«Έξυπνοι» φακοί επαφής ως 3D display και βοηθήματα στην υγεία

Έξυπνοι φακοί επαφής που παρακολουθούν την υγεία των ματιών, τρισδιάστατα display που προβάλλουν τις εικόνες απευθείας στο μάτι – καλωσορίσατε στον κόσμο της επαυξημένης όρασης! Την επόμενη φορά που θα κοιτάξετε τα μάτια κάποιου, μπορεί να σοκαριστείτε από αυτό που θα δείτε: μικροσκοπικά κυκλώματα γύρω από την ίριδα, και την κόρη του ματιού να γεμίζει από μικροσκοπικές εκλάμψεις φωτός. Οι έξυπνοι φακοί επαφής δεν προορίζονται για να βελτιώσουν την όραση, αντιθέτως θα παρακολουθούν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα για άτομα που πάσχουν από διαβήτη ή παρουσιάζουν συμπτώματα γλαυκώματος.

Οι φακοί αυτοί θα μπορούν όμως να προβάλουν και εικόνες απευθείας στο πεδίο της όρασης, ως head up display (HUD) που θα προσφέρουν την απόλυτη εμπειρία επαυξημένης πραγματικότητας (Augmented Reality ή AR), χωρίς την ανάγκη γυαλιών. Για την παραγωγή τέτοιων φακών οι ερευνητές συνδιάζουν διαφανή και φιλικά προς το μάτι υλικά με την μικροηλεκτρονική. Το 2008 ως πειραματική απόδειξη της ιδέας, ο Babak Parviz του πανεπιστημίου Washington στο Seattle  δημιούργησε πρωτότυπους φακούς επαφής οι οποίοι περιείχαν ένα μοναδικό ερυθρό LED. Με την χρήση της ίδιας τεχνολογίας έχει πλέον δημιουργήσει ένα φακό επαφής ικανό να παρακολουθεί τα επίπεδα γλυκόζης σε άτομα με διαβήτη. Το σύστημα λειτουργεί επειδή τα επίπεδα γλυκόζης στα δάκρυα αντιστοιχούν άμεσα με τα επίπεδα της στο αίμα, και έτσι είναι δυνατή η συνεχής μέτρηση χωρίς την ανάγκη «τσιμπήματος» στον αντίχειρα. Οι φακοί του Parviz στέλνουν τις μετρήσεις από τους φακούς ασύρματα σε μία φορητή συσκευή την οποία φορούν οι διαβητικοί, και έτσι μπορούν να διαχειριστούν την δίαιτα και την φαρμακευτική αγωγή τους με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Φακοί που ενσωματώνουν συστοιχίες από μικροσκοπικά LED θα μπορούσαν να προβάλουν αυτές ή και άλλου τύπου ψηφιακές πληροφορίες απευθείας σε αυτόν που τους φοράει, μέσα από τους ίδιους τους φακούς. Το συγκεκριμένο είδος επαυξημένης πραγματικότητας χρησιμοποιείται ήδη στα κινητά τηλέφωνα, με αμέτρητες εφαρμογές να προβάλουν ταυτόχρονα ψηφιακά δεδομένα σε εικόνες του περιβάλλοντος μας, αναμειγνύοντας αποτελεσματικά τον φυσικό με τον ψηφιακό κόσμο.

Η τεχνολογία αυτή δεν είναι εύκολο να ενσωματωθεί και να λειτουργήσει σε φακούς επαφής, παρόλα αυτά έχει αρχίσει να παίρνει μορφή. Τον περασμένο Σεπτέμβριο η Sensimed, μία καινοτόμος ελβετική εταιρεία δημιούργημα του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Λωζάννης, κυκλοφόρησε τους πρώτους εμπορικούς έξυπνους φακούς επαφής, οι οποίοι έχουν σχεδιαστεί για την βελτίωση της θεραπείας σε άτομα που πάσχουν από γλαύκωμα. Η ασθένεια αυτή δημιουργεί πίεση στο οπτικό νεύρο μέσω συσσώρευσης των υγρών, και μπορεί να βλάψει ανεπανόρθωτα την όραση εφόσον δεν θεραπευθεί με τον σωστό τρόπο. Αισθητήρες καταπόνησης υψηλής ευαισθησίας κατασκευασμένοι από πλατίνα είναι ενσωματωμένοι στους φακούς Triggerfish της Sensimed, και καταγράφουν τις αλλαγές στην καμπυλότητα του κερατοειδούς, η οποία αντιστοιχεί άμεσα με την εσωτερική πίεση του ματιού. Οι φακοί μεταδίδουν ασύρματα τις πληροφορίες αυτές σε τακτά χρονικά διαστήματα σε μία φορητή συσκευή καταγραφής που φορά ο ασθενής.

Εντωμεταξύ στο εργαστήριο του Parviz έχει σημειωθεί πρόοδος στην δημιουργία φακών επαφής που λειτουργούν ως display. Οι ερευνητές που εργάζονται σε αυτό έχουν αναπτύξει μινιατούρες LED κόκκινου και μπλε χρώματος, και μένει μόνο η ανάπτυξη πράσινων LED για να υπάρχει απόδοση όλων των χρωμάτων. Ταυτόχρονα έχουν αναπτύξει φακούς με οπτικά 3D, που μοιάζουν λειτουργικά με τα ειδικά γυαλιά ή κάσκες που χρησιμοποιούνται στην θέαση ταινιών 3D. Απομένει η ενσωμάτωση των οπτικών και των LED σε ένα φακό επαφής, αλλά ο Parviz είναι βέβαιος ότι ακόμα και τόσο κοντινές εικόνες στο μάτι δεν θα παρουσιάζουν προβλήματα εστίασης. Όπως λέει ο ίδιος, δεν θα είναι απαραίτητη η προσπάθεια εστίασης των ματιών στις εικόνες που θα δημιουργούνται από τους φακούς επαφής, αφού αυτές θα προβάλλονται με τέτοιο τρόπο σα να βρίσκονται μπροστά από το χρήστη. Τα LED θα είναι διατεταγμένα σε μορφή πλέγματος (στο σύστημα της Sensimed τα κυκλώματα θα  βρίσκονται στην περιφέρεια των φακών), και δεν θα παρεμβάλλονται στην κανονική όραση όταν το display θα είναι κλειστό. Ένα πρόβλημα που δημιουργείται από όλα αυτά, είναι το γεγονός ότι όποιος φορά αυτούς τους φακούς μπορεί να μοιάζει στους άλλους σαν τα ρομπότ στις ταινίες Terminator! Για την ώρα όμως ο Parviz λέει ότι δεν είναι στην λίστα με τις προτεραιότητες η λύση αυτού του θέματος.

Πηγή: Newscientist.com

Έξυπνοι φακοί επαφής που παρακολουθούν την υγεία των ματιών, τρισδιάστατα display που προβάλλουν τις εικόνες απευθείας στο μάτι – καλωσορίσατε στον κόσμο της επαυξημένης όρασης! Την επόμενη φορά που θα κοιτάξετε τα μάτια κάποιου, μπορεί να σοκαριστείτε από αυτό που θα δείτε: μικροσκοπικά κυκλώματα γύρω από την ίριδα, και την κόρη του ματιού να γεμίζει από μικροσκοπικές εκλάμψεις φωτός. Οι έξυπνοι φακοί επαφής δεν προορίζονται για να βελτιώσουν την όραση, αντιθέτως θα παρακολουθούν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα για άτομα που πάσχουν από διαβήτη ή παρουσιάζουν συμπτώματα γλαυκώματος.

Οι φακοί αυτοί θα μπορούν όμως να προβάλουν και εικόνες απευθείας στο πεδίο της όρασης, ως head up display (HUD) που θα προσφέρουν την απόλυτη εμπειρία επαυξημένης πραγματικότητας (Augmented Reality ή AR), χωρίς την ανάγκη γυαλιών. Για την παραγωγή τέτοιων φακών οι ερευνητές συνδιάζουν διαφανή και φιλικά προς το μάτι υλικά με την μικροηλεκτρονική. Το 2008 ως πειραματική απόδειξη της ιδέας, ο Babak Parviz του πανεπιστημίου Washington στο Seattle  δημιούργησε πρωτότυπους φακούς επαφής οι οποίοι περιείχαν ένα μοναδικό ερυθρό LED. Με την χρήση της ίδιας τεχνολογίας έχει πλέον δημιουργήσει ένα φακό επαφής ικανό να παρακολουθεί τα επίπεδα γλυκόζης σε άτομα με διαβήτη. Το σύστημα λειτουργεί επειδή τα επίπεδα γλυκόζης στα δάκρυα αντιστοιχούν άμεσα με τα επίπεδα της στο αίμα, και έτσι είναι δυνατή η συνεχής μέτρηση χωρίς την ανάγκη «τσιμπήματος» στον αντίχειρα. Οι φακοί του Parviz στέλνουν τις μετρήσεις από τους φακούς ασύρματα σε μία φορητή συσκευή την οποία φορούν οι διαβητικοί, και έτσι μπορούν να διαχειριστούν την δίαιτα και την φαρμακευτική αγωγή τους με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Φακοί που ενσωματώνουν συστοιχίες από μικροσκοπικά LED θα μπορούσαν να προβάλουν αυτές ή και άλλου τύπου ψηφιακές πληροφορίες απευθείας σε αυτόν που τους φοράει, μέσα από τους ίδιους τους φακούς. Το συγκεκριμένο είδος επαυξημένης πραγματικότητας χρησιμοποιείται ήδη στα κινητά τηλέφωνα, με αμέτρητες εφαρμογές να προβάλουν ταυτόχρονα ψηφιακά δεδομένα σε εικόνες του περιβάλλοντος μας, αναμειγνύοντας αποτελεσματικά τον φυσικό με τον ψηφιακό κόσμο.

Η τεχνολογία αυτή δεν είναι εύκολο να ενσωματωθεί και να λειτουργήσει σε φακούς επαφής, παρόλα αυτά έχει αρχίσει να παίρνει μορφή. Τον περασμένο Σεπτέμβριο η Sensimed, μία καινοτόμος ελβετική εταιρεία δημιούργημα του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Λωζάννης, κυκλοφόρησε τους πρώτους εμπορικούς έξυπνους φακούς επαφής, οι οποίοι έχουν σχεδιαστεί για την βελτίωση της θεραπείας σε άτομα που πάσχουν από γλαύκωμα. Η ασθένεια αυτή δημιουργεί πίεση στο οπτικό νεύρο μέσω συσσώρευσης των υγρών, και μπορεί να βλάψει ανεπανόρθωτα την όραση εφόσον δεν θεραπευθεί με τον σωστό τρόπο. Αισθητήρες καταπόνησης υψηλής ευαισθησίας κατασκευασμένοι από πλατίνα είναι ενσωματωμένοι στους φακούς Triggerfish της Sensimed, και καταγράφουν τις αλλαγές στην καμπυλότητα του κερατοειδούς, η οποία αντιστοιχεί άμεσα με την εσωτερική πίεση του ματιού. Οι φακοί μεταδίδουν ασύρματα τις πληροφορίες αυτές σε τακτά χρονικά διαστήματα σε μία φορητή συσκευή καταγραφής που φορά ο ασθενής.

Εντωμεταξύ στο εργαστήριο του Parviz έχει σημειωθεί πρόοδος στην δημιουργία φακών επαφής που λειτουργούν ως display. Οι ερευνητές που εργάζονται σε αυτό έχουν αναπτύξει μινιατούρες LED κόκκινου και μπλε χρώματος, και μένει μόνο η ανάπτυξη πράσινων LED για να υπάρχει απόδοση όλων των χρωμάτων. Ταυτόχρονα έχουν αναπτύξει φακούς με οπτικά 3D, που μοιάζουν λειτουργικά με τα ειδικά γυαλιά ή κάσκες που χρησιμοποιούνται στην θέαση ταινιών 3D. Απομένει η ενσωμάτωση των οπτικών και των LED σε ένα φακό επαφής, αλλά ο Parviz είναι βέβαιος ότι ακόμα και τόσο κοντινές εικόνες στο μάτι δεν θα παρουσιάζουν προβλήματα εστίασης. Όπως λέει ο ίδιος, δεν θα είναι απαραίτητη η προσπάθεια εστίασης των ματιών στις εικόνες που θα δημιουργούνται από τους φακούς επαφής, αφού αυτές θα προβάλλονται με τέτοιο τρόπο σα να βρίσκονται μπροστά από το χρήστη. Τα LED θα είναι διατεταγμένα σε μορφή πλέγματος (στο σύστημα της Sensimed τα κυκλώματα θα  βρίσκονται στην περιφέρεια των φακών), και δεν θα παρεμβάλλονται στην κανονική όραση όταν το display θα είναι κλειστό. Ένα πρόβλημα που δημιουργείται από όλα αυτά, είναι το γεγονός ότι όποιος φορά αυτούς τους φακούς μπορεί να μοιάζει στους άλλους σαν τα ρομπότ στις ταινίες Terminator! Για την ώρα όμως ο Parviz λέει ότι δεν είναι στην λίστα με τις προτεραιότητες η λύση αυτού του θέματος.

Πηγή: Newscientist.com