Умные очки научили автоматически фокусироваться на наблюдаемом объекте

Исследователи из Университета Юты разработали умные очки, которые могут самостоятельно фокусироваться на объекте наблюдения в зависимости от расстояния. Статья опубликована в Optics Express.

Люди, страдающие пресбиопией («старческое зрение»), испытывают затруднения с фокусировкой на небольших деталях или мелком шрифте из-за возрастной потери эластичности хрусталика. Как правило, таким пациентам прописывают очки, которые не предназначены для постоянного ношения и надеваются лишь при необходимости — например, при чтении. Одна из основных проблем такого подхода заключается в том, что человеку с пресбиопией сложно выполнять задачи, требующие фокусировки взгляда на объектах, находящихся на разном расстоянии — приходится постоянно снимать и надевать очки, что иногда может быть сложным действием. В качестве примера можно привести вождения автомобиля — пресбиопия не позволяет водителю видеть показания приборов или навигатора, однако не препятствует обзору дорожной обстановки в целом. 

Ученые разработали прототип очков с жидкими линзами, которые самостоятельно перефокусируются в зависимости от расстояния до наблюдаемого объекта. Каждая линза представляет собой запаянную плоскую емкость с прозрачными мембранами, внутри которой находится глицерин. Обе мембраны эластичные, но на одной из них закреплен жесткий прозрачный элемент, выполняющий роль поршня. Вокруг поршня расположены прикрепленные к нему биморфные пьезоэлементы, которые при подаче тока изгибаются и перемещают поршень вдоль оптической оси линзы. Таким образом, вместе с движением поршня изменяется кривизна линзы.

Сконструированные очки с апертурной диафрагмой в 32 миллиметра обладают диапазоном фокусировки в 5,6 диоптрий — в среднем аналогичный показатель человеческого хрусталика составляет около 11 диоптрий в 20 лет и падает с течением возраста вплоть до 2 диоптрий в 50 лет. С помощью датчика расстояния очки могут определять объект наблюдения и перефокусироваться за 15 миллисекунд, при этом устройство способно непрерывно работать от одного заряда аккумулятора, встроенного в оправу, на протяжении шести часов.

На данный момент изготовленные очки представляют собой громоздкий прототип, однако исследователи уже работают над более совершенной версией с отслеживанием направления взгляда и оптическим датчиком глубины для более точного определения объекта наблюдения в поле зрения. По словам одного из авторов статьи, очки могут стать серийно выпускаемым продуктом в течение двух-трех лет и будут стоить в районе 500 или 1000 долларов.

Ранее художник и программист Чино Ким сконструировал очки, которые «спасают» глаза, не давая пользователю смотреть на экран какого-либо электронного устройства. Алгоритм при помощи камеры следит за направлением лица человека и ищет экран смартфона или компьютерный монитор в поле зрения. Если сверточная нейронная сеть обнаружила подобный объект, то прекращается подача напряжения на электрохромную пленку и очки автоматически мутнеют, превращаясь в практически непрозрачные. Когда экран пропадает из поля зрения камеры очки вновь становятся прозрачными.

Николай Воронцов