الرؤية الحاسوبية
تعتبر الشبكية طبقة رقيقة من الخلايا العصبية تتوضع على الجدار الخلفي داخل العين , بعض هذه الخلايا يستقبل الضوء , بينما بعضها الآخر يترجم هذه المعلومات ويرسلها إلى الدماغ عبر العصب البصري ومن خلال هذه المراحل نتمكن من رؤية الأمور.
في الشبكية المتضررة أوالتي لا تعمل بشكل طبيعي , تتوقف المستقبلات الضوئية عن العمل مما يسبب العمى , وحسب الإحصائيات يوجد أكثر منعشرة ملايين إنسان في العالم فقدوا الإبصار بسبب أمراض معينة أصابت شبكياتهم .وهؤلاء الأشخاص لديهم أمل باستعادة الإبصار , حيث طورت مجموعة من الفهماء رقاقات سيلكونية silicon microchips تساعد في الحصول على ما يسمى بالإبصار الصناعي artificial vision .
كيف تعمل الشبكية؟
حتى نفهم كيف من الممكن أن يتم الإبصار الصناعي علينا أولاً حتى نفهم كيف من الممكن أن تعمل الشبكية السليمة لتؤمن لنا الإبصار الطبيعي، وفيما يلي شرح مبسط عن آلية الإبصار:
- يدخل الضوء المتناثر عن الجسم المنظور إلى القرنية . - يسقط هذا الضوء على الشبكية retina . - ترسل الشبكية المعلومات إلى الدماغ عبر العصب البصري . - يترجم الدماغ هذه المعلومات .
تحوي الشبكية كما نفهم عدة أنماط من الخلايا : - العصيات Rods - المخاريط Cones - تجمعات لخلايا عصبية Ganglion Cells
يوجد داخل الشبكية حوالي 125 مليون خلية من العصيات والمخاريط تعمل عمل مستقبلات ضوئية , وقد يكون عدد العصيات أكثر من المخاريط حيث حتى جميع مخروط واحد يقابل 18 عصية . تتأثر العصيات بالضوء المنخفض وتعطي صوراً غير ملونة , بينما تعطي المخاريط صوراً ملونة وتعطي تفاصيل الأجسام المنظورة , فهي التي تكسبنا القدرة على رؤية الأجسام بشكل مشروح ودقيق كما تساعدنا على القراءة الواضحة . تستقبل هذه العصيات والمخاريط الإشارات الضوئية وتنقلها إلى كتل الخلايا العصبية المجاورة في الشبكية , حيث تقوم هذه الخلايا بترجمة وتفسير interpret الإشارات الضوئية وترسلها إلى الدماغ عبر العصب البصري . تصاب هذه الخلايا بالكثير من الأمراض التي قد تسبب العمى , من أبرز هذه الأمراض : retinitis pigmentosa : هوسقم يصيب الشبكية يؤدي إلى تشكل صباغ أسود يسبب فساد وضعف متزايد تدريجياً في الشبكية . age-related macular degeneration : فساد اللطخة الصفراء نتيجة تقدم العمر .
هذان السقمان يصيبان الشبكية , ويضعفان تدريجياً من فعالية العصيات والمخاريط ويسببان فقدان الرؤية المحيطية peripheral vision , أوعمى كلي total blindness . وبما حتى المتضرر الرئيسي من هذه الأمراض هي العصيات والمخاريط , فهذا يعني أنه إذا استطاع الفهماء تطوير عصيات ومخاريط صناعية عوضاً عن المتضررة فلن يفقد المريض الرؤية , وستقوم هذه العصيات والمخاريط الصناعية بنقل الإشارات الضوئية عبر الخلايا العصبية والعصب البصري إلى الدماغ لتتم ترجمتها وتفسيرها .
لكن....
كيف يتم الحصول على الإبصار الصناعي ؟
أشار الدكتور Mark Humayun عام 1988 إلى حتى الشخص الأعمى قادر على رؤية أضواء عن طريق إثارة كتل الخلايا العصبية nerve ganglia خلف الشبكية بواسطة تيار كهربائي . حيث تبرهن هذه التجربة حتى الخلايا العصبية خلف الشبكية تظل فعالة حتى في حالة فساد الشبكية , وعلى أساس المعلومات السابقة بدأ الفهماء بتطوير أداة تمكن من تفسير الصور والنبضات الكهربائية مما يساعد على استعادة الرؤية .
وقريباً ستصبح هذه الأداة متوفرة لملايين الأشخاص الذين فقدوا الرؤية بسبب أمراض متعلقة بالشبكية retinal disease . في الحقيقة تم تطوير رقاقتين سليكونيتين وتم تجربة احداهما على ثلاثة أشخاص مصابين بالعمى , وتعتمد هاتين الرقاقتين على المبادىء التالية : - حتى تكون الرقاقة السليكونية صغيرة كفاية لتغرس داخل العين . - مزودة بمصدر متواصل للطاقة . - متوافقة حيوياً Biocompatible مع النسج المحيطة بها داخل العين .
تم تطوير الشبكية السليكونية الصناعية artificial silicon retina (ASR) من قبل شركة Optobionics , وهي تعبير عن أداة رقيقة للغاية , سطحها أصغر من سطح ممحاة قلم رصاص , فقطرها حوالي 2mm , وسماكتها أقل من سماكة شعرة الإنسان , وهذا ما يمكن الطبيب من زراعتها بسهولة دون حتى يسبب ضرراً لباقي النسج داخل العين . تم زراعة الشبكية الصناعية لأول مرة في عين إنسان فقد الرؤية بسبب سقم retinitis pigmentosa وذلك من قبل الأطباء في جامعة الينويز University of Illinois ضمن مركز شيكاغوالطبي Chicago Medical Center .
ولكن قبل زراعة هذه الشبكية الصناعية تم الحصول على موافقة منظمة الغذاء والدواء الأمريكية FDA التي أكدت على حتى هذه الشبكية متوافقة حيوياً مع النسج المحيطة داخل العين , كما أنها صالحة للبقاء لفترة طويلة للغاية داخل العين . يحتاج الأطباء بعد إجراء العملية إلى عدة شهور لفهم نتائج هذه العملية ويعتقد الأطباء حتى المريض سيكون قادراً على رؤية الأمور باللونين الأبيض والأسود فقط وبدون تفاصيل واضحة . تحوي الشبكية السليكونية الصناعية ASR حوالي 3500 خلية شمسية ميكروسكوبية قادرة على تحويل الضوء إلى نبضات كهربائية لتقوم بدور مشابه لدور العصيات والمخاريط . لغرس هذه الشبكية ضمن العين يقوم الجراحون بصنع عدة شقوق صغيرة في المنطقة البيضاء للعين وتتم إزالة الكتلة الهلامية داخل العين واستبدالها بمحلول ملحي saline , ثم تثبت الشبكية الصناعية بين الطبقتين الداخلية والخارجية للشبكية كما يوضح الشكل.
انظر أيضا
- شبكية العين الاصطناعية
- AI effect
- Applications of artificial intelligence
- Machine vision glossary
- Space mapping
- Teknomo-Fernandez Algorithm
- Visual system
- Visual perception
- Vision science
Lists
- List of computer vision topics
- List of emerging technologies
- Outline of artificial intelligence
الهامش
وصلات خارجية
- USC Iris computer vision conference list
- Computer vision papers on the web A complete list of papers of the most relevant computer vision conferences.
- Computer Vision Online News, source code, datasets and job offers related to computer vision.
- Keith Price's Annotated Computer Vision Bibliography
- CVonline Bob Fisher's Compendium of Computer Vision.
- British Machine Vision Association Supporting computer vision research within the UK via the BMVC and MIUA conferences, Annals of the BMVA (open-source journal), BMVA Summer School and one-day meetings
نطقب:Computer vision footer نطقب:Mixed reality
