科幻电影里呈现的超人视力，例如以X光眼透视实物，又或是千里之外以肉眼窥探敌人的一举一动，这些超能力在现实中是否存在？ 

一支由香港科技大学（港科大）科学家领导的国际团队，近日研发出全球首款3D人造眼，其功能不单比现时的义眼优胜，于某些情况下甚至能够超越人眼，为视障患者、失明人士以至人型机械人获取视力带来新希望。

范智勇教授(右三)、顾磊磊博士(右二)及其他团队成员

当构想成熟时 

范教授回忆：「我叔叔是物理科老师，要求我每天问他一个问题。」天性好奇的他，自此练就出一种非凡能力，能够把属於不同範畴的概念联繫起来。他说：「将看似不相干的想法结合在一起，从中创造有用的新事物，是一种特殊技巧。」  

身为《星空奇遇记》、《智能叛变》等科幻电影的超级「粉丝」，他灵机一动，心中泛起为人形机器人和视障人士研发「超能眼睛」的念头。他说：「早在2016年，我已开始构思以纳米材料设计人造眼来模拟真人眼球。」  

2020年，他研发出全球首款三维人造眼，在科学界带来极大回响。相较现时仍使用二维平面感光器、影像质素欠佳的义眼，三维人造眼的功能明显较佳，有望帮助视障人士重见光明。  

范教授的研究团队与他的博士生顾磊磊博士合作进行实验，在人造半球形视网膜后面加装多束液态金属线，以模拟视觉神经线，并将之连接到纳米线感光器，成功在实验中複製传输视觉讯号，将三维人造眼所看见的影像投射到电脑荧幕。 

港科大研发的电化学仿生眼（EC-Eye）的结构

超越肉眼极限

由于其感光器密度较人类视网膜的感光细胞高出六至九倍，这款新发明的人造眼拥有更高解像度，或可以提供更清晰的视力。范教授说：「困难之处在於我们究竟可以把多少条金属线连接到人造视网膜。我们正努力增加金属线的数目。」  

这款人造眼亦有较广阔的可视光谱范围。肉眼能接收的波长只介乎380至700纳米，但人造眼却高至800纳米，接近红外线水平。这意味着，即使身处的环境漆黑一片，人造眼都能看见任何会散发热量的东西。

肉眼有盲点，但在范教授研发的人造眼上，感光器分布于整块人造视网膜，膜上每个感光器都可独立透过连接其后方的液态金属线将讯号传送至大脑，毋须经过视网膜的某一点，因而解决了盲点问题。  

现时，有关电子与神经线接合介面的研究已进行得如火如荼，科研人员期望这些纳米线视网膜最终可以让机器人拥有视力，或直接植入和连接视障病人的视觉神经。  

由于人造眼的表现可能远胜肉眼，有些人已提出在人体身上植入人造眼以提升视力的构想。范教授也有相同想法，但他认为植入手术存有风险，伴随而来的道德问题亦要作周详考虑。  

他说：「它跟Google眼镜不一样﹐因为人人都看得见实物；但如果你拥有超人般的视力，旁人根本没法分辨。那会带来很多麻烦，例如隐私问题。」  

团队示范电化学仿生眼的运作原理

比眼看见得更多 

在范教授的创新发明能真正惠及人们视力之前，不少工作仍有待完成。自相关研究於《自然》期刊发表，其团队已跟中国科学院的研究人员合作，寻找在动物身上进行人造视网膜生物相容性测试的方法。  

所谓「生物相容性」，是指物料如何与生物体互动；就人造眼的设计而言，这代表纳米线感光器需要直接连接至动物的神经线。在范教授的计划里，这是极其重要的里程碑，促使他计划投放未来五年的时间专注做好这项工作，之后才会把人类纳入测试对象。

现时，团队正与港科大机械及航空航天工程学系合作，希望使用崭新物料系统拓展人造眼的可视光谱范围。他说：「到目前为止，结果令人鼓舞，也使我们相信人造眼日后或会具备夜视能力。」  

除了帮助视障人士重拾视力，范教授预计现时因使用平面影像感光器而令成像范围狭窄的摄影机，未来或可采用半球形叁维影像感光器，藉此大幅扩阔拍摄范围。 

他说：「试想象它的用处！既可以是流动电话上的高阶照相机，也能用於机器人、无人机、自动车，甚至是执行航天任务的探测车。所有装置都会因配备视野广阔的摄影机而受惠。」 

范教授(右)及顾博士介绍电化学仿生眼如何操作

以大自然为师

更重要的是，范教授希望自己的研究能启发科学界多以大自然为师。 

他说：「从蓝天碧海到青山绿树，我们身边不少物事都是大自然的傑作，但却往往受到忽视。假如愿意多花时间细心观察身边事物，即使在鱼、猫、狗等身上，也有很多值得学习的道理。」  

「只要保持谦卑之心，就可从大自然得到无限灵感。」范教授说，正如他设计人造眼时，也曾受章鱼的视力启发一样。章鱼眼睛上的感光细胞远较脊椎动物多，意味在黑暗环境中，其视力亦较人类为佳。  

范教授对大自然的热爱，巧合地成为吸引他长期服务港科大的其中一个原因。他于加州大学柏克莱分校完成博士后研究不久，便在2010年加入港科大。除了因为大学优秀的国际排名，更因为校园一览无际的海景，促使他认定港科大是他扎根的地方。  

他说：「当我埋头思考和应付大量工作时，只要把视线离开电脑，抬头望望窗外美景，便会感到脑筋清明，再次充满力量。」  

在港科大任教11年，范教授说大学最让他赞叹的地方，就是为年轻学者提供良好的发展环境。这包括各类资助、一流实验室设备，以及同事和师生之间友善融洽的文化。现时，在办公室和实验室工作以外，范教授经常都到校园的临海足球场与同事和学生一起踢足球。  

他说：「近年学系增添不少新同事，他们开拓了新的研究领域，让学系得以持续革新。这是非常美妙的事，但无论怎样转变，学系里友善亲切的气氛不变，就像大家庭一样。」