะเคลื่อนที่ไปรอบๆ ตลอดเวลา สำรวจสถานที่หนึ่งในช่วงเวลาหนึ่งสักครู่ก่อนที่จะเหลือบมองที่อื่นในรูปแบบการจ้องมองที่เป็นเศษส่วน ความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีกล้องและดวงตาของมนุษย์เกิดขึ้นเนื่องจาก
ในขณะที่กล้องใช้รูปทรงแบบยุคลิดที่วิศวกรชื่นชอบ ดวงตาใช้ประโยชน์จากรูปทรงเศษส่วนที่มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ เรขาคณิตแบบยุคลิดประกอบด้วยรูปทรงเรียบที่อธิบายด้วยขนาดจำนวนเต็มที่คุ้นเคย เช่น จุด เส้น และสี่เหลี่ยม รูปแบบที่ติดตามโดยการเดินสายและการเคลื่อนไหวของกล้องจะขึ้นอยู่
กับความเรียบง่ายของรูปทรงดังกล่าว โดยเฉพาะ เส้นหนึ่งมิติและจุดศูนย์มิติ ตามลำดับ แต่รูปแบบที่เทียบเท่ากันของดวงตากลับแสดงถึงความซับซ้อนของเรขาคณิตเศษส่วน ซึ่งวัดตามขนาดเศษส่วนอย่างที่เราจะเห็น สิ่งสำคัญคือเราต้องคำนึงถึงความละเอียดอ่อนเหล่านี้ของดวงตามนุษย์
เมื่อทำการปลูกถ่ายจอประสาทตา และทำความเข้าใจว่าเหตุใดเราจึงไม่สามารถรวมเอาเทคโนโลยีกล้องเข้ากับดวงตาโดยตรงได้ ที่น่าทึ่งคือการปลูกถ่ายตามการออกแบบกล้องเพียงอย่างเดียวอาจทำให้คนตาบอดมองเห็นได้ แต่พวกเขาอาจเห็นเพียงโลกที่ปราศจากความสวยงามที่ช่วยลดความเครียด
มากกว่าที่ตาเห็นทฤษฎีประสาทสัมผัสของมนุษย์ยุคแรกๆ ได้เน้นย้ำถึงคุณสมบัติเฉพาะบางประการของดวงตา “ตัวตรวจจับ” ที่เกี่ยวข้องกับการได้ยิน การได้กลิ่น การชิม และการสัมผัสล้วนเป็นแบบพาสซีฟ พวกเขารวบรวมข้อมูลที่มาถึงร่างกาย ตัวอย่างเช่น หูและจมูกรอให้คลื่นเสียงและอนุภาคในอากาศ
มาถึงก่อนที่จะตอบสนอง ด้วยเหตุนี้ นักปรัชญาชาวกรีกยุคแรกแห่งโรงเรียนนักปรมาณูจึงเสนอทฤษฎีการมองเห็นของมนุษย์แบบเฉื่อยชาโดยที่ดวงตารวบรวมและตรวจจับ “ไอโดลา” ซึ่งเป็นสารลึกลับที่วัตถุทั้งหมดหลั่งออกมาอย่างต่อเนื่อง น่าเสียดายที่แม้ว่าแนวคิดของไอโดลาจะเป็นทฤษฎีที่น่าสนใจ
สำหรับการมองเห็นของมนุษย์ แต่ก็ก่อให้เกิดปัญหาทางวิทยาศาสตร์มากมายในแง่ของโลกที่กำลังมองอยู่ ตัวอย่างเช่น สมมติว่าฉันได้รับไอโดลาจากเทือกเขาคาสเคดที่มองเห็นได้จากหน้าต่างสำนักงานของฉันในรัฐโอเรกอน ภูเขาจะไม่ทรุดโทรมลงหรือไม่ เนื่องจากพวกเขาต้องปล่อยไอโดลาให้เพียงพอ
สำหรับผู้คนอีกนับล้านที่มาชมน้ำตกในแต่ละวัน โชคดีที่ทฤษฎีทางแสงปรากฏขึ้นเพื่อช่วยนักอะตอมจากแบบจำลองที่ประดิษฐ์ขึ้นมากขึ้นเรื่อยๆ ของโลกวัตถุ และค่อยๆ ก้าวหน้าไปสู่ทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิตที่เราเพลิดเพลินอยู่ในปัจจุบัน แต่ถึงแม้ทฤษฎีทางแสงที่ดีที่สุดก็ยังประสบกับจุดอ่อน:
เนื่องจากรังสีของแสงกระเด็นออกจากใบหน้าของเพื่อน เหตุใดเราจึงมองไม่เห็นมันทันทีท่ามกลางฝูงชน แม้ว่าแสงนั้นจะอยู่ต่อหน้าต่อตาเราโดยตรงก็ตาม เราถูกบังคับให้สรุปว่าระบบการมองเห็นไม่ได้อยู่เฉยๆ แต่จำเป็นต้องตามล่าหาข้อมูลที่เราต้องการ การล่าสัตว์เป็นกลยุทธ์ที่จำเป็นสำหรับสายตา
แนะนำ 666slotclub / hob66
