小型化ღ★、轻量化和无感化是VRღ★、AR设备的重要发展趋势之一ღ★。隐形眼镜贴合于人眼ღ★,可随眼球转动而动ღ★。如果将眼动追踪技术应用于隐形眼镜尊龙凯时官方网站ღ★,又将带来怎样的新体验?
近日ღ★,南京大学与江苏省人民医院ღ★、南京航空航天大学的研究团队研发出一种具有眼动追踪功能的隐形眼镜ღ★。该眼镜无电源ღ★、轻量无感ღ★,可以和配备的无线射频装置“里应外合”尊龙凯时官方网站ღ★,高精度追踪眼球运动轨迹ღ★、识别眼动命令ღ★。相关成果发表于国际学术期刊《自然·通讯》ღ★。
“作为一种成熟的技术ღ★,隐形眼镜已经在全球范围内被广泛用于视力矫正ღ★。那么ღ★,能不能让它成为创造交互式体验的工具?如果想让隐形眼镜实现ARღ★、VR等功能ღ★,眼动追踪是需要突破的关键技术ღ★。”日前ღ★,在接受科技日报记者采访时ღ★,论文共同通讯作者ღ★、南京大学教授徐飞讲述了这项研究的缘起ღ★。
徐飞说尊龙凯时官方网站ღ★,目前市面上许多眼动追踪技术ღ★,需要将红外光投射到眼球上ღ★,然后用摄像头拍摄并识别眼球特征ღ★,进而推算眼球移动的位置轨迹ღ★。“但这种技术易受到眼睑ღ★、睫毛遮挡的干扰以及瞳孔ღ★、虹膜个体差异的影响ღ★。因此ღ★,这种技术在一些特定场景无法使用ღ★,例如无法分析人在睡眠时的眼动规律ღ★。”徐飞说ღ★。
徐飞解释说ღ★:“我们在隐形眼镜中植入了4个无线射频器件ღ★。当外部无线射频装置向隐形眼镜发出射频信号时ღ★,如果眼球移动尊龙凯时官方网站ღ★,反射回的射频信号频率和强度就会发生变化ღ★。通过分析信号数据ღ★,我们就能知道眼动轨迹ღ★。”
这些射频器件ღ★,可谓隐形眼镜的“秘密武器”ღ★。其加工设计并非易事ღ★。“隐形眼镜要与眼球贴合ღ★,因此要求无毒ღ★、轻薄ღ★、透气性好ღ★,还要有一定的曲率向日葵游戏破解永久免费ღ★。这对器件的材质和加工工艺提出很高要求ღ★。”徐飞介绍ღ★,他们采用微纳加工制备工艺ღ★,做出了只有约10微米厚度的射频器件ღ★,并将其封装在医疗级硅橡胶材质内ღ★。同时ღ★,这款隐形眼镜具有和人眼角膜相匹配的曲率ღ★,表面进行了亲水化改性ღ★。这些都使得隐形眼镜水润透氧ღ★、舒适无感ღ★。
无线射频装置接收的数据向日葵游戏破解永久免费ღ★,与实际的眼动轨迹是否吻合?隐形眼镜是否能通过眼球的运动“指哪打哪”?这是研究团队的攻关目标ღ★。
由于兔子眼睛和人眼角膜的曲率很接近ღ★,团队选取兔子作为人类的“替身”ღ★,验证技术路线的有效性和安全性尊龙凯时官方网站ღ★。
南京大学2020级博士生朱衡天告诉记者ღ★:“在试验中ღ★,我们为一只兔子戴上了隐形眼镜ღ★,又在它眼前放了一辆机器小车ღ★。当兔子眼睛转动时ღ★,隐形眼镜捕捉到信号向日葵游戏破解永久免费ღ★,通过蓝牙模块将信号传递给小车ღ★。于是ღ★,小车也随着兔子眼睛的转动而移动ღ★。”
当兔子睡觉时ღ★,团队也收集到了兔子的眼动信号ღ★。“我们观察到兔子眼睛在眼皮下转动ღ★,但兔子闭眼时眼球转动的实际轨迹与分析得出的轨迹信号是否吻合尊龙凯时官方网站ღ★,还需要进一步验证向日葵游戏破解永久免费ღ★。”朱衡天说ღ★。
朱衡天介绍ღ★,团队应用了两种模式ღ★,检测隐形眼镜是否“友好”ღ★:一种模式是让兔子连续24小时佩戴眼镜ღ★;另一种模式是模拟人类佩戴隐形眼镜的习惯ღ★,每天佩戴8小时ღ★,连续佩戴7天ღ★。“结果显示向日葵游戏破解永久免费ღ★,兔子的眼角膜没有物理损伤ღ★,与目前商用隐形眼镜对眼角膜的影响无明显差异向日葵游戏破解永久免费ღ★。”
用活体兔子做试验的同时ღ★,团队搭建了眼动模型ღ★,测试眼机交互应用的效果ღ★。朱衡天介绍ღ★,在眼动文字输入ღ★、绘画ღ★、游戏操控ღ★、网页交互ღ★、摄像头操控中ღ★,该款隐形眼镜均实现了预期功能ღ★。
“经过各项调试后ღ★,该款隐形眼镜的眼动角精度优于0.5度ღ★,满足眼动追踪的精度要求ღ★。”徐飞说ღ★,该隐形眼镜有望在人机交互ღ★、眼脑医学诊疗ღ★、眼—脑科学研究ღ★、心理学研究等领域展开应用ღ★。“例如一些特定场景的危险作业需要拍照ღ★,目前主要借助机器人或者摄像头在现场拍摄ღ★,如果可以用人眼灵活ღ★、精准地控制机器人ღ★,将会提高拍摄的实时性和精度ღ★。”
不过ღ★,徐飞坦言ღ★,该款隐形眼镜若想进入商用阶段ღ★,还需经过临床试验ღ★,同时还需降低无线射频装置的功耗向日葵游戏破解永久免费ღ★,以及进行轻量化ღ★、小型化ღ★、长续航ღ★、低成本设计向日葵游戏破解永久免费ღ★。
“我们也在不断优化改进ღ★,提高采样频率ღ★,让信号时延降低ღ★,交互更同步ღ★。”朱衡天表示ღ★,这款隐形眼镜在正式投入市场前ღ★,仍需进行严格的伦理审核ღ★。
朱衡天认为ღ★:“从人工智能技术发展的长远角度来看ღ★,我们可以大胆畅想ღ★,将隐形眼镜打造成一个集成化的VR系统ღ★,以实现从传统的头戴式设备到仅有百微米厚度隐形设备的跨越ღ★。”(记者 金凤)
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