哈佛大学利亚·布伦斯 金属(由硅制成)安装在透明、有弹性的聚合物薄膜上，没有任何电极
彩虹色是由金属中的大量纳米结构产生的
学分:艾伦·舍/哈佛·SEAS 受人眼的启发，哈佛大学的研究人员
鲍尔森工程和应用科学学院(SEAS)开发了一种适应性金属，本质上是一种扁平的电子控制假眼
自适应金属同时控制模糊图像的三个主要因素:聚焦、散光和图像偏移
这项研究发表在《科学进展》杂志上
“这项研究将人工肌肉技术的突破与金属技术相结合，创造了一种可调金属，可以像人眼一样实时改变焦点，”该论文的第一作者、艺术与科学研究生院的SEAS研究生艾伦·谢说
“我们更进一步，建立动态校正像差的能力，如散光和图像偏移，这是人眼无法自然做到的
" “这表明了嵌入式光学变焦和自动对焦在广泛应用中的可行性，包括手机摄像头、眼镜、虚拟和增强现实硬件，”罗伯特·卡帕索说
华莱士应用物理学教授和温顿·海斯SEAS电子工程高级研究员，该论文的高级作者
“它还展示了未来光学显微镜的可能性，这种显微镜完全电子化操作，可以同时校正许多像差
" 哈佛技术发展办公室已经保护了与该项目相关的知识产权，并正在探索商业化机会
为了制造假眼，研究人员首先需要扩大金属的比例
实际装置中，自适应金属(中心)由碳纳米管制成的嵌入式电极控制
学分:艾伦·舍/哈佛·SEAS 金属通过密集的纳米结构图案聚焦光线并消除球面像差，每个纳米结构小于一个波长的光
早期的金属大约只有一片闪光粉那么大
“因为纳米结构非常小，每个透镜中的信息密度非常高，”她说
“如果你从一个100微米大小的透镜变成一个厘米大小的透镜，你就将描述透镜所需的信息增加了10000个
每当我们试图放大镜头时，仅设计的文件大小就会膨胀到千兆字节甚至万亿字节
" 为了解决这个问题，研究人员开发了一种新的算法来缩小文件大小，使金属与目前用于制造集成电路的技术兼容
在最近发表在《光学快报》上的一篇论文中，研究人员展示了直径达厘米或更大的金属透镜的设计和制造
卡帕索说:“这项研究为半导体制造和透镜制造这两个行业的整合提供了可能性，因此，制造计算机芯片的相同技术将被用于制造基于亚表面的光学元件，如透镜。”
接下来，研究人员需要将大型金属附着在人造肌肉上，而不损害其聚焦光线的能力
在人眼中，晶状体被睫状肌包围，睫状肌拉伸或压缩晶状体，改变其形状以调节其焦距
卡帕索和他的团队与大卫·克拉克合作，他是SEAS的塔勒大家庭材料教授，也是电介质弹性体致动器(也称为人工肌肉)工程应用领域的先驱
研究人员选择了一种薄而透明的低损耗介电弹性体来附着在透镜上，这意味着光在材料中传播时几乎没有散射
要做到这一点，他们需要开发一个平台，将镜头转移并粘附到柔软的表面
自适应金属将光线聚焦到图像传感器上
电信号控制金属的形状，以产生所需的光学波前(以红色显示)，从而产生更好的图像
学分:艾伦·舍/哈佛·SEAS 克拉克说:“弹性体在几乎所有方面都与半导体不同，所以挑战在于如何将它们的属性结合起来，创造出一种新型的多功能器件，尤其是如何设计出一条制造路线。”
“作为一个在20世纪60年代中期从事第一台扫描电子显微镜工作的人，能够参与制造具有扫描电子显微镜功能的光学显微镜，比如实时像差控制，是一件令人兴奋的事情
" 弹性体通过施加电压来控制
当它伸展时，纳米柱在透镜表面上的位置会移动
金属可以通过控制支柱相对于其邻居的位置和结构的总位移来调节
研究人员还证明，该透镜可以同时聚焦，控制散光引起的像差，并执行图像移动
晶状体和肌肉只有30微米厚
“所有具有多个组件的光学系统——从相机到显微镜和望远镜——都有轻微的失调或机械应力，这取决于它们的制造方式和当前环境，这些都会导致少量的散光和其他像差，这些都可以通过自适应光学元件进行校正，”她说
“因为自适应金属是平的，你可以校正这些像差，并将不同的光学能力集成到一个控制平面上
" 接下来，研究人员的目标是进一步提高镜头的功能，并降低控制它所需的电压
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