Умные линзы – в буквальном смысле. Умные линзы улучшают зрение, позволяют видеть в темноте и заменяют любые гаджеты

Содержание

Умные электронные контактные линзы

МультифокальныеУсовершенствованные оптические средства разрабатываются с 2000-х годов.

Некоторые компании уже запустили массовое производство умной оптической техники.

Они оснащены специальным электронным устройством, не мешающим пациентам, не искажающим зрение.

Разработка

В 2014 году разрабатывать умные контактные линзы начали одновременно две компании — южнокорейская компания Samsung и Google совместно с фармацевтической компанией Novartis.

Запатентованное изделие Samsung включает компьютерный чип и камеру, позволяющие делать фотографии морганием. Умные линзы от Google больше имеют медицинскую направленность. Патент зарегистрирован 13 октября.

Изначально они разрабатывались для контролирования уровня сахара при сахарном диабете. Однако согласно патентной заявки УЛ будут следить за температурой, уровнем алкоголя, сканировать штрих коды и выполнять множество других вещей.

Изделие прозрачного цвета, не мешает пользователю, если совпадают индексы преломления.

Производством умной оптики занимается швейцарская микротезнологическая компания Sensimed. Направление — диагностика глаукомы.

Измерение уровня глюкозы

УЛ анализируют состав слез человека каждую секунду, сообщая носителю об уровне сахара. Инновация дает возможность избежать резких скачков сахара, гипергликемии или гипогликемии.

Изобретение помогает больным сахарным диабетом следить за своим здоровьем. Планируется вмонтировать маленький светодиод, который будет загораться при критическом уровне глюкозы.

Диагностика глаукомы

С помощью умного устройства офтальмологи смогут быстро распознавать наличие глаукомы. Диагностировать патологию можно будет на ранней стадии и таким образом предотвращать ухудшение зрения и слепоту.

Чтение

Умные линзы автоматически настраивают фокусировку. Google совместно с фармацевтической компанией Novartis разработала устройство, позволяющее читать, смотреть вдаль или вблизи.

При этом форма оптического изделия будет меняться в зависимости от того, куда смотрит человек.

Воспроизведение информации

Такие прототипы воспроизводят информацию, поступающую с внешних источников. Умные линзы упростят работу диспетчеров в аэропортах, которым приходится смотреть на несколько мониторов одновременно, в результате чего внимание рассеивается.

Проверка личности

Контактные линзы для коррекции дальнозоркостиВ документе, свидетельствующем о праве изобретателя на его изобретение, о контактных средствах с солнечными батареями говорится, что в будущем можно будет выполнять анализ глазного яблока носителя с помощью оптического сигнала, которые передается при получении запроса на проверку личности.

Такие средства полезны для правоохранительных органов и продавцов магазинов алкогольных напитков. Линзы буду устанавливать личность человека с одного взгляда.

Фотографирование без рук

Линзы могут фотографировать без применения рук. Снимок делается, когда пользователь моргает глазами.

Он отправляется на беспроводное устройство (телефон, планшет или компьютер), после чего человек сохраняет его самостоятельно. Рабочего прототипа компания Samsung еще не представила.

Массовое производство умных линз

Первые испытания УЛ приведены в 2016 году. Производитель не дает точных сведений о массовом производстве умных изделий, поскольку их создание линз представляет собой сложный технический процесс.

Проект был объявлен, как долгосрочный, заявили разработчики. Первые испытания завершены. Google и фармацевтическая компания Novartisу планируют совершенствовать прототип. Они поставили перед собой цель выпустить контактные смарт-линзы в 2019-2020 году, это намного раньше того срока, о котором разработчики говорили ранее.

По словам Хименса — директора компании Новартис — изделие будет стоить около 4500$ за год. Устройство будет предлагаться в аренду/лизинг вместо обычной покупки.

Компания Sensimed запустила массовое производство линза в 2011 году. Стоимость — 8 000 евро.

Смарт-линзы от Samsung еще не скоро будут в массовом производстве. Производитель не предоставляет информацию о возможной стоимости и сроках окончания разработки.

Полезное видео

Контактные линзы для коррекции дальнозоркости

Плохое зрение значительно ухудшает качество жизни, лишает возможности видеть мир таким, каким он есть. Не говоря о прогрессировании патологий и полной слепоте.

МНТК «Микрохирургии глаза» опубликовал статью о безоперационном восстановлении зрения до 90%, это стало возможно благодаря…

Читать полностью

Рейтинг автора

Написано статей

Была ли статья полезной?
Оцените материал по пятибальной шкале!

Если у вас остались вопросы или вы хотите поделиться своим мнением, опытом — напишите комментарий ниже.

Что еще почитать

Показана контактная линза, способная увлажнять глаз

Для людей с проблемами зрения выбор всегда поставлен лишь между очками и линзами. Очки видно, отчего часто страдает эстетика, линзы скрыты, но наносят вред глазам. Ношение любых контактных материалов на зрачках рано или поздно вызывает «синдром сухого глаза», уменьшается частота моргания, увеличивается испарение влаги. В результате могут возникнуть раны роговицы, воспаление и дискомфорт.

Представлена «умная» контактная линза, увлажняющая глаз Представлена «умная» контактная линза, увлажняющая глаз

Под руководством профессора Мацухико Нисизавы команда из японского Университета Тохоку приступила к разработке линз, которые решает эту проблему. Прототип устройства поддерживает слой слезной жидкости между собой и глазом с помощью явления, известного как «электроосмотический поток». К естественному слезному резервуару под нижним веком подается ток, происходит контакт с гидрогелем, из которого изготовлена линза. Этот мягкий ненавязчивый процесс и вытягивает жидкость из слезных каналов, побуждая их работать. Как результат, глаз увлажняется.

До сих пор ученые успешно приводили линзу в действие с помощью встроенных магниево-кислородных и ферментативных фруктозо-кислородных «биобатареек». Теперь они изучают возможность беспроводного питания будущей версии устройства. Новые умные линзы будут заряжаться удаленно по той же схеме, как гаджеты от док-станций.

«Это первая демонстрация того, как процесс электроосмотического потока в мягкой контактной линзе может держать линзу влажной», — говорит Нисидзава. «В будущем есть возможности для расширения этой технологии для других применений, таких как доставка лекарств».

Ещё больше по темам

Умные контактные линзы Mojo Vision станут невидимым смартфоном

Умные контактные линзы, которые обеспечивают ночное видение, а также являются приватным, сверхсекретным интерфейсом для вашей цифровой жизни, могут появиться в продаже, если у стартапа Mojo Vision получится реализовать свой проект. Компания разработала ранние прототипы и миниатюрную технологию отображения, которая, как она обещает, будет обеспечивать все — от вашего календаря до срочных сообщений поверх видимого вам мира.

6.jpg

Над задачей добавления «суперспособностей» в человеческое зрение Mojo Vision работает последние пять лет. Линза Mojo имеет крошечный экран, который, по словам компании, является микродисплеем с самой высокой плотностью пикселей в мире, и сопровождающую его микроэлектронику, позволяющую разместить все необходимое для отображения дополненной реальности в одной контактной линзе.

Цель проекта — экран, который может видеть только пользователь, и который использует отслеживание глаз для своего интерфейса. В обычной ситуации, вы видите мир вокруг себя через прозрачную линзу. Однако, если взглянуть в сторону, появится множество значков; вы можете выбрать один из них одним только взглядом.

8.jpg

Таким образом, вы можете вызывать своевременную информацию, такую как расписание, сообщения, оповещения, список дел или указания. Mojo говорит, что его программное обеспечение также определит контекст, так что ваше поле зрение не будет заполнено ненужными данными. Это называется Invisible Computing, способ «оставаться на связи с нашим миром, окружением и коммуникациями, и все это без отвлечения внимания устройством».

Установить все, что нужно для умного дисплея с отслеживанием глаз в контактную линзу, — непростая задача. В современных демоверсиях Mojo Vision фактически используются гарнитуры виртуальной реальности, а не настоящие контактные линзы. Ранние версии продукта, скорее всего, будут просто скромным процессором и дисплеем, а такие функции, как отслеживание глаз и многое другое, появятся в последующих версиях.

7.jpg

В отличие от AR-очков, скажем Google Glass и других носимых дисплеев, умные контактные линзы должны пройти одобрение Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Управление присвоило устройству статус «Breakthrough Device Designation», который позволит ускорить его вывод на рынок.

В настоящее время стартап работает над тем, чтобы батарея устройства работала около суток, а затем заряжалась в компактном корпусе. Конечно, вам придется заниматься очисткой линз, как если бы вы использовали одноразовую пару обычных контактных линз. Сам дисплей имеет размер всего 0,48 мм, но обещает колоссальную плотность пикселей 14 000 ppi.

Пройдет еще несколько лет, прежде чем линзы Mojo будут готовы выйти на рынок. Компания заявляет, что теперь, когда она получила инвестиции от HP Tech Ventures, LG и Motorola Solutions, можно приступить к финальной версии линз и получению разрешений.

Умные линзы: что собой представляют, преимущества

Продуктом современных цифровых технологий стали умные линзы, которые начали применяться в лечение глазных заболеваний. С начала 2000-х годов мировые ведущие электротехнические фирмы стали разрабатывать усовершенствованные оптические средства, оснащенные специальными электронными устройствами. Главным недостатком новых изделий оказалось то, что их неудобно носить, они искажали зрение и ломались.

Что собой представляют?

Разработанные путем применения современных цифровых, умные контактные линзы обеспечивают выполнение дополнительных функций, которые несвойственны человеческому глазу. Так, при помощи кибернетических хрусталиков возможно производить запись, хранение и воспроизведение изображений. Другой тип изделий предполагает замену глазного хрусталика кибернетической линзой, которая, кроме функции фото- и видеокамеры, помогает излечить астигматизм, близорукость, дальнозоркость.

Для защиты органы зрения от воздействия естественного и антропогенного УФ- излучения созданы умные линзы со встроенным фильтром.

Линзы состоят из гибких проводов, сенсорных датчиков и антенны.

Разработаны устройства для улучшения зрения, оснащенные электронными сенсорами для измерения уровня глюкозы в крови для больных диабетом. Оптические изделия для глаз комфортны в ношении. Элементы электроники связаны между собой гибкими проводами, которые находятся внутри эластичного материала, служащего защитой глаза от поломки линз. Устройство работает от антенны, изготовленной из специального нановолокна. Источник питания является слабым звеном умных линз, поскольку антенну можно устанавливать в строго определенных местах. Сенсоры оснащены специальной LED-лампой, которая включается в случае повышения уровня глюкозы в крови.

Вернуться к оглавлению

Преимущества электронных контактных линз

Современный вид цифровых устройств предоставляет такие возможности:

  • комфортность ношения;
  • легкость одевания;
  • нормальная аэрация глаз;
  • защита органа зрения от УФ-излучения;
  • контроль уровень глюкозы в крови;
  • функция фото- и видеокамеры;
  • простое управление с помощью моргания.

Ожидается, что медицинские цифровые офтальмологические устройства будут внедрены в практику лечения глазных и сопутствующих заболеваний на протяжении последующих пяти лет. Нет данных о разработке и возможной стоимость подобных изделий. Известно, что патент на «киберглаз» получили компании Sony, Samsung и Google.

Умную контакнтую линзу со светодиодом сделали автономной и испытали на человеке

Jihun Park et al. / Science Advances, 2019

Корейские инженеры создали контактную линзу со светодиодом, работающую автономно благодаря ионистору, заряжаемому беспроводным методом. Они успешно протестировали линзу на манекене, кролике и человеке. Разработанную конструкцию можно использовать для создания умных линз с различными датчиками, рассказывают авторы статьи в Science Advances.

Известно, что уровень веществ в крови коррелирует с таковым в слезе. Из-за этого ученые давно работают над системами, неинвазивно измеряющими уровень глюкозы в крови через анализ слезы. Например, в 2014 году Google анонсировала разработку умной контактной линзы с датчиком глюкозы, который помог бы больным диабетом отслеживать свое состояние без необходимости прокалывать палец для анализа крови. Однако до сих пор ни одна компания не производит такие линзы, потому что ученые столкнулись с множеством технологических преград при разработке умных линз.

В прошлом году группа корейских инженеров создала один из наиболее совершенных прототипов умных линз. Тогда им удалось совместить в линзе датчик глюкозы, светодиод для отображения уровня вещества в слезе и антенну для беспроводного питания. Однако на практике линзу с такой конструкцией использовать невозможно, потому что контур для беспроводного питания должен располагаться на расстоянии примерно в сантиметр от нее. Теперь инженеры под руководством Чан Ун Пака (Jang-Ung Park) из Университета Ёнсе создали новую версию умной контактной линзы, оборудовав ее ионистором для работы без источника питания.

Линза состоит из двух прозрачных слоев силиконового эластомера, между которыми расположена электроника: светодиод, питающий его ионитстор и антенна для зарядки ионистора, а также соединенный с ней выпрямитель тока. Главное нововведение в этом прототипе — ионистор для автономной работы. Он состоит из металлических хромо-золотых круговых электродов, на которые с помощью печати наносят углеродные электроды на основе нанотрубок и связующих компонентов, а также твердотельный полимерный элеткролит.

Схема умной контактной линзы

Jihun Park et al. / Science Advances, 2019

Поскольку в этой работе инженеры сконцентрировались на источнике питания, они не включили в прототип датчик глюкозы. Вместо этого после зарядки линза просто включает светодиод и работает до момента разрядки. Для зарядки к линзе необходимо поднести индукционную катушку с переменным током. Во время экспериментов инженеры держали катушку возле линзы в глазу манекена на протяжении 45 секунд, после чего светодиод в линзе работал в течение одной минуты.

Поскольку во время эксперимента линза не нагревалась до температуры выше 23 градусов Цельсия, авторы решили проверить ее на кролике, а затем и на человеке. Во время эксперимента испытуемый не почувствовал каких-либо негативных эффектов, например, высокой температуры линзы.

Создание полноценной умной линзы для больных диабетом также становится ближе благодаря другим разработкам. Например, в 2016 году группа американских и китайских ученых создала прозрачный датчик глюкозы. Он работает на основе прозрачного полевого транзистора, свойства которого меняются при изменении концентрации глюкозы.

Григорий Копиев


Будущее: «умные» контактные линзы

На протяжении последнего десятилетия ученые разрабатывают «умные линзы». Сферы применения у них могут быть самые разные, так же как и у «умных очков» Google — «дополненная реальность», навигация, быстрый доступ к информации и компьютерные игры.

Но в отличие от очков «умные линзы» открывают еще и массу возможностей для медицины. Благодаря тому, что они находятся практически внутри организма, встроенный в них компьютер мог бы решать важные для здоровья задачи.

Измерение уровня глюкозы при диабете

В середине января научное подразделение интернет-гиганта Google — Google[x] — представило «умные» контактные линзы для больных сахарным диабетом. Эти приспособления измеряют уровень глюкозы по слезе при помощи крошечного беспроводного чипа и миниатюрного сенсора.

Пока что создан только прототип «умной линзы». Если же их удастся запустить в массовое производство, то они могли бы облегчить жизнь миллионам больных диабетом: при таком заболевании необходимо по несколько раз в день брать кровь из пальца, чтобы померить уровень сахара.

Диагностика глаукомы

Первую в мире разработку по встраиванию микрокомпьютера в контактную линзу представили в 2008 году калифорнийские исследователи. Им удалось создать «плату» из серебра изогнутой формы, которая могла работать как датчик давления. Соответственно, такая линза могла бы диагностировать глаукому, поскольку это заболевание выражается в повышенном внутриглазном давлении. Причем диагностику можно проводить на самой ранней стадии и таким образом предотвращать ухудшение зрения и слепоту.

В 2010 году швейцарская микротехнологическая компания Sensimed представила контактные линзы с сенсором для диагностики глаукомы под брендом Triggerfish. В 2011 году она получила разрешение для массовой продажи продукта в Евросоюзе.

Но действительно массовым это устройство назвать нельзя. Во-первых, оно очень дорогое. Полный комплект в розничной продаже стоит почти 8 000 евро. Во-вторых, оно очень громоздкое и не подходит для ежедневного использования. Комплект включает в себя сами линзы; антенну для получения данных с сенсора, которая приклеивается при помощи специального материала цвета кожи вокруг глаза; портативный приемник, который крепится на тело пациента и кабель, который передает информацию с антенны на приемник. Через Bluetooth показатели можно скачать на компьютер.

Создатели Triggerfish уже три года ждут разрешение на продажу устройства в США.

Защита глаз от яркого света

В 2012 году бельгийские ученые создали крошечный изогнутый ЖК-дисплей, который может быть встроен в контактную линзу и полностью повторять ее форму. 

В первой линзе-дисплее был всего один пиксель, на котором ученые изобразили знак доллара. Но вместо него можно использовать затемнение, которое позволит защитить от яркого света глаза, а особенно поврежденную сетчатку или радужную оболочку.

Вместо того, чтобы каждый раз снимать и надевать солнцезащитные очки, владельцы таких линз смогут включать и выключать режим затемнения. Это может происходить автоматически при помощи встроенного датчика освещенности.

Технические трудности

Пока что все это — только разработки, которым еще предстоит пройти большой путь до массового использования. Ученые сталкиваются с массой трудностей при попытке создания линз со встроенным компьютером, которые при этом не были бы вредны для глаза.

Во-первых, сложно сделать дисплей или микросхему изогнутой: это либо портит качество дисплея, либо делает линзу слишком жесткой. Во-вторых, экспериментальные линзы сделаны из полиэтилентерефталата, который не может обеспечить приток воздуха к роговице. Ученым нужно найти такой материал, на который можно было бы закрепить мини-компьютер, но чтобы при этом он «дышал».

К тому же необходимо создать способы питания такого компьютера. Сейчас большинство разработок функционируют при помощи беспроводной батареи. В таком случае ее необходимо прикреплять около глаза, что делает устройство менее удобным. Ученые планируют создать крошечный встроенный блок питания. Есть также планы по использованию солнечной энергии для работы «умных линз».

Еще одна проблема: из-за установки дисплея линза становится жесткой и непрозрачной. Для того, чтобы она не раздражала глаз, необходимо создать устройство из таких материалов, которые обеспечивали бы электропроводимость, но при этом были бы достаточно мягкими и прозрачными, а также эластичными и прочными и не требовали бы высоких температур для нанесения, иначе линза расплавится.

Социопсихологические проблемы

Но наука ежедневно двигается вперед, поэтому не стоит сомневаться, что в ближайшие несколько лет ученым удастся создать «умные линзы», которые будут не только полезными и функциональными, но и удобными и безопасными для глаз.

Сложности могут возникнуть уже после, когда продукт будет готов к использованию. Очки Google Glass, которые человек носит в открытую, уже запрещены в некоторых местах из-за боязни вторжения в частную жизнь и нелегального копирования интеллектуальной собственности. Что тогда говорить о скрытой от невооруженных глаз линзе.

Потенциальные возможности «умных линз» огромны, что может насторожить общество, которое и так в последнее время напугано электронной слежкой и вторжением в частную жизнь.

в буквальном смысле. Умные линзы улучшают зрение, позволяют видеть в темноте и заменяют любые гаджеты

Технологии не стоят на месте. Практически ежемесячно разработчики предлагают пользователям разные необычные приборы и оборудование. Причем иногда функциональность новых гаджетов превосходит все представления самых смелых фантастов. Во время технологической конференции в Лас-Вегасе одна компания презентовала свои умные линзы. Устройство передает текстовые сообщения и обладает рядом других функций.

Интрига

Представленные необычные линзы разработала компания Mojo Lens. Фирма ранее не анонсировала свою работу и нигде о ней не распространялась. Даже участники конференции не знали о готовящейся новинке. Интрига сохранялась и из-за того, что о самой фирме никто практически ничего не знал. Компания раньше не представляла особых прорывных разработок. Совокупность факторов создала определенную интригу в экспертной среде.

Презентация

Презентация состоялась в одном из отелей Лас-Вегаса. На столе перед экспертами и посетителями форума лежала простая контактная линза. По ее центру разработчики нанесли небольшую точку. По мнению многих посетителей презентации, этот гаджет был самым маленьким из увиденного ими в жизни.

Никаких тестов

Представители компании не разрешили участникам конференции вставить эту линзу в глаз и посмотреть за эффективностью заявленной работы. Однако эксперты сумели разглядеть некоторые особенности функционирования прибора. Например, по самой середине линзы постоянно мелькал различный текст. Там появлялись сообщения от многочисленных информационных ресурсов. Эксперты разглядели прогноз погоды, котировки и движения основных биржевых индексов и даже смогли насладиться короткой текстовой трансляцией одного из спортивных событий.

Аналогия

Представленная технология является своеобразной альтернативой умным очкам. Эти контактные линзы функционируют по такой же схеме. Однако гаджет от Mojo Lens могут поразить любого. Некоторые эксперты отрасли даже не ожидали, что такая технология может стать реальностью в 2020 году.

Мнение

На презентации работал и вице-президент компании. Стив Синклер раньше успел потрудиться с разными технологическими брендами. Например, некоторое время назад он сотрудничал с Apple и Google. На конференции же мужчина презентовал широкой общественности продукт от Mojo Lens.

Стив заявил о своем желании избежать излишней публичности и напыщенности. Именно поэтому фирма отказалась от крупной презентации с прямой трансляцией на весь мир. Бренд просто не видит в этом никакой необходимости.

Профессионалы

В компании Mojo Lens трудятся исключительно профессионалы и фанаты своего дела. Ранее инженеры из этой фирмы решали технические задачи для Apple, Philips, Microsoft, Google и некоторых других гигантов. Однако потом фирма решила сконцентрировать внимание на разработке и выпуске собственного продукта.

Результат работы

По мнению Стива Синклера, их фирме удалось создать первые в мире высокотехнологичные умные линзы. Гаджеты компании вобрали в себя все решения из ныне существующих. Пользователи могут носить представленные линзы в течение всего дня и не испытывать никаких проблем с глазами. При этом сам прибор в режиме реального времени передает человеку информацию о доподлинной реальности и помогает ему решать разные задачи по мере возникновения необходимости.

Немного истории

Компанию Mojo Lens основали в 2017 году. Руководители проекта сразу поставили перед собой довольно амбициозные цели. Они решили создать технологичные контактные линзы и дополнить их набором всех необходимых для современных гаджетов функций.

Сначала о работе фирмы никакой информации не было. Бренд даже не рассказывал журналистам о собственных успехах. Однако результат их многолетнего труда можно было наблюдать непосредственно сейчас. Первая демонстрация умных контактных линз прошла именно в Лас-Вегасе.

В самой фирме считают свой проект еще сырым. Компания заявила о продолжении работы над линзами. Бренд хочет сделать собственную продукцию идеальной и только потом выпустить на рынок. О дате презентаций обновленных версий прибора пока ничего не известно.

Изменения

Представители компании рассказали о некоторых новинках, которые стоит ожидать пользователям. Бренд планирует не просто создать линзы доподлинной реальности, он хочет сделать их максимально удобными для всех пользователей.

Интерфейс гаджета станет интуитивным и простым. Инженеры компании научат линзы выполнять команды, задаваемые движением глаз. При этом сам гаджет получит максимум интеграции с умными часами или смартфонами. Все это в совокупности упростит управление прибором.

Цель

Команда планирует улучшить свои линзы прежде всего для облегчения жизни обывателей. Подобные приборы в будущем могут использовать люди с нарушением зрения. Представленная техническая новинка поможет им вернуть жизнь в привычное русло.

Вместо итогов

Технологии не стоят на месте. Они постоянно развиваются и совершенствуются. Каждый год разные бренды балуют потребителей массой новинок.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

Write a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *