В будущем поиск потерянной контактной линзы будет вызывать еще больший стресс, чем теперь. А все потому, что ученые из Университета штата Вашингтон (Сиэтл) задались целью превратить контактные линзы в тончайшие компьютеры с беспроводным питанием. Представьте себе микроскопические смартфоны для глаз, способные извещать доктора о тех или иных медицинских проблемах, уведомлять своего владельца о важном событии или осуществлять наложение созданной компьютером визуальной информации – например, карты – на реальное изображение. «Потенциал этой технологии просто огромен, но сперва мы должны продемонстрировать ее работоспособность», – говорит профессор Университета штата Вашингтон Бабак Парвиз (Babak Parviz). Работающие под его руководством сотрудники недавно опубликовали отчет о результатах исследований, проведенных совместно с Университетом Аалто в Финляндии.
Опираясь на такие, казалось бы, далекие друг от друга роды занятий, как офтальмология и инженерия, исследовательская группа Парвиза выполнила сборку крошечных компонентов на контактной линзе (размер каждого компонента измеряется в тысячных долях миллиметра). Интегрированная система включает в себя антенну, радиомодуль с полупроводниковым блоком питания и микросхему со специально разработанным светоизлучающим микродиодом. По словам Б. Парвиза, дисплей, состоящий сейчас лишь из одного пикселя, получает питание от радиоволн, направляемых в его сторону. Тестирование проводили на находившихся под наркозом кроликах, никакого вредного воздействия при этом обнаружено не было.
Как подключить Интернет к радужной оболочке глаза
Профессор Парвиз называет это исследование первым многообещающим шагом в разработке портативных компьютеров, размещаемых в контактных линзах, и новым рубежом как с точки зрения миниатюризации, так и с точки зрения дальнейшего распространения мобильных устройств. В будущем, по его мнению, такие системы на основе контактных линз будут поддерживать сетевые приложения на базе интернет-протокола, смогут получать данные из внешних платформ (таких как смартфоны) и выполнять большую часть функций гарнитуры без прикосновения человеческих рук.
Помимо оповещения пользователя о важных событиях в режиме реального времени, говорит Б. Парвиз, на дисплеи контактных линз могут выводиться предупреждения о таких физиологических отклонениях, как, например, ненормальный уровень глюкозы или лактата в крови (исследователям из Сиэтла уже удалось разместить на линзах соответствующие электронные датчики). Большая цветность и более высокое разрешение, говорит профессор, со временем позволят контактным линзам отображать текст, работать с игровыми устройствами или передавать сигналы от навигационных систем. Самые продвинутые модификации смогут формировать все более популярную расширенную реальность, в которой образ реального мира дополняется компьютерным звуком, видео, графикой, данными GPS-навигации и сигналами от других датчиков.
В качестве своей долгосрочной цели исследователи из Университета штата Вашингтон называют создание «дисплея, который можно будет удобно носить в виде контактной линзы с интегрированными пиксельной матрицей, фокусирующей оптикой, антенной и схемой энергоснабжения, модулем радиосвязи и системой управления пикселями».
Вызовы будущего
Чтобы реализовать эту концепцию, исследователям придется решить ряд серьезных проблем. По их словам, работа дисплея в линзе зависит от энергии, подаваемой и сохраняемой с помощью беспроводной технологии. Кроме того, система должна быть безопасной и «биосовместимой», а также должна соответствовать нормам, регламентирующим радиоизлучение. Другая проблема связана с необходимостью разместить все компоненты системы в стандартной контактной линзе толщиной не более 200 мкм (толщина примерно двух листов бумаги).
Особенно трудно заставить человеческий глаз воспринимать объекты на контактной линзе (глаз не в состоянии фокусироваться на объектах, расположенных ближе считанных сантиметров). Исследователи из Сиэтла видят два возможных решения этой проблемы. Одно из них подразумевает использование миниатюрных лазерных лучей для создания изображений в пространстве, другое заключается в применении вспомогательных микролинз (по одной под каждым из многочисленных светодиодных пикселей на микросхеме) для фокусирования света от светодиодов на сетчатке. Дисплеи с сотнями светодиодных пикселей могут использоваться для чтения коротких электронных писем или текстовых сообщений. Исследователи говорят, что точно так же отдельные точки формируют слова и цифры на электронных табло.
Общественное благо или еще один отвлекающий фактор?
От будильников до телевизоров и смартфонов – люди сегодня окружены различными устройствами вывода изображений практически круглые сутки. Профессор Парвиз утверждает, что дисплеи в контактных линзах помогут снизить такую зависимость. Он сам носит контактные линзы и говорит, что его коллектив, работающий над миниатюризацией устройств и их применением в нетрадиционных условиях, рано или поздно все равно обратил бы внимание на контактные линзы и возможность их применения в качестве вычислительной платформы.
Исследование, проводимое в Университете штата Вашингтон, не может не вызывать вопросы о его возможных социальных последствиях. Что если контактные линзы-компьютеры захотят превратить в свой инструмент рекламодатели? Не приведет ли это к тому, что борьба за внимание потребителей переместится на их глазное яблоко? И не станет ли это изобретение еще больше отвлекать от реальной жизни тех, кто и так чересчур много времени уделяет всевозможным дисплеям?
Профессор Парвиз признает обоснованность таких опасений, но считает, что потенциальные преимущества вышеописанной технологии перевешивают: «Эти устройства можно будет применять таким образом, чтобы они не отвлекали, а несли людям полезную информацию. Тогда они смогут коренным образом изменить характер взаимодействия людей с визуальной информацией».