Люди годами работают над внедрением вычислительного оборудования в контактные линзы. Один прорыв произошел в 2009 году, когда группа из Вашингтонского университета в Сиэтле успешно протестировала прототип, который включал в себя интегральную схему, антенну, радиоприемник и светодиод в контактной линзе, которая могла получать энергию через радиочастоту от внешней батареи для освещения. светодиод. Двое из тех же исследователей работали с лабораториями Google X над созданием прототипа умной контактной линзы, определяющей уровень глюкозы, проект, о котором компания официально объявила в январе 2014 года. все это надумано.
И это уже в разработке, по крайней мере, в патентной сфере. Несколько патентов, поданных Google в 2012 году и связанных с интеграцией вычислительных компонентов в контактные линзы, были выпущены Управлением по патентам и товарным знакам США в начале 2014 года. По крайней мере, один из них, озаглавленный «Компонент захвата изображения на активных контактных линзах», включает оборудование камеры.
Один из изобретателей, перечисленных в патенте, Бабак А. Парвиз, работал над обоими ранее упомянутыми контактными проектами, а также над Google Glass, который интегрирует смартфон с захватом изображения и другими возможностями в форму очков. фактор. В некотором смысле смарт-контакты - это следующий логический шаг после Google Glass.
Поскольку нагруженные камерой контактные линзы публично находятся только на патентном уровне - хотя в данный момент они могут находиться в лабораторных работах - неизвестно, действительно ли они появятся в качестве жизнеспособного потребительского продукта и когда именно.. Но если это произойдет, это обязательно изменит правила игры.
Оборудование, которое, вероятно, будет содержать контакты
Контактная линза для захвата изображения должна включать крошечные тонкие чипы, провода, антенны и другое миниатюрное оборудование, либо прикрепленное поверх материала контактной линзы, либо встроенное в него. Согласно патенту Google, каждый из них должен включать как минимум схему управления, датчик и камеру (упомянутую в патенте как компонент захвата изображения), хотя могут быть включены и другие компоненты. Внутренние компоненты могут быть соединены с помощью встроенных проводов, беспроводным способом или их комбинацией.
Компоненту захвата изображения потребуется датчик, который может принимать свет и преобразовывать его в цифровые данные. Это может быть достигнуто с помощью дополнительного датчика изображения металл-оксид-полупроводник (CMOS) и датчика изображения с зарядовой связью (ПЗС).
Другие встроенные датчики, перечисленные в патенте, включают:
- фотодиоды (чувствительные к свету)
- датчики давления
- датчики проводимости
- датчики температуры
- датчики электрического поля
- микромеханические переключатели
Потребуется схема управления, объединяющая различные компоненты, чтобы заставить работать контактные линзы захвата изображения. Эта схема будет иметь процессор, который, вероятно, будет состоять из компонента управления изображением, чтобы инструктировать аппаратное обеспечение камеры, как и когда захватывать данные изображения; компонент анализа для обработки необработанных данных изображения и создания метаданных о вещах, обнаруженных на захваченных изображениях; и компонент интерфейса для обмена инструкциями и данными с удаленными устройствами.
Другим необходимым компонентом управления цепями является питание. Линзы должны были бы включать какой-то способ получения (или генерации), хранения и распределения электроэнергии на внутреннее оборудование без прямого подключения к внешнему источнику питания. (Мы все можем согласиться с тем, что провода питания, прикрепленные к контактным линзам, непрактичны.) Энергия может передаваться извне через РЧ (радиочастотные) волны, или датчики могут даже сами генерировать энергию и отправлять ее на силовой компонент. В патенте перечислены следующие возможные силовые компоненты:
- аккумулятор
- конденсатор
- источник солнечной энергии
- радиочастотный (РЧ) источник питания
- электрохимический источник питания
- температурный источник питания
- механический источник питания
Схема управления также будет включать приемопередатчики (компоненты, которые могут передавать и получать данные) для облегчения обмена изображениями, командами или другой информацией между внутренними компонентами и внешними устройствами. В соответствии с патентом приемопередатчик может включать радиочастотную антенну. Другим вероятным компонентом является хранилище данных для сохранения данных или инструкций от внутренних компонентов или удаленных устройств.
Умные контактные линзы могут также включать в себя дисплей и, возможно, светоизлучающие диоды (LED) для обеспечения выходного сигнала для пользователя. Чтобы дисплей работал, линзы должны включать в себя различные виды микролинз (возможно, преломляющие, дифракционные или гибридные линзы), чтобы сфокусировать изображения и заставить их казаться подвешенными на некотором расстоянии перед пользователем. Одной из возможностей, упомянутых в патенте, является жидкокристаллическая линза, представляющая собой преломляющую линзу с переменным фокусом, которую можно изменять с помощью электрического сигнала. Еще упоминается линза Френеля, представляющая собой дифракционную линзу, качество изображения которой не совсем соответствует рефракционной линзе, но ее можно сделать намного тоньше..
Система может работать как с одной контактной линзой, так и с двумя контактными линзами с одинаковым или разным распределением компонентов. С помощью всего лишь одной контактной линзы пользователь сможет отлично захватывать изображения в поле зрения, поскольку наши два глаза по большей части движутся вместе друг с другом. С двумя контактами пользователь потенциально может делать трехмерные изображения.
Что могут сделать контакты камеры
Очевидная функция контактов со встроенными камерами заключается в захвате изображений в поле зрения владельца, но контакты со встроенными вычислительными компонентами могут делать гораздо больше. Если контакты включают в себя дисплей, пользователь может видеть выделенные объекты, расширенные периферийные виды, увеличенные визуальные эффекты или даже текст и другую информацию, наложенную на реальность - другими словами, дополненную реальность.
Изображения могут обрабатываться и интерпретироваться внутренними компонентами контактных линз, но компоненты интерфейса и приемопередатчика могут использоваться для беспроводной связи с ближайшими удаленными устройствами, такими как смартфоны, планшеты, персональные компьютеры, Google Glass или другие носимые или не носимые устройства. -носимые устройства. Эти внешние устройства будут иметь гораздо большие возможности обработки и, следовательно, могут использоваться для быстрого предоставления ценной информации пользователю на основе визуальных данных, полученных контактами.
В патенте перечислены многие другие возможности удаленных устройств, включая телевизоры, игровые системы, телевизионные приставки и даже автомобильные стереосистемы и навигационные системы. Многие устройства в наши дни подключены к Интернету, поэтому с их помощью контакты могут даже отображать информацию или отправлять изображения в Сеть.
Пользователь может мигать шаблонами ввода команд или отправлять команды на контактные линзы через удаленное устройство. Кроме того, можно установить параметры для автоматического захвата изображения, такие как определенные интервалы времени или в любое время, когда доступно достаточное количество энергии, среди прочих критериев. Многие функциональные возможности будут определяться тем, какое программное обеспечение разработано для контактов, а также какое аппаратное обеспечение в конечном итоге будет включено.
В патенте говорится, что данные изображения могут быть обработаны для обнаружения света, цвета, цветовых узоров, объектов, лиц и движения, среди прочего, что может быть определено путем анализа изображения или нескольких изображений, и документ даже включает какой-то пример использует. Например, изображения можно анализировать для поиска опасности, такой как автомобиль, приближающийся к приближающемуся перекрестку, и пользователя можно предупредить с помощью звукового или другого невизуального сигнала с удаленного устройства (что может быть полезно для слабовидящих пешеходов).), или на самих контактах может отображаться какое-то предупреждение, например, мигающий светодиод или выделенный вид опасного объекта. Контакты могут включать в себя несколько камер в различных положениях и углах, которые обеспечивают более широкий обзор, чем может обеспечить человеческий глаз, позволяя дисплею расширять периферийный обзор пользователя, чтобы обеспечить лучшее знание окружения пользователя. С правильными микролинзами он может даже позволить пользователю приближать объекты.
Эта технология также может быть использована для других целей, требующих камеры и вычислительной мощности, таких как распознавание лиц, еще одна функция, которая может быть полезна для слабовидящих, но которая заставляет задуматься о потенциальных проблемах конфиденциальности.
Возможные проблемы
Как захват изображений, так и аспекты технологии распознавания лиц могут вызвать проблемы с конфиденциальностью. Владельцы Google Glass уже сталкивались с незнакомцами, которые не слишком заинтересованы в том, чтобы каждое их движение отслеживалось или снималось на видео. Google опубликовал список рекомендуемых действий и запретов для пользователей очков, таких как всегда спрашивать разрешения перед съемкой или фотографированием людей, выключать их в любой ситуации, когда использование телефона запрещено, и иным образом не использовать устройства в грубо.
В зависимости от того, как выглядит конечный продукт и насколько малы или прозрачны компоненты, встроенные контакты камеры могут позволить пользователям делать фотографии тайком с гораздо большей легкостью, чем с помощью смартфона, камеры или даже Google Glass. По сути, у любого глаза может быть скрытая камера.
Есть также опасения, что пользовательские данные, сгенерированные контактными компонентами, могут попасть в дикую природу. Патент действительно касается конфиденциальности владельцев, заявляя, что пользователи смогут согласиться или отказаться от предоставления демографических данных, местоположения или других личных или конфиденциальных данных, и упоминает, что устройство может быть в состоянии анонимизировать любые данные, которые оно собирает, получает или передает. Но конфиденциальность других, как всегда, будет зависеть от этикета пользователей.
Комфорт и безопасность - это другие заботы. Чтобы не мешать обзору пользователя, крошечные аппаратные компоненты будут либо прозрачными, либо расположены вокруг контакта, чтобы они не мешали зрачку. Они также должны быть как можно тоньше, чтобы не сделать их значительно толще, чем обычные контактные линзы. Контактные линзы, скорее всего, будут утяжелены снизу, чтобы они оставались выровненными в определенном положении на глазу.
Некоторые компьютерные компоненты (такие как светодиоды) сделаны из несколько токсичных материалов, поэтому они должны быть покрыты или встроены таким образом, чтобы защитить ваши глаза от воздействия. Радиочастотное излучение также должно поддерживаться на безопасном уровне или ниже.
Если они чем-то похожи на существующий прототип Google для обнаружения глюкозы, то чипы, которые используют линзы захвата изображения, будут встроены в материал с мягким контактом, который не позволит пользователям чувствовать аппаратное обеспечение. Конечно, люди, которые уже носят контактные линзы, могут счесть их более удобными, чем новички в контактных линзах.
Скоро появится рядом с вами?
По состоянию на начало лета 2014 г. на рынке нет смарт-контактов, хотя некоторые продукты приближаются к этому. Google, по-видимому, ведет переговоры с Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) о своих датчиках глюкозы, которые могут стать ступенькой для этого проекта, а также благом для людей с диабетом..
Другая компания, Innovega, продемонстрировала дополненную реальность с помощью контактов на выставке CES 2014. Их специальные контакты iOptik обеспечивают различные оптические пути для работы в сочетании с парой очков дисплея, но в этом случае фактическое вычислительное оборудование находится в очки, а не контактные линзы.
Если контактные линзы Google для захвата изображения появятся, существует множество возможных применений. Google Glass уже использовались медицинскими работниками и другим персоналом службы экстренной помощи для быстрого доступа к жизненно важной информации, поэтому можно представить себе аналогичные приложения для этой гораздо менее навязчивой технологии. Возможность мигать командами, обмениваться данными с ближайшими устройствами и отображать информацию может сделать его отличным способом без помощи рук получать и отправлять информацию, занимаясь повседневными делами (конечно, надеюсь, не за рулем).
Кроме того, все, что может выполнять отслеживание взгляда, интерпретацию изображений и отображение дополненной реальности, обязательно будет иметь забавные игровые приложения. Это то, от чего мы все можем отстать.
Примечание автора: можно ли вставить камеру в контактную линзу?
Что касается комфорта, я уже ношу контактные линзы каждый день вместо очков, так что пока опасность царапин или вымывания вредных химикатов минимальна, я не против попробовать их, когда и если они приходят на рынок. Если будут доступны рецептурные версии, они могут стать моими любимыми очками, особенно если я смогу переходить от одного занятия к другому без необходимости менять устройства и головные уборы.
Это еще одно технологическое достижение, которое может превратить вчерашний научно-фантастический виртуальный хедз-ап в реальность в ближайшем будущем. Нам просто, возможно, придется еще больше привыкнуть к мысли, что кто-то может снимать нас в любое время. Так что, если они появятся, просто не делайте на публике ничего такого, чего бы вы не хотели, чтобы ваша мама увидела на YouTube.