隐形眼镜如何显示工作

经过:罗伯特·兰姆

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如果你的隐形眼镜是一台电脑呢?
Zap /艺术/摄影师的选择盖蒂张照片

隐形眼镜很神奇。戴上这副小小的半透明光盘,你就能清晰地看到周围的世界,而不需要戴笨重的眼镜。

但光看世界是不够的。我们要怎么解释这一切?为什么去亚特兰大HowStuffWorks.com的办公室一趟就会引发一些可怕的问题:

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“为什么所有街道都命名为peachtree?”

“如果我在‘Gut Busters’餐厅买了一个牛排起司三明治,它真的会把我的腹部炸破吗?”

"那只地铁老鼠在吃尿布吗"

这就是隐形眼镜显示器的令人兴奋技术节省了一天。想象一对透镜无线连接到可穿戴计算机 - 能够以信息,警告甚至幻想覆盖您感知的周边环境。

一个发光的箭头似乎漂浮在你眼前,告诉你哪个peachtree街拍摄或肉三明治来摄取。先进的模型甚至可能通过代替更令人愉悦的幻觉 - 例如用纱球嬉戏的小猫来隐藏啮齿动物的视线。

公共交通何时变得如此可爱?

洗手。弄湿你的眼睛。随着隐形眼镜显示的新兴技术,我们即将进入未来。

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什么是增强现实?

你的脸是她的电脑屏幕。"width=
你的脸是她的电脑屏幕。
科林安德森/摄影师的选择/盖蒂张照片

你可以这样想:一方面,现实世界中有厕所、候车室和交通堵塞。另一方面,你拥有拥有奇幻游戏世界和庞大数据存储的虚拟或数字领域。在任何一天,你都可能发现自己在这些世界之间来回移动,从粗糙的公共厕所或复杂的城市交通切换到丰富多彩的游戏和GPS街道地图。

占据中间的空间不是更有效吗?这就是增强现实的全部:用数字信息覆盖我们对现实世界的感知,同时允许我们操纵这些数据,就像它们是真实的一样。

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例如,你可能戴上一副电脑护目镜,看到一只蝴蝶,就把那篇文章拉出来。蝴蝶是如何工作的“就在你的视线范围内。然后,使用一种模拟触摸感觉的特殊力反馈手套,你翻动书页,就好像这篇文章是一个漂浮在空中的物理物体。

该技术继续流血为我们的日常生活。苹果公司和谷歌护目镜等产品已经以实际方式弥合了真实和虚幻,允许我们与计算机交谈并使用捕获的图像搜索互联网。无数智能手机应用现在使用全球定位系统数据可以根据吃饭地点、约会对象等问题定制信息。

谷歌的“眼镜项目”于2012年进入测试阶段,旨在向全世界推出智能手机驱动的增强现实眼镜。但说真的,谁想要额外的帽子?把这项技术小型化到一副隐形眼镜上不是更酷吗?

如果这听起来太过遥不可及,那么请允许我让你大吃一惊:华盛顿大学(University of Washington)的一只兔子已经戴了一双。

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有仿生眼睛的兔子

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它只能驱动一个像素,但这只是开始。
©HowStuffWorks.com

为了完美清晰,在实验时,第一只兔子佩戴这些高科技镜片的兔子有点死亡。毕竟,疯狂的疯子在一只活兔上滑倒了未经测试的仿生联系人?不是巴巴克帕克,这是肯定的。

Parviz是华盛顿大学在西雅图的Bionanotechnology研究员。他也是那个领导美国团队的人,在这些惊人的原型的发展中致力于开发。

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普通的隐形眼镜是由聚合物制成的圆盘,形状恰到好处,可以舒适地戴在眼球上,矫正视力。Parviz的镜片非常相似,只是增加了几个组件:

  • 由蓝宝石制成的单像素发光二极管(LED),位于镜头的死区
  • 一种圆形天线,放置在透镜的内唇周围,用来接收无线能量和无线电传输
  • 一种集成电路(IC),控制流入LED的能量,使研究人员能够控制其功能

Parviz和他的团队将所有这些部件封装在一种保护性的生物相容性聚合物中。在对兔子尸体进行了三次成功的测试后,他们将晶状体植入了一只活的、注射了镇静剂的兔子的眼睛上。然后他们使用一个远程无线电频率发射器来激活镜头并观察领导蓝色发光。如果兔子是有意识的,它会认为这是一个发光的,蓝色的模糊。

后续检查显示,兔子的眼睛没有受到损伤,不过这种硬塑料接触物可能会感到不舒服,而且只能使用很短时间,因为它不能让眼睛呼吸。此外,虽然研究人员可以从兔子眼睛外约3英尺(0.9米)的地方给镜片供电,但当隐形眼镜安装到位后,距离缩小到仅1英寸。

但事情就是这样开始的:粗糙,有点痛苦,但证明了一个更大的概念。请记住,在19世纪,世界上最早的一些隐形眼镜实际上是由玻璃制成的。

2010年,西安大略大学(University of Western Ontario)的张晋教授发明了另一款引人注目的隐形眼镜原型。张的实验镜片会随着使用者的血糖水平改变颜色。你看,你眼睛表面的活细胞含有许多医生在血液中寻找的关键生物标记。

与Microsoft Research合作,Parviz和他的团队也在使用隐形眼镜显示技术来创建一个单一的生物监测隐形眼镜。

瑞士的敏感甚至在市场上有一个单用镜头,称为引发物,可以在24小时内测量眼压以检测青光眼。Triggerfish将该数据传输到侧面患者眼睛的圆形天线,这又连接到电池供电的记录器。

这些项目指向了一个非凡的未来,在那里,高科技镜头不仅从计算机世界传递信息,还能持续关注我们体内的状况。

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隐形眼镜的未来显示

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后代也会认为这些是理所当然的吗?
©HowStuffWorks.com

那么隐形眼镜显示器的未来会是怎样的呢?对于初学者来说,你可以看到的像素要多于一个。记住,Parviz原型中的单个像素对佩戴者来说——无论是人还是其他人——都是模糊的。

看,人类眼睛无法从角膜表面上专注于近4英寸(10厘米)的物体[来源:帕尔韦兹]。因此,Parviz希望包含甚至更小的微透镜,位于眼睛和像素之间的镜头中,这将使清晰像素似乎漂浮约半米。

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Parviz也希望使用被动的镜头,因为这些需要比当前更少的能量活跃的镜头要求。想想兔子所穿的原型。需要外部能量来点亮那个蓝色像素。但是,当我们感知周围世界时,光不断地进入眼睛——这种光可以用于单像素或多像素接触式显示器。你不需要手电筒来看书或亚马逊Kindle在晴朗的一天,你呢?同样的原则在这里适用。

从这里,很容易想象未来的隐形眼镜显示器使用增强现实体验,将我们的世界与智能手机提供的所有信息和娱乐分散。想一边看女儿的舞蹈表演一边看最新的体育比赛吗?完成了。被火车上一个看起来很熟悉的陌生人弄糊涂了?有一个小面部识别软件和点头激活的网络搜索,你只需几秒钟就能确认身份。

通过能够监控眼睛表面上的生物标志物,未来的镜头可能会提供稳定的最新的健康数据流。如果您发现自己在医院急诊室,您的联系人的快速扫描将告诉紧急响应者他们需要了解。

但足够的健康监测。电视会是什么样的?美国公司Innovega预测,在几年内,联络镜头将在国会中使用我们的电视机,将3-D屏幕直接聚焦进入我们的眼睛。

还有一些未来学家指出,隐形眼镜的展示提供了扭曲现实的可能性。未来学家伊恩·皮尔森(Ian Pearson)预测,在2030年,酒店客人将使用增强现实技术来改变他们的性伴侣的外观,几乎重新装饰房间,并让他们进入清醒的梦境状态。

你看到的那个闪烁的蓝光?这是你的隐形眼镜告诉你,这一切都是一个梦——是时候梦想一些更美好的东西了。

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作者注意

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罗伯特·兰姆,资深撰稿人
HowStuffWorks 2009

我第一次戴隐形眼镜是在高中,当时,它们看起来很神奇。突然间,我摆脱了眼镜,这副眼镜曾让我在初中的校园霸王和运动健将中成为书呆子。不管怎样,我还是对《万人迷》(Magic: The Gathering)、h·p·洛夫克拉夫特(hp Lovecraft)和科幻电影着迷。

隐形眼镜在表面上解放了我,但想象一下功能性隐形眼镜能让我做些什么。学习吗?不用了,我用隐形眼镜就行了。记忆吗?所有的音符都浮在我面前。虽然我早期在女孩面前的尴尬可能是不可避免的,但适当的微表情敏感软件可能会让我更好地解读她们令人困惑的方式。

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这是一个结束思想:如果你戴上一对高科技镜头会发生什么?

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来源

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  • Lingley, A.R.等人。“一个单像素无线隐形眼镜显示器。”机械工程学报。2011。(2012年4月25日)http://iopscience.iop.org/0960-1317/21/12/125014
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  • 特亚伦。“纳米隐形眼镜通过改变颜色监测糖尿病。”奇点中心。2010年1月15日。(2012年4月25日)http://singularityhub.com/2010/01/15/nanotech-contact-lens-monitors-diabetes-by-changing-color/
  • 团队,Trefis。“谷歌眼镜声音像智能手机和平板电脑一样疯狂。”福布斯。2012年4月5日。(2012年4月25日)http://www.forbes.com/sites/greatspeculations/2012/04/05/google-glasses-sound-as-crazy-as-smartphones-and-tablets-once-做过/
  • Waugh,Rob。“虚拟现实隐形眼镜,将直接进入眼睛的镜片可以在2014年出售。”每日邮件。2月3日2012年2月3日HTML.

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