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Une innovation d'imagerie visuelle inspirée de l'oeil humain

Un système d'imagerie inspiré de l’œil humain : pour améliorer les systèmes d’imagerie optique, des chercheurs se sont inspirés de l’œil humain en recourant à une lentille souple baignant dans un liquide imitant l’iris. Le dispositif reste à perfectionner, mais présente malgré tout un fort potentiel.

L'œil est un organe complexe qu'il est encore difficile d’imiter. Mais des chercheurs s'y sont risqués, et présentent des premiers résultats prometteurs. 
Alors que les lentilles se miniaturisent et que les capacités des systèmes d’imagerie optique se perfectionnent, les coûts grimpent et les évolutions abordables semblent de plus en plus limitées. Les chercheurs essaient de trouver une parade en explorant d’autres pistes.

C’est le cas par exemple de Hans Zappe, et de ses collègues allemands de l’Université de Fribourg. Au lieu de persister dans les systèmes de lentilles solides, comme on le fait depuis l’époque des premières lunettes astronomiques, ils ont imaginé un dispositif composé d’une lentille souple. Comme l’œil humain. Ils détaillent le fonctionnement de leur prototype dans la revue Optics Letters.

Un œil mécanique

D’abord, comprenons comment fonctionne l’œil humain. Dispensons-nous de la communication nerveuse complexe entre l’œil et le cerveau, aboutissant à une interprétation des données qu’on ne maîtrise pas parfaitement. Notre organe de la vision se compose de muscles qui contractent ou relâchent une lentille souple, de manière à modifier la distance focale, à savoir celle qui sépare la lentille du point vers lequel convergent tous les rayons. L’iris sert à contrôler la quantité de lumière qui passe à travers l’œil, en s’ouvrant et en se refermant, comme le diaphragme d’un appareil photo.

Le dispositif utilisé est constitué d'un composant inspiré de l'iris de l'Homme, que l'on peut voir à l'image. L'ensemble du système était plus gros et mesurait 3 cm de diamètre et 5 cm de long.
Photo © Gisela and Erwin Sick Chair of Micro-optics

En s’inspirant de ces propriétés biologiques, les auteurs ont développé un dispositif composé d’une lentille en silicone, équipée de petits moteurs capables d’ajuster le foyer, exactement comme l’œil. Disposé devant, une chambre remplie de deux liquides. L’un d’eux est translucide, et entouré du second, huileux, opaque et de même densité, de telle sorte qu’ils gardent toujours la même position l’un par rapport à l’autre.

Ils appliquent un courant électrique et pratiquent ce qu’on appelle un électromouillage, de manière à changer les propriétés physiques des liquides. Ainsi, ils peuvent jouer sur la surface occupée par le fluide sombre et mimer l’ouverture ou la fermeture de l’iris.

Une nouvelle technique d’imagerie pour diagnostiquer les maladies

La qualité de l’image a été testée. Les auteurs précisent que le mélange de la lentille et des liquides permet de compenser les défauts que l’on aurait observés avec les deux composants pris individuellement. Le concept fonctionne donc bien.

Mais il reste à améliorer, car on est encore loin des résolutions atteintes avec les systèmes actuels les plus perfectionnés. Les scientifiques précisent vouloir améliorer leur dispositif pour, à l’avenir, créer un système qui surclasse ce qui existe. Leur idée ? Dépister des maladies ou la présence de substances dangereuses à l'aide de microscopes surpuissants.

©Janlou Chaput / Futura Sciences.com - Oct. 2013