Люди уже много лет работают над тем, чтобы поместить компьютерное оборудование в контактные линзы.
Один прорыв произошел в 2009 году, когда группа из Университета Вашингтона в Сиэтле успешно провела испытания прототипа, включающего интегральную схему, антенну, радиоприемник и светодиод в контактную линзу, которая могла принимать питание по радиоканалу от внешнего аккумулятора для освещения светодиода. Двое из тех же исследователей работали с лабораториями Google X над созданием прототипа умной контактной линзы с функцией обнаружения глюкозы - проект, о котором компания официально объявила в январе 2014 года. Поэтому интеграция других миниатюрных аппаратных средств, таких как миниатюрная камера, не так уж и надуманна.
В начале 2014 года Управление по патентам и товарным знакам США опубликовало несколько патентов, поданных компанией Google в 2012 году и связанных с интеграцией вычислительных компонентов в контактные линзы. По крайней мере, один из них, озаглавленный "Компонент захвата изображения в контактных объективах", включает в себя встраивание крошечного аппаратного обеспечения камеры.
Один из изобретателей, перечисленных в патенте, Бабак А. Парвиз, работал над обоими ранее упомянутыми контактными проектами, а также над проектом Google Glass, который интегрирует в форм-фактор очков смартфон с функцией захвата изображений и другими возможностями. В некотором смысле, смартфоны являются следующим логическим шагом после Google Glass.
Поскольку загруженная камерой контактная линза находится только на патентном уровне - хотя на данный момент она может быть в работе в лаборатории - неизвестно, выйдет ли она на самом деле в качестве жизнеспособного потребительского продукта. Но если это произойдет, то это обязательно изменит ситуацию.
Предполагаемое аппаратное обеспечение
Контактная линза для захвата изображения должна была бы интегрировать крошечные, тонкие чипы, провода, антенны и другие миниатюрные аппаратные средства, либо скрепленные поверх или встроенные внутри материала контактной линзы.
Согласно патенту Google, каждый из них будет, по крайней мере, включать в себя цепь управления, датчик и камеру (упоминается в патенте как компонент захвата изображения), хотя больше компонентов также могут быть включены. Внутренние компоненты могут быть соединены с помощью встроенных проводов, по беспроводной связи, или комбинацией этих двух.
Компонент захвата изображения будет нуждаться в датчике, который может принимать свет и преобразовывать его в цифровые данные. Это может быть достигнуто с помощью комплементарного датчика изображения металл-оксид-полупроводник (CMOS), датчика изображения устройства с зарядовой связью (CCD).
Другие встроенные датчики, перечисленные в патенте, включают в себя:
- фотодиоды (которые воспринимают свет)
- датчик давления
- датчики проводимости
- датчик температуры
- датчики электрического поля
- микромеханические переключатели
Потребуется схема управления, включающая различные компоненты, чтобы заставить работать контактные линзы для захвата изображений. Эта схема должна была бы включать в себя процессор, который, вероятно, состоял бы из компонента управления визуализацией для инструктирования аппаратного обеспечения камеры о том, как и когда снимать данные изображения; компонент анализа для обработки необработанных данных изображения и генерации метаданных о вещах, обнаруженных на захваченных изображениях; и компонент интерфейса для обмена инструкциями и данными с удаленными устройствами.
Еще одним необходимым компонентом управления цепью является питание. Объективы должны включать в себя какой-то способ получения (или генерации), хранения и распределения электрической энергии для внутреннего аппаратного обеспечения, не подключаясь напрямую к внешнему источнику питания. (Мы все можем согласиться, что провода питания, подключенные к контактным линзам, были бы непрактичны). Энергия может передаваться снаружи через радиочастотные волны, или же датчики могут даже сами вырабатывать энергию и передавать ее на силовой компонент. В патенте перечислены следующие возможные силовые компоненты:
- батарея
- конденсатор
- источник солнечной энергии
- источник питания радиочастоты (RF)
- электрохимический источник питания
- температурный источник питания
- механический источник питания
Управление цепью будет также включать в себя приемопередатчики (компоненты, которые могут передавать и принимать данные) для облегчения обмена изображениями, командами или другой информацией между внутренними компонентами и внешними устройствами. В соответствии с патентом приемопередатчик мог бы включать радиочастотную антенну. Другим вероятным компонентом является хранилище данных для сохранения данных или инструкций от внутренних компонентов или удаленных устройств.
Умные контактные линзы могут также включать в себя дисплей и, возможно, светоизлучающие диоды (светодиоды) для обеспечения выхода на владельца. Для того чтобы дисплей работал, объективы должны были бы включать различные виды микрообъективов (возможно, преломляющие, дифракционные или гибридные линзы), чтобы сфокусировать изображения и заставить их казаться подвешенными на некотором расстоянии перед пользователем. Одной из возможностей, упомянутых в патенте, является жидкокристаллическая линза, представляющая собой преломляющую линзу с переменным фокусом, которая может быть изменена с помощью электрического сигнала. Другая упомянутая возможность - это линза Френеля, которая является дифракционной линзой, которая не совсем обладает качеством изображения преломляющей линзы, но может быть сделана намного тоньше.
Система может работать только с одной контактной линзой или двумя контактными линзами с одинаковым или различным распределением компонентов. При использовании только одной контактной линзы пользователь мог бы получать изображения в пределах видимости, так как наши два глаза по большей части перемещаются вместе. С двумя контактными линзами пользователь мог бы захватывать трехмерные изображения.