现实版 “镭射眼”!佩戴这款新型隐形眼镜,一个眼神搞定一切

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2020-09-28 07:51

最近,法国科学家从 X 战警的镭射眼身上得到灵感,研发出一种隐形眼镜,可以发射红色激光束对准佩戴者所看到的物体。

这款眼镜的原理是在普通尺寸的隐形眼镜上装配了一个垂直腔表面激光发射器(VCSEL),用于向佩戴者观看的方向发射激光

研究人员使用现成的零部件创建了一个可用于凝视识别的眼镜原型。 凝视识别是一个新兴的研究领域,可能成为人工智能的下一个前沿阵地。 凝视识别可以使人们跨过触摸屏或鼠标来控制电子设备,在无需触碰屏幕或按键的情况下即可选择显示器上的选项。

这款内置红外线激光的隐形眼镜命名为 “cyclops lens”(镭射眼镜),取自 X 战警漫画中的著名英雄 “镭射眼”。

如图所示,隐形眼镜原型内部的电子设备(左)和人眼佩戴的电子设备(右)。该系统可以被看作是 “一种使用红外(iR)激光嵌入式无线智能隐形眼镜的新型眼部跟踪系统”

在设计上,每只眼的隐形镜片外框都安装了摄像系统,用于跟踪人的视线

来自南斯的法国大西洋高等矿业电信学校的研究人员在一项实验中,将这款隐形眼镜安装在可旋转的假眼上,再将一个分束器放置在带了眼镜的假眼前,用于定位两眼分别发出的光束。

研究人员在研究报告中表示:“分束器镀了膜,可以反射两眼激光点产生的红外光束,同时又对眼睛透明,以避免不必要的反射。” 最后,用一台红外热像仪记录激光在何处被反射,并通过软件绘制出两束光束在何处会合,就是人眼所注视的位置。 研究人员表示,在系统中,检测激光束方向就可以知道凝视方向。

与这项研究一起发布的视频中展示了该系统可以进行实时追踪。 目前还有多项正在研究中的凝视识别技术,包括大量使用摄像头和传感器的系统。

在去年的巴塞罗那世界移动大会上,宝马发布的一款原型车,便借助了这种系统,使得驾驶员坐在车内就可以用眼睛完成某些操作。安装在仪表盘上的高清摄像头将跟踪乘坐者的头部和眼睛运动,以准确识别他们所注视的物品(无论是车内还是车外的)。

宝马举例称,驾驶员在路途中透过挡风玻璃看到某家餐馆,就可以即时了解其菜品,营业时间等,甚至可以订位。 自 2021 年起,BMW 将在其 SUV 跨界车型 iNEXT 中首次向客户提供所谓的凝视识别,以及改进版手势和语音识别等自然交互功能。

法国大西洋高等矿业电信学校的研究人员在一项实验中,将隐形镭射眼镜安装在可以旋转的人造假眼上,并将一个分束器放置于其前,用于定位每只眼镜发出的光束(如图所示,展示了激光、分束器和摄像头如何协同工作)

该图阐述了新型镭射隐形眼镜原型的基本结构、组成以及尺寸。在此原型中,研究人员使用了现成的零部件,但同时表示使用特制组件可以使其更轻,更高效。 不过,凝视识别这一新兴领域,还需进一步改进识别技术,并扩大其潜在的使用场景。 研究人员表示:“这款眼镜的主要优点是无需额外的支持组件,所有的电子部件都嵌入在隐形眼镜内。”

而其他配件则可以嵌入在镜架中。 这款眼镜原型用细线与一个外部发电机连接,以便为恒速激光器供电。 研究人员表示,如果激光隐形眼镜要产品化,他们将选择用电池供电。 研究人员还表示,他们的隐形眼镜还只是个半成品,如果使用特制组件将可以大大改善其体积、性能等参数。 但是,作为第一款能进行凝视追踪的红外激光嵌入式无线智能隐形眼镜,它也有潜在的风险。

其中一个问题是,持续的激光发射会灼伤佩戴者的眼睑。 由计算可以得出,如果大多数人每分钟眨眼约 15 次(平均每眨眼 150 毫秒),这意味着在使用 1 小时后,眼睑将暴露于 VCSEL 激光束下约 900 次。” 研究人员承认,这可能会引起一些光敏反应或灼伤,具体要取决于激光器的功率。 不过,也有学者认为这些光束非常弱,不会造成任何伤害。 眼镜的研究结果发表在《科学报告》杂志上。

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