Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Инженеры создали управляемую движением глаз линзу

Jinrong Li et al. / Advanced Functional Materials, 2019

Американские и китайские инженеры создали однолинзовый объектив, которым можно управлять, двигая глазами. Датчики регистрируют движения глаз и передают команды на устройство: при движении глаз в сторону линза объектива смещается в соответствующую сторону, а при быстром двойном моргании ее фокусное расстояние увеличивается или уменьшается, рассказывают авторы статьи в Advanced Functional Materials.

Как правило, мы управляем устройствами с помощью кнопок, сенсорных экранов и других органов управления, но такой подход зачастую лишь отдаленно напоминает целевые действия. К примеру, при ходьбе мы двигаем своими ногами и наклоняем корпус в ту или иную сторону. При управлении дроном или другим двигающимся устройством оператору приходится проводить непрямую аналогию между своими действиями и реакцией аппарата, потому что управление происходит с помощью отклонения стиков на пульте, а не наклона частей тела.

Инженеры под руководством Шэнцян Цай (Shengqiang Cai) из Калифронийского универстита в Сан-Диего создали систему, позволяющую перемещать линзу и менять ее фокус с помощью движений глаз. Она состоит из закрепляемых на лице электродов для управления и самой линзы с изменяемыми параметрами. Инженеры использовали в системе линзу с изменяемым фокусным расстоянием. Она представляет собой сосуд с соленой водой и двумя прозрачными пленками с обеих сторон. На верхнюю пленку нанесли слой графитосодержащей проводящей смазки, выступающий в качестве электрода. В качестве второго электрода в линзе выступает соленая вода. Если между электродами возникает напряжение, проводящий углеродный слой расширятся, кривизна центрального участка линзы уменьшается и фокусное расстояние увеличивается.

Кроме того, управлять можно и горизонтальным смещением линзы. Для этого она подвешена на раме с помощью двух пленок, на каждой из которых с помощью того же углеродного материала нанесены четыре электрода-сегмента. При возникновении напряжения между двумя соседними электродами они расширяются и сдвигают линзу в определенную сторону от центра. Обе схемы управления напоминают то, как мышцы глаза позволяют фокусироваться на интересующих предметах и перемещать направление взгляда.

Инженеры использовали естественное управление смещением линзы с помощью соответствующих движений глаз. Их система регистрирует движения глаза с помощью пяти элеткродов: пары электродов сбоку от глаз, пары над и под одним из глаз, а также контрольного элеткрода на лбу. Эти электроды считывают изменения биопотенциалов при работе глазных мышц.

Для управления смещением линзы авторы выбрали естественную схему — при движении глаза влево линза смещается влево, аналогично для других направлений. Для смещения фокусного расстояния они использовали быстрое двойное моргание. Эксперименты показали, что из-за этого при смещении фокуса задержка между движениями пользователя и ответом от системы составляет примерно половину секунды. При этом максимальная разница между фокусными расстояниями составляет 32 процента.

В прошлом году американские инженеры создали прототип очков, способных автоматически фокусироваться на интересующих владельца предметах. В них тоже используются линзы с изменяемым фокусным расстоянием, однако управление происходит иначе. Они отслеживают расстояние до предметов, а также направление взгляда пользователя с помощью оптических датчиков.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.