To, co se zdálo být vyhrazeno pouze komiksům, se začíná objevovat i v laboratořích. Mezinárodní skupina výzkumníků pod vedením Chengchanga Fu představila v článku publikovaném v časopise Nature experimentální brýle schopné přeměnit infračervené záření na světlo, které naše oči dokážou vnímat.
Toto mimořádně tenké zařízení je založeno na kvantových tečkách – polovodičových nanostrukturách – a umožňuje uživateli pozorovat část infračerveného spektra pouze pomocí vlastní sítnice.
Superhrdinové jako Superman nebo Silver Surfer vždy disponovali schopností rozeznávat formy světla, které jsou pro ostatní smrtelníky zcela neviditelné, včetně infračerveného pásma elektromagnetického spektra. To, co po celá desetiletí představovalo pouhou komiksovou fantazii, nyní dělá nesmělý, ale reálný krok směrem k aplikované vědě.
Abychom pochopili, proč je tento pokrok tak významný, je třeba si připomenout zásadní omezení naší biologie. Pokud si elektromagnetické spektrum představíme jako obrovskou knihovnu, lidské oči jsou schopny číst pouze svazky z jedné jediné, velmi úzké police. Zbytek fondu – prostor až 2 500krát větší – je zapsán ve vlnových délkách, na jejichž dešifrování nás evoluce nikdy nepřipravila.
Jaký je důvod této selektivní slepoty? Světlo se skládá z fotonů, malých balíčků energie. Infračervené fotony přenášejí menší množství energie, než kolik potřebují světlocitlivé pigmenty sítnice k aktivaci. Odborníci to přirovnávají k pokusu o rozeznění zvonku úderem perem: kontakt sice existuje, ale chybí síla potřebná k tomu, aby mechanismus fungoval. V průběhu stovek milionů let se náš zrakový systém specializoval na úzké spektrum, ve kterém Slunce svítí nejintenzivněji a kde zemská atmosféra světlo nejlépe propouští. Infračervené záření tu bylo vždy; našim smyslům však prostě chyběl „jazyk“ k jeho interpretaci.
Fuův tým se nesnažil modifikovat lidské oko, ale sestrojit optický převodník. Mechanismus funguje v sekvenci, která trvá jen zlomek sekundy: když infračervený foton dopadne na povrch brýlí, vrstva kvantových teček jej absorbuje a přemění na elektrický signál. Tento signál okamžitě stimuluje nepatrnou organickou světelnou diodu, známou jako OLED, která vyprodukuje nový foton, který se již nachází ve viditelném spektru. Oko nikdy nezaznamená původní infračervené záření; to, co přijímá, je okamžitý překlad, který mozek zpracovává jako jakýkoli jiný obraz. Zjednodušeně řečeno, nezměnily se oči, ale jazyk, kterým s nimi světlo komunikuje.
Je třeba upřesnit, že toto zařízení nefunguje jako termokamery, které používají hasiči nebo záchranné týmy. Tyto brýle zachycují blízké a krátkovlnné infračervené záření, což je oblast spektra, která se nachází těsně vedle viditelného světla a která je bohatá na informace odrážené od objektů, nikoli na tělesné teplo. Navíc na rozdíl od konvenčních kamer – které zaznamenávají obraz pomocí snímače a poté jej zobrazují na displeji – zde není žádný displej. Viditelné světlo z okolí prochází čočkami, zatímco systém v reálném čase překrývá data pocházející z infračerveného záření. Uživatel i nadále sleduje reálný svět, obohacený o další vrstvu informací, které mu dříve nebyly dostupné.
Jedním z nejvýznamnějších technických úspěchů tohoto výzkumu je schopnost systému přiřadit každé infračervené vlnové délce odlišnou viditelnou barvu, namísto redukce všech těchto informací na jediný odstín. Tento rozdíl lze přirovnat k tomu, jako by se všechny jazyky světa překládaly jedním jediným slovem, nebo naopak k zachování nuancí vlastních každému z nich. Tato úroveň barevné věrnosti představuje značný technologický skok.
Výzkumníci poukazují na to, že potenciální aplikace sahají od navigace za podmínek omezené viditelnosti přes záchranné operace až po rozšířenou realitu a pomoc osobám s určitými druhy zrakového postižení. Možná však nejvýznamnější přínos této práce je koncepční: po staletí lidstvo konstruovalo dalekohledy, mikroskopy, radioteleskopy a termokamery, tedy přístroje, které viděly za nás. Tato studie představuje změnu paradigmatu tím, že navrhuje, že namísto přenechání vnímání vnějším zařízením můžeme přímo rozšířit své vlastní smysly.