电子隐形眼镜在兔子身上测试成功 有望实现超人视力

2011-11-25 07:00 · ding

隐形眼镜视觉辅助功能无需太复杂就能很有用,比如很少的像素可以提供指示功能,小显示屏可以显示文字,实时翻译。镜片还可以从眼睛里读取生物信息,提供各种医疗信息,如监测糖尿病人的血糖水平。

导读:2009年,曾经报道正在研制一种能够在你的眼睛前显示视觉反馈的隐形眼镜,就像电影《终结者》所演的那样。两年多过去了,巴巴克•帕尔维兹教授已经有了一个实用模型。他给兔子戴上这种新型眼镜,称大获成功。

这种装置的显示器只有1像素,但为研制更加复杂、能显示信息的隐形眼镜起到了有效的概念验证作用。这种装置要能派上用场的话,至少需要数百像素,以显示一封简短的电子邮件或一条短信。另一个挑战是,人眼的最小焦距只有几厘米。这意味着,在这种隐形眼镜上显示的信息会变得模糊。为了解决这一问题,研究人员使用较薄的菲涅耳透镜来放大成像。

然而,在能够在我们的眼球前阅读文本之前,还需要进行更多研究。这一研究的参与人员之一帕尔维兹说:“我们需要改进天线的设计和相关的配套网络,优化传输频率以实现无线传输范围的全面改善。然而,我们的下一个目标是,在这种隐形眼镜中输入一些预先设定的文本。”

科学家们将控制电路,通信电路,微型天线置入隐形眼镜中。再将这些电子零件与LED发光二极管融合在一起,通过无线电波的驱动,可以向佩戴者展示文字,图片和表格类的信息。与此同时,内置进的微型电路和LED必须是半透明的,这样就不会影响到佩带者的正常视野。

实际上,虚拟显示本身并不是什么新鲜事物。这之前,虚拟显示已经在诸多方面大显身手,比如给视力受损的人提供视觉帮助,全息的驾驶控制面板,利用虚拟显示实现移动上网等。

但电子隐形眼镜却来了一次最炫酷的尝试——把虚拟显示植入到隐形眼镜中。也就是说,假如以前的虚拟显示是投射在挡风玻璃上,现在的隐形眼镜,已经无需投射,可以直接“看”到。这时的人眼,能看到的已经不仅仅是眼前的一切,还包括发光二极管显示的画面。

众所周知,普通隐形眼镜采用的是柔韧性极佳的有机材料,可以在人的眼部安全使用,不过,这些材料通常都非常纤弱。而要设计加工电路,所用到的都是无机材料,涉及到较高的温度,而且还会用到某些有毒的化学物质。

为了实现电路和隐形眼镜材料的兼容,毕业于美国华盛顿大学电子工程专业的哈维·何和他的合作者们,把目光投向了纳米尺度。

接下来要做的,就是把这些微小如粉状的浅灰色电子元件“撒”到一片柔韧性的塑料材料上。每一个微小元件都能根据各自不同的形状,在微尺度下的毛细作用力牵引下,去到自己相应的位置上。这种纳米尺度下的微加工技术被称作“自组装”。

最终成形的仿生隐形眼镜原型,包括一个驱动电路,以及做显示器件用的红光发光二极管(LED)。由于目前还处于原型阶段,着重眼镜的耐戴性,因此目前的原型还不具备矫正视力的功能,但研发小组说,只要把他们的技术应用到矫正镜片上,视力问题就解决了。

这样的隐形眼镜,人如果真的佩戴,安全吗?哈维等人在实验室中,先以兔子为对象,让它佩戴仿生隐形眼镜。结果发现,兔子戴了长达20分钟之后,没有出现任何不良反应,初步验证了它的安全性。

实时健康监测

因为眼睛是健康的窗口。眼球表面可反映出人体胆固醇,钾,钠和葡萄糖水平等众多健康信息,如同血液测试一样全面准确。科学家们认为,电子隐形眼镜将来可在视野中叠加一个数据层,为佩带者所看到的人和物体提供字幕说明,并实时监测如体温和葡萄糖水平等人体重要健康指标。

视野辅助

眼镜无疑是人类输入感知信息的一大枢纽。人眼可分辨数百万种颜色,调节适应不同光线,并快速向大脑传输信息。在电影《终结者》中,施瓦辛格能在其视野中叠加一个数据层,增强他对眼睛所扫描范围的感知能力。隐形眼镜视觉辅助功能无需太复杂就能很有用,比如很少的像素可以提供指示功能,小显示屏可以显示文字,实时翻译。

医生   在复杂的手术中,主刀医生目不转睛,目光一刻都不想从手下的患者身上移开。假如戴上它,患者的一干要害器官就能清晰无比地展示在医生的视界中。

司机   假如司机佩戴,开车可就省心了,再也不必“眼观六路”,因为两旁路牌标示等等重要路况信息都可以通过隐形眼镜,直接“看”到,就像显示在前挡风玻璃上一样方便可视。

糖尿病患者  糖尿病患者可以把它用作血糖监测仪,当血糖水平开始下降时,隐形眼镜一角处的发光二极管就能闪光。

普通人   普通人戴了它,行走中也可以通过面前只有自己能见到的虚拟显示屏上网。

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