لنز چشم هوشمند: آینده تکنولوژی های پوشیدنی؛ از کاربردهای پزشکی تا جنگی
ایده استفاده از لنز چشمی برای تصحیح بینایی به صدها سال قبل بر می گردد، به گونه ای که بسیاری این ایده را به لئوناردو داوینچی نسبت می دهند. علم مواد و درک از چشم انسان از آن زمان راه درازی را طی کرده است، درحالیکه هدف تقریبا همچنان یکی باقی مانده است. اگرچه در عصر کامپیوترهای پوشیدنی، دانشمندان در آزمایشگاه های DARPA در گوگل و دانشگاه های سراسر جهان، لنزهای چشمی را تنها ابزاری برای بهبود بینایی نمی دانند.
بعنوان یک دیسک نرم شفاف پلاستیکی و سلیکونی که روی چشم قرار می دهید، یک لنز چشمی ممکن است جای بدی برای قرار گرفتن الکترون ها به نظر برسد. اما اگر به گونه دیگری به این موضوع نگاه کنید، ایده ی لنز چشمی بسیار ارزشمند است. یکی از ابتدایی ترین این کاربردها پتانسیل آن برای بهبود سلامت انسان است.
طی دهه گذشته یا بیشتر، دانشمندان به کمک تکنولوژی ها در زمینه سلامتی پیشرفت بسیاری کرده اند. این تکنولوژی ها قادرند سلامت ما را توسط نمونه برداری از مایعات بدن، بطور مختلف اندازه گیری کننند. عرق، یک مثال عالی است.
محققان سراسر دنیا در حال کار بر روی پچ هایی مجهز به حس گرها و الکترون ها هستند که می توانند روی پوست قرار گرفته و ساختار عرق را با تخشیص اینکه چه مواد شیمیایی درحال حاضر روی پوست وجود دارد و کدام مواد غایب هستند، آنالیز کنند.
این پچ ها به ما می گویند چه زمانی سطوح استرس بالا است، چه زمانی سطوح لاکتات طی ورزش بالا می رود یا قند خون افراد دیابتی چه زمانی در سطوح خطرناک قرار دارد. بعضی از این پچ ها حتی در پاسخ به افزایش قند خون در افراد دیابتی، دارو آزاد می کنند.
نوشته مرتبط: داروهای ایمپلنت در بدن که با بلوتوث کنترل میشوند
همین قضیه، وقتی صحبت از چشمانمان می شود نیز بکار برده می شود. مخصوصا، مایعی که در غدد اشک و دیگر غددی که رطوبت چشم را حفظ می کنند، جریان دارد. این مایع روغنی همچنین حاوی نشانگرهای زیستی با ارزشی است که می تواند سلامت انسان را با سطوح قند خون و نمونه های راهنما، ردیابی کند.
این روش نوید بخش برای نظارت سطوح قند خون از طریق چشم، توجه بسیاری از گروه های تحقیقاتی و شرکت های خصوصی را به خود جلب کرده است. در سال ۲۰۱۴، شرکت گوگل اعلام کرد که در حال کار بر روی لنز چشمی به همراه یک تراشه بی سیم و یک حس گر گلوکز کوچک است که بین دو لایه از مواد لنزهای سنتی، جاسازی شده است.
ایده پشت این نوع فناوری ها، شناسایی سطوح اولیه خطرناک گلوکز و اطلاع رسانی برای اقدام به شخصی که از این فناوری پوشیدنی استفاده می کند، است. این فناوری، همام ایده شرکت مایکروسافت و دیگر گروه های اوایل سال های ۲۰۰۰ را دنبال می کند.
در سال ۲۰۱۶، ما شاهد پیشرفت دیگری در این زمینه بودیم. دانشمندان در موسسه صنایع آینده استرالیا، در حال کار بر روی فیلم های فوق باریک با قابلیت هدایت الکتریسیته بودند و توانستند با ایجاد روش هایی خلاقانه، نمونه ای از این فیلم فوق باریک را درون یک لنز سازگار با بافت زنده، قرار دهند.
این نمونه اولیه با قابلیت هدایت الکتریسیته، امکان ساخت مدارهای الکتریکی بسیار کوچک درون لنزها را بوجود آورده اند که قادر است برای اهداف متنوعی مانند ساخت انواع حس گرهای مرتبط به سلامتی و حتی نمایش تکنولوژی های واقعیت افزوده در جلوی چشم، مورد استفاده قرار گیرند.
دکتر درو ایوانز، رهبر این تحقیق می گوید: “جستوجوی سنجش گلوکز با یک لنز چشمی، درها را برای بازنگری کاربرد لنزهای چشمی، باز می کند.”
امروز، ایوانز پتانسیل زیادی در این نوع از لنزها می بیند که اگر به انواع درستی از حس گرها مجهز شوند، قادر خواهند بود درمان مختص به هر فرد را امکان پذیر کنند. اکنون تحقیقات برای شناسایی انواع مختلف امراض مزمن از طریق نشانگرهای زیستی در مایع اشک، آغاز شده است.
در عین حال، ایوانز می گوید گروه او از فیلم های رسانای الکتریسیته و لنزهای چشمی که سال ها پیش دنبال کرده بودند، فاصله گرفته است. در عوض، این گروه در حال بررسی پتانسیل استفاده از مواد آلی است که می تواند به عنوان حس گرهای غیرفعال تعبیه شده در چشم عمل کند.
او می گوید: “غیر فعال بدان معنی است كه ما اساسا نیاز اتصال مستقیم باتری به سنسورهایمان را از بین می بریم.”
این موضوع با عقل جور در می آید. چه کسی حاضر است از لنزهای چشمی ای استفاده کند که باتری در آن تعبیه شده باشد.
در فرانسه، پروفسور ژان لوئیز دو بوگرن دلا توكنه (de Bougrenet de la Tocnaye)، یک تیم تحقیقاتی بصری در IMT Atlantique، دانشگاه فناوری در نانتس را رهبری می كند. این محققان در حال کار روی نسل جدیدی از دستگاه های مرتبط به چشم هستند که می توانند برخی از کارکردهای هیجان انگیز را انجام دهند.
نکته مهم توانایی تشخیص مسیر دقیق نگاه کاربر است که می تواند منجر به فناوری های کمکی برای همه چیز از جمله رانندگی، روش های جراحی و سیستم های واقعیت افزوده که نیازی به عینک و کلاه ایمنی ندارند، شود.
دو بوگرن دلا توكنه می گوید: “واضح است كه اگر قرار باشد کارهای الکترونیکی و محاسباتی را در لنزهای تماسی ترکیب کنید، برای عملکرد مستقل و خود مختار این لنز به باتری نیاز خواهید داشت. این امر هرگز انجام نشده بود.” حداقل تا ماه آوریل ۲۰۱۹ این گونه بود.
در ماه اوریل، این محقق و تیمش از نمونه اولیه دستگاهی پرده برداری کردند که در نوع خود بی نظیر است؛ اولین لنز چشمی مستقل جهان دارای باتری در داخل خود.
او توضیح می دهد: “بهره وری باتری به ضخامت و سطح آن بستگی دارد. ما نمی توانیم چیزی را کاملا روی عنبیه قرار دهیم، بنابراین باتری در حال حاضر نوعی حلقه در اطراف عنبیه است. اما مطمئنا در آینده می خواهید قسمت مردمک را نیز بپوشانید و در این حالت باتری باید شفاف باشد. این امر با استفاده از فناوری گرافین برای شفاف سازی ابزار الکترونیکی امکان پذیر خواهد بود.”
با توسعه بیشتر در آینده و با پیشرفت هایی که دو بوگرن دلا توكنه در آن مشارکت می کند، لنزهای چشمی مستقل و شفاف با منبع تغذیه، می توانند انواع کاربردها را پیدا کنند.
دو بوگرن دلا توكنه می گوید: “ما تازه در آغاز راه هستیم. من چندین پروژه دارم که فعلا نمی توانم در مورد آن ها صحبت کنم. اما فقط برای اینکه ایده ای به شما ارائه دهیم، آنچه ما در حال حاضر روی آن کار می کنیم یک لنز چشمی است که شامل یک وسیله کوچک و باتری برای ردیابی مسیر بینایی شما با پرتو لیزر است. این سیستم واقعا می تواند جهت دید شما را به راحتی تشخیص دهد، همراه با نوع جسمی که به آن نگاه می کنید، خواه از شما دور باشد یا نزدیک. “
همانطور که در بالا ذکر شد، این نوع فناوری لنز چشم هوشمند می تواند بخشی از آینده مراقبت های بهداشتی و سلامتی، ردیابی سطح تمرکز پزشکان در حین جراحی یا بخشی از آینده خودرو باشد و با نظارت بر چشمان رانندگان، خستگی را کنترل کند. این فناوری حتی می تواند بخشی از آینده جنگ باشد.
DARPA بیش از یک دهه است که در حال تحقیق در مورد لنزهای چشمی هوشمند است تا سربازان را در زمان نبرد همراهی کنند. نوع اطلاعاتی که بر روی صفحه نمایش در یک بازی تیرانداز اول شخص گذاشته شده را تصور کنید.
بازیکن می تواند موجودی را بررسی کند یا به سرعت به نقشه نگاه کند بدون اینکه با نگاه به پایین، دید خود را منحرف کند. این امر در دنیای واقعی کاربرد دارد. در حالی که کلاه ایمنی و عینک های مخصوص، شیوه ای مناسب برای تامین این امکانات هستند، لنز چشمی شفاف با نمایشگر داخلی حتی بهتر نیز خواهد بود.
دو بوگرن دلا توكنه می گوید: “ایده، جایگزینی است. با یک سیستم واقعیت افزوده، شما از درون شیشه ای به بیرون مینگرید که نیمه شفاف است، بنابراین می توانید اطلاعات بیشتری در مورد دنیای واقعی داشته باشید. همه این ها در یک صفحه نمایش نیز قابل مشاهده است اما ایده این است که آن را مستقیما روی شبکیه منتقل کنید تا دیگر به عینک یا کلاه ایمنی احتیاجی نداشته باشید.”
آیا این فناوری لنز چشم هوشمند به زودی قابل دسترس خواهد بود؟
یک استاراتاپ واقعیت افزوده بنام Magic Leap در سال ۲۰۱۵، اختراعی را برای یک لنز چشمی هوشمند ثبت کرد. سونی که در سال ۲۰۱۵ عینک های هوشمند واقعیت افزوده خود را برای توسعه دهندگان به بازار عرضه کرد بود نیز در سال ۲۰۱۶ یک لنز با قابلیت ضبط آنچه کاربر می بینید را به نام خود ثبت کرده است.
در همان سال، سامسونگ تقاضای ثبت اختراع برای لنزهای چشمی با دوربین داخلی را کرد. پس از آن در ماه آگوست، هنگامی که حق ثبت اختراع برای یک لنز چشمی با قابلیت ضبط ویدیو و عکس گرفتن از طریق چشمک زدن را گرفت، مجددا سرخط خبرها شد.
دو بوگرن دلا توكنه می گوید: “ما تازه در آغاز راه هستیم. پاسخ دادن به اینکه می توانیم چه کارهایی انجام دهیم بسیار دشوار است.
باز نشر مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک مطلب سایت پیتونیک مجاز است.
منبع
