超級視力不再是科幻情節
科幻電影裡呈現的超人視力，例如以X光眼透視實物，又或是千里之外以肉眼窺探敵人的一舉一動，這些超能力在現實中是否存在？
年幼時，科大電子及計算機工程學系的范智勇教授也許有過相同的疑問。他在中國陝西省一個純樸小鎮長大，孩提時代已充滿好奇，經常向家人和老師提出各種稀奇古怪的問題，從物理、化學到占星學，範圍廣泛。上幼稚園時，他更曾自製逾百艘太空船和車輛模型，小小年紀就已具備工程師的設計及創造精神。
當構想成熟時
范教授回憶：「我叔叔是物理科老師，要求我每天問他一個問題。」天性好奇的他，自此練就出一種非凡能力，能夠把屬於不同範疇的概念聯繫起來。他說：「將看似不相干的想法結合在一起，從中創造有用的新事物，是一種特殊技巧。」
身為《星空奇遇記》、《智能叛變》等科幻電影的超級「粉絲」，他靈機一動，心中泛起為人形機器人和視障人士研發「超能眼睛」的念頭。他說：「早在2016年，我已開始構思以納米材料設計人造眼來模擬真人眼球。」
2020年，他研發出全球首款三維人造眼，在科學界帶來極大迴響。相較現時仍使用二維平面感光器、影像質素欠佳的義眼，三維人造眼的功能明顯較佳，有望幫助視障人士重見光明。
范教授的研究團隊與他的博士生顧磊磊博士合作進行實驗，在人造半球形視網膜後面加裝多束液態金屬線，以模擬視覺神經線，並將之連接到納米線感光器，成功在實驗中複製傳輸視覺訊號，將三維人造眼所看見的影像投射到電腦熒幕。
超越肉眼極限
由於其感光器密度較人類視網膜的感光細胞高出六至九倍，這款新發明的人造眼擁有更高解像度，或可以提供更清晰的視力。范教授說：「困難之處在於我們究竟可以把多少條金屬線連接到人造視網膜。我們正努力增加金屬線的數目。」
這款人造眼亦有較廣闊的可視光譜範圍。肉眼能接收的波長只介乎380至700納米，但人造眼卻高至800納米，接近紅外線水平。這意味著，即使身處的環境漆黑一片，人造眼都能看見任何會散發熱量的東西。
肉眼有盲點，但在范教授研發的人造眼上，感光器分佈於整塊人造視網膜，膜上每個感光器都可獨立透過連接其後方的液態金屬線將訊號傳送至大腦，毋須經過視網膜的某一點，因而解決了盲點問題。
現時，有關電子與神經線接合介面的研究已進行得如火如荼，科研人員期望這些納米線視網膜最終可以讓機器人擁有視力，或直接植入和連接視障病人的視覺神經。
由於人造眼的表現可能遠勝肉眼，有些人已提出在人體身上植入人造眼以提升視力的構想。范教授也有相同想法，但他認為植入手術存有風險，伴隨而來的道德問題亦要作周詳考慮。
他說：「它跟Google眼鏡不一樣﹐因為人人都看得見實物；但如果你擁有超人般的視力，旁人根本沒法分辨。那會帶來很多麻煩，例如隱私問題。」
比眼看見得更多
在范教授的創新發明能真正惠及人們視力之前，不少工作仍有待完成。自相關研究於《自然》期刊發表，其團隊已跟中國科學院的研究人員合作，尋找在動物身上進行人造視網膜生物相容性測試的方法。
所謂「生物相容性」，是指物料如何與生物體互動；就人造眼的設計而言，這代表納米線感光器需要直接連接至動物的神經線。在范教授的計劃裡，這是極其重要的里程碑，促使他計劃投放未來五年的時間專注做好這項工作，之後才會把人類納入測試對象。
現時，團隊正與科大機械及航空航天工程學系合作，希望使用嶄新物料系統拓展人造眼的可視光譜範圍。他說：「到目前為止，結果令人鼓舞，也使我們相信人造眼日後或會具備夜視能力。」
除了幫助視障人士重拾視力，范教授預計現時因使用平面影像感光器而令成像範圍狹窄的攝影機，未來或可採用半球形三維影像感光器，藉此大幅擴闊拍攝範圍。
他說：「試想像它的用處！既可以是流動電話上的高階照相機，也能用於機器人、無人機、自動車，甚至是執行航天任務的探測車。所有裝置都會因配備視野廣闊的攝影機而受惠。」
以大自然為師
更重要的是，范教授希望自己的研究能啟發科學界多以大自然為師。
他說：「從藍天碧海到青山綠樹，我們身邊不少物事都是大自然的傑作，但卻往往受到忽視。假如願意多花時間細心觀察身邊事物，即使在魚、貓、狗等身上，也有很多值得學習的道理。」
「只要抱持謙卑之心，就可從大自然得到無限靈感。」范教授說，正如他設計人造眼時，也曾受章魚的視力啟發一樣。章魚眼睛上的感光細胞遠較脊椎動物多，意味在黑暗環境中，其視力亦較人類為佳。
范教授對大自然的熱愛，巧合地成為吸引他長期服務科大的其中一個原因。他於加州大學柏克萊分校完成博士後研究不久，便在2010年加入科大。除了因為大學優秀的國際排名，更因為校園一覽無際的海景，促使他認定科大是他扎根的地方。
他說：「當我埋頭思考和應付大量工作時，只要把視線離開電腦，抬頭望望窗外美景，便會感到腦筋清明，再次充滿力量。」
在科大任教11年，范教授說大學最讓他讚嘆的地方，就是為年輕學者提供良好的發展環境。這包括各類資助、一流實驗室設備，以及同事和師生之間友善融洽的文化。現時，在辦公室和實驗室工作以外，范教授經常都到校園的臨海足球場與同事和學生一起踢足球。
他說：「近年學系增添不少新同事，他們開拓了新的研究領域，讓學系得以持續革新。這是非常美妙的事，但無論怎樣轉變，學系裡友善親切的氣氛不變，就像大家庭一樣。」
