Автофокусиращите диоптрични очила на бъдещето

С напредването на възрастта, постепенно губите способността да фокусирате погледа си -- феномен, съществуващ от зората на човечеството -- което ви кара да разчитате на бифокални очила, контактни лещи и процедури като LASIK операциите. Електроинженерът Нитиш Падманабан представя накратко една иновативна технология, едно истинско проглеждане: динамични, автоматично фокусиращи лещи, които проследяват погледа и се нагласят според това което виждате, както наблизо, така и надалеч.

Всеки един от нас ще загуби

или вече е загубил нещо,
на което разчитаме всеки божи ден.

Естествено, говоря за ключовете ни.

(Смях)

Шегувам се.

Това, за което всъщност искам да говоря,
е сред най-важните ни сетива: зрението.

Всеки ден, всеки от нас
губи частица от способността

да фокусира очите си,

докато не я загуби напълно.

Това състояние се нарича пресбиопия

и засяга два милиарда
души по света.

Точно така, казах милиарди.

Ако не сте чували за пресбиопия

и се чудите "Къде са тези милиарди хора?"

ето ви жокер,
преди да навляза в детайлите.

Тя е причината да се носят очила
или бифокални контактни лещи.

Ще започна като опиша загубата
на способността за фокусиране,

която води до пресбиопия.

Когато сте се родили,
сте умеели да фокусирате

едва на шест и половина сантиметра,

ако пожелаете.

Към средата на 20-те ви години
това умение е наполовина.

Около 10-тина сантиметра,

но достатъчно близко,
за да не усетите разлика.

Но към края на 40-те си години

фокусирате най-малко на 25 см,

а може би и по-далеч.

Неспособността да фокусирате по-наблизо

започва да влияе
на дейности като четенето

и докато стигнете 60-годишна възраст,

всичко в радиус от един метър е замъглено.

Вероятно в момента някои от вас си мислят,

"Това звучи зле,
но той говори на всички нас,

а има предвид само тези,
които страдат от пресбиопия."

Но не. Когато говоря на вас,
наистина имам предвид, че всеки от вас

рано или късно ще стане пресбиопичен,
ако все още не е.

Това звучи леко притеснително.

Напомням, че пресбиопията е с нас
от зората на човечеството

и сме направили много
различни опити да я коригираме.

За начало си представете,
че седите на бюро и четете.

Ако бяхте пресбиопи,

щяхте да виждате ето така.

Всичко наблизо, като списанието,
щеше да е замъглено.

Продължаваме към решенията.

Първо, диоптричните очила.

Техните лещи са еднофокусни

и са настроени да фокусират близки обекти.

Но далечните обекти
непременно излизат от фокус,

което означава, че трябва постоянно

да ги слагате или махате от очите си.

За да реши този проблем,

Бенджамин Франклин
изобретил "двойните очила".

Днес ги наричаме бифокални очила

и те му позволявали да вижда надалеч,
когато погледне нагоре

и да вижда наблизо, гледайки надолу.

Днешните прогресивни лещи
скриват тази линия,

като променят плавно
оптичната сила отгоре надолу.

Недостатъците в тези два случая са

че губим от зрителното поле
на дадено разстояние,

понеже то се разделя
отгоре надолу по този начин.

За да разберете, защо това е проблем,

представете си,
че слизате по стълба или стълбище.

Поглеждате надолу към стъпалото,
но то е замъглено.

Защо да е замъглено?

Когато гледате надолу,
това е частта за наблизо,

но следващото стъпало
е отвъд обсега на ръката ви,

което за очите ви е далеч.

Следващото решение е по-рядко срещано,

но се проявява при контактните лещи
или LASIK процедурите

и се нарича монозрение.

При него водещото око
се настройва да фокусира надалеч,

а другото око се настройва наблизо.

Вашият мозък сглобява интелигентно

най-ясните части от образа на всяко око,

но двете очи виждат леко различни неща

и това затруднява
бинокулярната преценка за разстояние.

И къде ни поставя това?

Измислили сме много решения,

но нито едно
не връща напълно естествения фокус.

С нито едно не можем
просто да погледнем към нещо

и да очакваме да е фокусирано.

Но защо?

За да обясним това,

ще погледнем анатомията на човешкото око.

Тази част, с която фокусираме
на различни разстояния,

се нарича леща.

Около нея има мускули,
които могат да променят формата ѝ

и по този начин да влияят
на оптичната ѝ сила.

Какво се случва,
когато някой е пресбиопичен?

Оказва се, че очната леща се втвърдява

до толкова, че престава
да променя формата си.

Сега, ако се върнем към всички решения,
които описах по-рано,

ще видим, че всяко от тях
има нещо общо с останалите,

но не и с нашите очи

и то е, че всички те са статични.

Това е като оптичен еквивалент
на пират с дървен крак.

Какъв е оптичният еквивалент
на модерната крачна протеза?

През последните десетилетия
бяха създадени и развити значително

така наречените "фокусируеми лещи".

Съществуват няколко различни вида.

Механично-регулируеми лещи Алварец,

деформируеми флуидни лещи

и електронно-регулируеми
лещи с течни кристали.

Всички имат своите недостатъци,

но не ни спестяват визуално преживяване.

Пълно зрително поле, което може да е ясно
на всяко желано разстояние.

Добре, чудесно.
Тези които ни трябват, вече съществуват.

Проблемът е решен, нали?

Не бързайте толкова.

Фокусируемите лещи
усложняват малко уравнението.

Лещите няма как да знаят,
на какво разстояние да се фокусират.

Това което ни трябва е очила,

с които когато гледаме надалеч,
далечните обекти са ясни,

а когато гледаме наблизо,

близките обекти са на фокус
навсякъде в полезрението ни

и без да се налага да се замисляме.

Това, върху което работя
последните години в Станфорд,

е да изградя
точно този интелект около лещите.

Прототипът ни използва технологии за
виртуална и обогатена реалност,

за да прецени разстоянието за фокусиране.

Имаме проследяващо устройство,
което знае къде се фокусират очите.

С помощта на две такива
можем да открием посоката на погледа,

за да изчислим фокуса.

За всеки случай и за повече надеждност

сме добавили и сензор за разстояние.

Сензорът е камера, която гледа навън

и отчита разстоянието до обектите.

Можем отново да използваме посоката
на погледа и да преценим разстоянието

за втори път.

След което комбинираме изчисленията

и настройваме съответно
оптичната сила на фокусируемите лещи.

Следващата стъпка бе
изпробването на уреда върху истински хора.

Затова намерихме около 100 пресбиопи,
които изпробваха нашето устройство,

докато отчитахме показателите им.

Това което видяхме, ни убеди още тогава,
че автофокалите са бъдещето.

Участниците виждаха по-ясно,
фокусираха по-бързо

и намираха самото фокусиране
за по-лесно и по-успешно

от личните им корекции.

Простичко казано,
когато говорим за зрение,

автофокалите не правят компромис така
както статичните корекции използвани днес.

Но... нека да не прибързвам.

Пред мен и колегите ми
стои още много работа.

Например, нашите очила са малко --

(смях)

грубички, може би?

Едната причина е
че използвахме по-груби части,

които са предназначени основно за научни
или индустриални цели.

Друга причина е че все още
трябва да навържем всичко,

защото наличните проследяващи алгоритми
не са достатъчно устойчиви.

Затова докато напредваме

и се превръщаме от научен екип в стартъп,

смятаме да направим бъдещите автофокали

да изглеждат в края на краищата
като нормални очила.

За да се случи това,
трябва да подобрим значително

устойчивостта на нашето
проследяващо устройство.

Трябва също да вградим по-фини
и по-ефикасни лещи и електроника.

Предвид това,
дори със съществуващия прототип

ние показахме,
че днешната технология за фокусируеми лещи

може значително да превъзхожда
традиционните форми на статична корекция.

Така че е само въпрос на време.

Пределно ясно е, че в близкото бъдеще

вместо да се чудим,
кой чифт очила да сложим и кога,

ще можем да се фокусираме
върху важните неща.

Благодаря ви.

(Аплодисменти)