Глазной компьютер — умные глазные линзы. Умные линзы для глаз Фотографирование без рук

«Умные» контактные линзы: что это такое?

В настоящее время на рынке офтальмологической продукции представлены контактные линзы для коррекции различных аномалий рефракции: близорукости, дальнозоркости, астигматизма, пресбиопии и пр. Данные оптические изделия действуют по тому же принципу, что и очки — преломляют свет и направляют его на сетчатку глаза. Это обеспечивает улучшение зрения и позволяет полноценно наслаждаться картиной мира. Некоторые модели средств контактной коррекции содержат в своей структуре красящий пигмент, который полностью или частично преображает натуральный цвет радужки. Однако этим уже никого не удивишь. Данная продукция ежедневно используется миллионами людей во всем мире.

Крупнейшие технологические корпорации обещают, что в ближайшем будущем случится настоящий прорыв в сфере средств контактной коррекции, который полностью перевернет привычное восприятие реальности.

В 2014 году компания Samsung запатентовала смарт-линзы, в которых человек сможет делать снимки и мгновенно отправлять их на экран смартфона, просто моргнув глазом. В этом же году корпорация Google предложила свою инновационную разработку — средства контактной коррекции, позволяющие измерять уровень глюкозы в крови и прочие жизненно важные показатели. Они предназначены для людей, больных сахарным диабетом, и тех, кто по каким-либо причинам вынужден уделять повышенное внимание своему здоровью. В 2020 году специалисты Google запатентовали еще одну концепцию — «умные» линзы из биосовместимого пластика, получающие питание от солнечной энергии. По задумке, такие оптические изделия позволят своему владельцу максимально быстро и просто получать информацию об окружающей среде: температуре воздуха, влажности, наличии аллергенов и пр. Идею по созданию «умных» контактных линз поддержала и компания Sony. Она запатентовала модель, способную не только делать фото, но и записывать, а также воспроизводить видео с помощью моргания.

Соревнования между крупнейшими гигантами в сфере производства инновационных линз обещают быть захватывающими.

В настоящее время достоверно неизвестно, когда эти фантастические устройства появятся на рынке и станут доступны потребителям. Однако можно с уверенностью предположить, что данные технологии будут реализованы, поскольку патентные заявки оформлены одними из самых крупных технологических компаний мира.

Какие «умные» линзы запатентованы?

• Модель от Samsung. Позволяет делать снимки и синхронизировать их со смартфоном с помощью моргания.
• «Умные» контактные линзы Google. Корпорация запатентовала сразу две модели: линзы с возможностью измерения глюкозы в крови, а также оптические изделия, работающие от солнечной энергии и предоставляющие информацию об окружающей среде.
• «Умные» контактные линзы от Sony. Модель, позволяющая записывать и воспроизводить видео с помощью моргания.

Кроме того, в 2020 году исследователи из швейцарского Государственного технологического института объявили, что активно работают над разработкой контактных линз с функцией оптического масштабирования (zoom). По их задумке, управление данными изделиями также будет осуществляться с помощью подмигивания.

Особенности очков с регулируемыми диоптриями

Традиционным способом коррекции зрения является ношение очков. Однако в связи с развитием технологий, они тоже серьезно преобразились.

Так, последней разработкой являются очки с регулируемыми диоптриями. Т.е. теперь появилась возможность мгновенно настроить величину оптической силы линзы. Иначе их называют адаптивными очками, которые являются универсальными средством для коррекции остроты зрения практически любого человека.

Людям с плохим зрением часто приходится сталкиваться с рядом проблем. Одной из таковых является ситуация, когда глаза человека видят по-разному. Для исправления этого дефекта приходится заказывать очки с разными диоптриями, но это не всегда представляется возможным и выходит значительно дороже.

К другой проблеме относятся неудобства, связанные с видимостью предметов на том или ином расстоянии. Например, в очках для лечения миопии хорошо видно дальние предметы, но они слишком сильны для чтения. Наоборот происходит при дальнозоркости. И, наконец, последнее – это ухудшение зрения, требующее замены линз на более сильные.

Решить все выше перечисленные проблемы способны универсальные очки с регулируемым фокусом, конструкция которых представляет собой достаточно простой механизм. В основе лежит принцип работы бинокля.

Конструктивные особенности

Главной особенностью является наличие двух изогнутых линз, прилегающих друг к другу. На каждом краю есть небольшое колесико для регулировки оптической силы, что позволит откорректировать изображение для глаз в отдельности.

При повороте колеса, линзы смещаются, что меняет диоптрию в границах от -6 до +3. Это позволит пользоваться подобным устройством людям и с близорукостью, и дальнозоркостью.

Существуют и другие модели адаптивных очков, где фокус меняется с помощью электрического импульса. Это электронные очки от emPower. Принцип действия: под воздействием тока изменяется жидкокристаллический слой линзы. Однако диапазон изменения диоптрии не превышает единицы.

Еще одной модификацией являются гидравлические очки Superfocus, где между двумя линзами находится специальная жидкость. У ближней к глазу линзы внутренняя поверхность гибкая. При изменении количества этой жидкости соответственно изменяется давление. А под действием последнего мягкая линза выгибается. Настраивать подобные очки можно в диапазоне от -4,5 до +3,5.

Как видно, наилучшим вариантом является использование парных линз в очках английской фирмы Adlens, которые к тому же имеют неплохой дизайн.

Преимущества и недостатки

К достоинствам относят:

1. Универсальность устройств, пользоваться которыми могут представители обоих полов с практически любой остротой зрения.
2. Настройка производится индивидуально для каждого глаза за несколько секунд.
3. Такие очки дают возможность реже посещать окулиста.
4. Особый механизм не вызывает перенапряжения зрительного аппарата, по сравнению с использованием бифокальных очков.
5. Используются при близорукости и дальнозоркости.
6. Способствуют не только коррекции, но и улучшению зрения.
7. Удобны и надежны в процессе эксплуатации.

Недостатки устройств:

1. Сравнительно высокая стоимость оригинальных очков Adlens (от 3 000 руб.).
2. В основном предназначены в качестве запасных, а не основных.
3. Противопоказаны при тяжелых психических отклонениях и заболеваниях органов зрения, требующих хирургического вмешательства.

Обязательно проконсультируйтесь с офтальмологом перед началом использования.

Очки с регулируемым фокусом отпускаются без рецепта. Однако приобретать их нужно у официальных дистрибьюторов, так как велик процент подделок.

В научно-исследовательской лаборатории Google[x]

воплотили в жизнь еще одно изобретение, которое приближает нас к киберпанковскому будущему. Это «умные» контактные линзы с интегрированной микросхемой. Предполагается, что в первую очередь носителями таких линз станут диабетики.

Микросхема способна замерять уровень сахара в слезе 1 раз в секунду. Электроника вклеена между двумя слоями мягкого материала. По диаметру проложена антенна, с помощью которой линза получает энергию и отправляет показания сенсора (смотреть их можно на смартфоне). Сейчас разработчики пытаются внедрить в микросхему маленький светодиод, который будет подавать сигнал в случае необходимости.

Сахарный диабет — распространенное заболевание, которым страдают более 5% населения планеты. Оно требует постоянного мониторинга уровня сахара в крови. Если тот падает ниже определенного значения, то возможны повреждения почек, сердца и глаз. Не говоря уже о побочных эффектах, как потеря контроля над автомобилем на большой скорости или потеря сознания на улице.

Контактные линзы

— самый удобный способ замерять уровень сахара. Если их нет, то приходится постоянно сдавать кровь или носить подкожный сенсор, что, наверное, не слишком приятно. Сенсор глюкозы в крови — только начало. В будущем можно создавать более продвинутые контактные линзы с микросхемами различной функциональности и проектором изображения на сетчатку.

Google LLC / USPTO, 2018

Компания Google подала заявку на патент, описывающий оптическую систему для очков дополненной реальности, позволяющую проецировать изображение в глаз прямо из линзы очков, а не из дополнительной призмы или другого элемента.

В отличие от устройств виртуальной реальности, очки и шлемы дополненной реальности позволяют пользователю видеть реальный мир вокруг и лишь накладывают на него синтетическое изображение. Поскольку такое наложение — это достаточно сложная с технической точки зрения задача, пока эти устройства стоят гораздо больше шлемов виртуальной реальности, а инженеры за последние годы предложили множество различных конструкций для их оптической системы. К примеру, они по-разному решают проблему использования вместе с очками дополненной реальности очков для компенсации нарушений зрения. Инженеры Intel в своем прототипе очков использовали лазерный проектор, установленный в дужке очков, и проецирующий изображение напрямую на сетчатку глаза. А Google в своих очках использовала для проекции отдельный полупрозрачный блок, располагаемый перед обычными очками.

В своей патентной заявке инженеры из Google описали новую конструкцию, позволяющую разместить оптическую систему для проекции изображения в глаз непосредственно в линзе корректирующих или других очков. Линза в такой схеме состоит из двух совмещаемых частей, в одной из которых располагается световод, идущий от края линзы к центру. С края к торцу световода примыкает проекционная система, состоящая из небольшого экрана и призмы.

Схема прохождения лучей от экрана к глазу

Google LLC / USPTO, 2018

Попадая в световод, лучи от экрана проходят к центру линзы, а именно к области, в которой она граничит со второй частью линзы. На этой границе разработчики предлагают размещать массив из отражательных элементов, которые могут быть выполнены из металла или полупрозрачного материала. Поскольку между отражательными элементами будет оставаться свободное пространство, массив будет полупрозрачным и не будет сильно мешать обзору.

Две совмещаемые половины линзы

Наконец-то свершилось! Компания Google сделала очередной шаг на пути к полноценной реализации своей инновационной разработки – «умных» контактных линз! Совсем недавно был выдан патент на линзы от Google, заявка на который подавалась еще… в 2012 году. А вы разве не слышали о таких линзах? Тогда присаживайтесь поудобнее, я с удовольствием о них расскажу.

Начнем с того, что в далеком 2012-м компания анонсировала совместную с фармацевтической корпорацией Novartis разработку – специальные линзы для людей, которые больны сахарным диабетом. Планировалось оснастить новинку миниатюрным сенсором и передатчиком, чтобы постоянно следить за уровнем глюкозы. Посмотрим, что было дальше.

«Умные» контактные линзы Google: обзор возможностей

• Смарт-линзы для людей с сахарным диабетом

В 2014 году корпорация Google выпустила инновационный девайс — очки Google Glass, работающие на базе операционной системы Android. Управление устройством осуществлялось с помощью голосовых команд. Такой гаджет позволял делать фото, записывать видео, осуществлять поиск информации в сети и пр. В этом же году компания представила свой инновационный проект по созданию смарт-линз для людей, страдающих от сахарного диабета. Такие оптические изделия смогут непрерывно производить измерения уровня глюкозы в крови с помощью ежесекундного анализа состава слезной жидкости. Полученная информация будет передаваться на внешнее устройство (смартфон, планшет, компьютер).

Планируется, что революционные линзы от Google будут изготовлены из биосовместимого материала, поэтому смогут использоваться людьми с высокой чувствительностью роговицы.

На поверхности разместят маленький сенсор, антенну и чип, отвечающий за работу программного обеспечения. Также в структуру линз будет включен световой индикатор для оповещения пользователя о слишком низком или высоком уровне сахара в крови. Планируется, что подзарядка таких устройств будет осуществляться по радиоканалу от внешнего устройства. Таким же образом Google линзы смогут передавать данные на внешние девайсы.

• Смарт-линзы, работающие от солнечной энергии

В 2020 году корпорация Google запатентовала еще одно футуристическое устройство — контактные линзы, снабженные фото-детектором, который аккумулирует солнечный свет, а затем преобразует его в энергию. По задумке, такие оптические изделия будут встраиваться непосредственно в ткани глаза и составлять с ним единое целое.

Такое устройство позволит человеку получать комплексную информацию об окружающей среде, включая температуру воздуха, атмосферное давление, наличие различных опасных веществ, в том числе аллергенов, и пр. Также девайс позволит непрерывно собирать и передавать данные о температуре тела человека и уровне алкоголя в крови. Кроме того, сообщается о наличии сканера на поверхности линз, который предоставит возможность сбора данных о любом объекте, который находится в поле зрения человека. Одной из сфер применения этой функции станет сканирование штрих-кодов. В патенте упоминается о возможности идентификации пользователя с помощью смарт линз. Таким образом, человеку больше не придется носить с собой паспорт или водительские права, чтобы пройти аутентификацию при совершении покупки, пересечении границы и пр. Представители Google отмечают, что испытывают некоторые трудности в реализации данного проекта, поскольку в настоящее время еще нет настолько миниатюрных солнечных панелей для размещения в линзах.

Функции запатентованных смарт-линз от Google:

• Измерение уровня сахара в крови;
• Измерение температуры тела человека и уровня алкоголя в крови;
• Сбор информации об окружающей среде: температура воздуха, атмосферное давление, наличие аллергенов и прочих опасных веществ;
• Возможность идентификации пользователя;
• Возможность сбора данных о любом объекте, который находится в поле зрения человека (включая сканирование штрих-кодов);
• Синхронизация данных с внешними устройствами (смартфон, планшет, компьютер).

Несколько слов об актуальности проблемы

Сахарный диабет считается одной из самых распространенных болезней, более 5% всего населения (!) планеты страдают от этого недуга. Такие люди вынуждены все время контролировать уровень сахара в крови, а иначе последствия могут быть самыми плачевными.

Важно! Главной трудностью является постоянное изменение уровня глюкозы, из-за чего приходится повторять систематические анализы, преимущественно инвазивные. Это, согласитесь, крайне неудобно, поэтому люди используют глюкометр не так часто, как нужно. И контактные линзы Гугл должны решить эту проблему.

«Умные» линзы ежесекундно измеряют уровень сахара в крови

«Умные» контактные линзы от Samsung: обзор запатентованной модели

В 2014 году, практически одновременно с Google, компания Samsung подала патентную заявку по разработке своих революционных смарт-линз. По мнению экспертов, этот южнокорейский технологический гигант намерен создать оптические изделия для решения тех задач, с которыми не справились знаменитые очки конкурента Google Glass.

В патенте упоминается, что такие оптические изделия будут снабжены миниатюрным компьютерным чипом и камерой, что позволит делать снимки без голосового ввода, просто моргнув глазом.

Также в конструкции устройства предусмотрят антенну для отправки изображений на мобильное устройство с целью хранения и просмотра. Кроме того, такая «умная» линза сможет отображать текстовую и графическую информацию из интернета в поле зрения пользователя — так, как это осуществляется в системах дополненной реальности, например, в фильме «Миссия невыполнима» с Томом Крузом. Разработчики Samsung утверждают, что данные оптические изделия будут особенно полезны пожилым людям с ослабевшей памятью, так как позволят интерактивно получать данные об окружающих предметах и лучше ориентироваться в пространстве.

Функции запатентованных смарт-линз от Samsung:

• Возможность делать снимки без голосового ввода, просто моргнув глазом;
• Синхронизация с мобильными устройствами (для обмена данными);
• Вывод текстовой и графической информации из интернета об окружающих предметах непосредственно в поле зрения пользователя.