智能隐形眼镜长期以来一直是科幻小说中的常客,但它们尚未完全进入现实世界。这些未来设备通常在电影和文学作品中被描述为通过一个看似普通的镜头提供增强的视觉、实时信息显示和健康监控等功能。然而,目前的技术限制极大地限制了真正的智能隐形眼镜的能力。
智能隐形眼镜快速发展的一个领域是眼球跟踪,其具有许多实际应用。例如,在增强和虚拟现实中,智能隐形眼镜中的眼球跟踪可以通过实现更自然和直观的交互来增强用户体验。用户不再依赖手持控制器或外部传感器,而是可以通过移动眼睛来导航菜单、选择对象以及与虚拟环境进行交互。这项技术也有可能用来诊断和监测一些神经系统疾病,或改善残疾人的无障碍环境。
不幸的是,现有的方法有一些缺点,限制了它们的广泛采用。智能隐形眼镜通常使用的瞳孔中心角膜反射技术依赖于近红外光进行操作,并且非常容易受到环境光源的干扰。另一方面,眼电描记术利用放置在皮肤上的电极,但是准确性会由于来自非目标肌肉的电信号的干扰而降低,并且它也有可能造成健康风险。 因此,为了安全的人类使用,并抵抗外部干扰,新的基于隐形眼镜的眼睛跟踪系统与眼睛接触的部分必须是不带电的。南京大学研究人员领导的一个小组利用射频信号使这成为可能。通过这种方式,镜头被制成没有电池或任何其他可能造成伤害或限制实用性的有源电子组件。 为了生产这种镜片,一组四个柔性RFID标签被嵌入到医用级硅酮弹性体中。普通隐形眼镜也是由硅树脂制成的,所以生物相容性是有保证的。然后使用便携式RFID阅读器为RFID标签供电,并测量它们产生的信号。随着眼睛的移动,信号以可预测的方式改变,可以转化为凝视的方向。这种转换非常精确——观察到小于0.5度的角度精度。
一系列实验证明了智能隐形眼镜在各种应用中的效用。研究表明,这种镜片可以用来控制电子游戏,或者浏览网页。在另一项测试中,研究表明遥控车辆可以通过眼球运动来控制。甚至有人提出,镜片监测快速动眼期的能力可以用来监测和诊断睡眠障碍。
目前,这些镜头确实有一个明显的局限性:RFID标签是不透明的,因此在某种程度上,它们会限制使用时的视力。然而,研究人员确实计划在未来通过探索使用高导电透明电极的可能性来解决这个问题,这种电极可能由AgNF/AgNW混合网络制成。这样的改进将大大有助于使智能隐形眼镜成为现实。
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