Изогнутый массив линз позволил создать компактный 180-градусный VR-шлем
Инженеры из компании Intel создали прототип VR-шлема с полем зрения 180 градусов по горизонтали, что само по себе редко для таких устройств, а также гораздо более компактной конструкцией, чем у существующих аналогов. Статья была представлена на конференции IEEE VR 2020 и опубликована на сайте авторов.
Есть несколько ключевых параметров VR-шлемов, отвечающих за реалистичность и чувство погружения в виртуальный мир: плотность пикселей в экранах шлема, поле зрения и частота обновления изображения. Плотность пикселей и частота обновления постепенно растут по мере развития технологий производства экранов, а с полем зрения ситуация сложнее, потому что для его увеличения необходимо разрабатывать новые конструкции линз или экранов. На текущий момент в популярных VR-шлемах поле зрения по горизонтали составляет 90-110 градусов, тогда как у человека оно составляет 210 градусов. Существует несколько нишевых VR-шлемов (Pimax, Xtal и StarVR) с полем зрения примерно равным человеческому, но в них используются очень большие оптические элементы и экраны, поэтому они очень громоздкие (примерно в два раза шире головы).
Рональд Азума (Ronald Azuma) и его коллеги из исследовательского подразделения Intel смогли увеличить поле зрения VR-шлема почти до уровня человеческого, не увеличив при этом размер всего устройства. Оптическая система состоит не из пары линз, а из двух массивов. Каждый из массивов состоит из десятков отдельных линз. Массив состоит из десяти одинаковых рядов по пять линз, но внутри этого ряда геометрия линз неодинакова и меняется от центральной линзы к верхней и нижней. Это позволяет значительно улучшить качество изображения в верхней и нижней частях поля зрения. По горизонтали поле зрения нового VR-шлема составляет 180 градусов.
В нынешнем виде у прототипа есть несколько ограничений. Во-первых, границы между линзами вносят искажения и частично заметны глазу. Потенциально это можно исправить с помощью уменьшения линз по аналогии с микролинзами в дисплеях. Во-вторых, поскольку разработчики использовали экраны смартфонов, драйверы для них, как и для других изогнутых экранов небольшого размера, недоступны, поэтому им пришлось прикрепить оба смартфона к шлему. Но это ограничение касается лишь исследовательских проектов и не является препятствием для крупных производителей устройств.
В 2018 году Oculus, один из основных разработчиков VR-шлемов, показал прототип шлема с механической системой фокусировки. Он может двигать экраны ближе или дальше от пользователя и менять резкость разных виртуальных объектов.
Сканер работает в паре со смартфоном
Канадские и мексиканские исследователи представили результаты пилотных клинических испытаний сканера для диагностики воспаления и инфекционного процесса в ранах. Устройство гиперспектральной визуализации, выполненное в виде сменного объектива для смартфона, анализирует изображение, термограмму и флуоресценцию пораженной области. В испытаниях гаджет продемонстрировал общую точность в 74 процента. Отчет о работе опубликован в журнале Frontiers in Medicine. Хронические раны, которые не заживают в течение 8–12 недель, представляют серьезную проблему для общественного здравоохранения. Типичным пусковым фактором для их развития служит инфекция, особенно в том случае, если процесс заживления в силу состояния самой раны и всего организма задержался на воспалительной фазе. Стадии раневой инфекции включают загрязнение (контаминацию), колонизацию, местную инфекцию и ее системное распространение (генерализацию). Для оказания необходимого объема помощи врачу необходимо четко различать загрязненные и колонизированные раны, однако точность подобной диагностики при простом осмотре не достигает и 60 процентов. Как правило, это компенсируют микробиологическими и молекулярными исследованиями, однако они занимают значительное время и не всегда доступны. В силу этого все больший интерес представляют физические методы исследования, такие как инфракрасная термография и регистрация бактериальной флуоресценции, а также анализ изображений с помощью алгоритмов машинного обучения. Чтобы совместить преимущества этих методов, канадская компания Swift Medical разработала устройство гиперспектральной визуализации Swift Ray 1. Оно оснащено инфракрасными датчиками для разных длин волн, источниками видимого и ультрафиолетового излучения и соответствующими камерами высокого разрешения. Они позволяют одновременно выполнять фотосъемку и инфракрасную термографию раны и регистрировать флуоресценцию бактерий в ней. Полученные изображения устройство передает на камеру смартфона с интегрированным приложением Swift Skin and Wound. Оно собирает их в датасет, который содержит информацию о физиологии, морфологии и составе тканей в ране. Роберт Фрейзер (Robert Fraser) с коллегами из трех канадских университетов, Центральной больницы имени Прието в Сан-Луис-Потоси, компаний Swift Medical и Vope Medical провели мультицентровое проспективное испытание устройства Swift Ray 1, в котором оценивали его пригодность для дифференциальной диагностики невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. В исследовании приняли участие 66 амбулаторных пациентов из Мексики и Канады. Сканирование ран проводили хирурги, прошедшие инструктаж, в соответствии с полученными рекомендациями (рану очищали, помещали по ее краям идущий в комплекте маркер и снимали под углом 90 градусов с расстояния 15 сантиметров). Клинические характеристики ран оценивали в соответствии с протоколом Международного института раневых инфекций (IWII). Обработку данных проводили методами главных компонент (PCA) и k-ближайших соседей (KNN) для создания нейросетевой модели, кластеризующей раны по признаку наличия инфекции и воспаления. По результатам испытаний PCA-KNN-кластеризация с учетом всех клинических и визуализационных переменных обеспечила общую точность 74 процента при дифференциальной диагностике невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. Для невоспаленных ран чувствительность и специфичность модели составили соответственно 94 и 70 процентов, для воспаленных — 85 и 77 процентов, для инфицированных — 100 и 91 процент. Таким образом, комбинация множественных методов визуализации позволяет создавать модели для улучшенной оценки ран. Подобные устройства для использования в месте оказания помощи могут помочь клиницистам своевременно выявлять и лечить раневые инфекции, заключают авторы работы. В феврале 2023 года американские, китайские и корейские исследователи представили биорезорбируемый беспроводной электрод для мониторинга состояния и электротерапии хронических ран. В конце 2022 года стэнфордская научная команда продемонстрировала умный пластырь для мониторинга и электростимуляции ран, который атравматично отклеивается после использования.