Soczewki kontaktowe z „wyświetlaczem”

Inżynierowie z Uniwersytetu Waszyngtońskiego stworzyli prototyp soczewek kontaktowych z "wbudowanymi" obwodami elektronicznylmi oraz emiterami światła. Jest to pierwszy krok ku zbudowaniu urządzeń potrafiących emitować obraz "wprost do ludzkiego oka".

Stworzenie soczewek potrafiących tworzyć obraz widziany przez noszącego je człowieka daje ogromny potencjał możliwościowy. Mogłyby one być wykorzystywane przez kierowców i pilotów do wyświetlania wirtualnej tablicy rozdzielczej czy wirtualnego kokpitu, lekarzy do stałego obserwowania parametrów życiowych operowanych pacjentów bez odrywania od nich oczu i w jakichkolwiek innych dziedzinach, w których konieczne jest do pracy obserwowanie różnych wskaźników.
Urządzenia takie mogą znaleźć zatosowanie także w bardziej tradycyjny dla nich sposób - jako swoiste "wzmacniacze" obrazu dla osób słabo widzących (na zasadzie działania podobnej do tej wykorzystanej w aparatach słuchowych), lub w sposób całkowicie modernistyczny - na przykład do przeglądania stron internetowych podczas spaceru, wideokonferencji, czy zwiększania realizmu gier wideo poprzez wyświetlanie przez nie różnych informacji, takich, jak poziom zdrowia czy stan ekwipunku, które obecnie są wyświetlane na monitorze czy telewizorze.
Nowemu rozwiązaniu, które pozwoliło na stworzenie prototypów takich "soczewek kontaktowych nowej generacji" bardzo daleko jeszcze do takich efektów, ale daje ono podstawę do rozpoczęcia prac, które w przyszłości mogą zaowocować podobnymi do opisanych efektami. "Jest to bardzo mały krok w stronę celu, ale za to szalenie obiecujący" - mówi Babak Parviz, doktor inżynierii elektronicznej UW (tego waszyngtońskiego :)).
Rezultaty prac zostały zaprezentowane w Instytucie Inżynierii Elektrycznej i Elektronicznej na międzynarodowej konferencji na temat "systemów mikro-elektryczno-mechanicznych" (wolne tłumaczenie, jeśli ktoś woli, Micro Electro Mechanical Systems) przez Harveya Ho, dawnego studenta Parviza. Współautorami projektu są Ehsan Saeedi i Samuel Kim z Wydziału Inżynierii Elektrycznej UW oraz Tueng Shen, z Wydziału Okulistyki Centrum Medycznego UW.
"Ludzie mogą wynajdować bardzo wiele praktycznych zastosowań naszego pomysłu. Naszym celem na dziś było zademonstrowanie podstaw tej technologii i ukazanie, że technologia ta działa i jest bezpieczna" - powiedział Parvitz, który przewodniczy multidyscyplinarnym pracom badawczym.
Prototypowe urządzenie zawiera elektroniczny obwód oraz diody emitujące czerwone światło, które są przeznaczone do wyświetlania obrazu (na razie urzązenie nie potrafi emitować żadnego obrazu, chodziło jedynie o stworzenie fizycznego, a nie funkcjonalnego prototypu). Soczewki były testowane na królikach, którym zakładano je na okres do 20 minut - jak dotąd nie stwierdzono żadnych negatywnych reakcji. "Zakładanie i zdejmowanie "sztucznych oczu" będzie tak łatwe jak te same czynności w odniesieniu do zwykłych soczewek, a raz je założywszy, ich użytkownik ledwie będzie sobie zdawał sprawę z ich obecności" - mówi Parviz.
Zbudowanie soczewek było dużym wyzwaniem, ponieważ materiały które są bezpieczne do używania na oku są bardzo delikatne. Z kolei obwody elektroniczne są tworzone z materiałów nieorganicznych oraz tworzyw toksycznych. Aby rozwiązać ten problem naukowcy z UW zbudowali te obwody jedynie z metalu, którego warstwy mają grubość zaledwie kilku nanometrów (około 1/1000 grubości ludzkiego włosa) i zbudowali diody o gryubości 1/3 milimetra.
Następny krok polega w skrócie na rozsypaniu "proszku" zrobionego z tych elektronicznych komponentów na warstwę plastycznego plastiku. Kształt poszczególnych komponentów decyduje, w którym miejscu zostaną zgromadzone - gromadzenie to odbywa się "samoczynnie" za pomocą techniki znanej jako "self-assembly technique" - opierającej się na tych samych siłach, jakie powodują, że woda jest transportowana w górę w korzeniach roślin.
Zasadniczą zaletą prototypowych soczewek jest to, że nie zniekształcają one obrazu docierającego do oka spoza nich. "na powierchni oka jest dyuża przestrzeń która nie jest przeźroczysta, którą możemy użyć, aby umiejscowić na niej poszczególne podzespoły urządzenia" - mówi Parviz.
Naukowcy mają nadzieję, że cały system będzie można zasilać dzięki kombinacji pozyskiwania energii z fal radiowych (pojawiła się już wcześniej koncepcja przesyłania prądu drogą radiową, jeżeli się rozwinie być może będzie mogła zostać tu użyta) oraz miniaturowych baterii słonecznych.
Soczewki wyposażone w pełni funkcjonalne wyświetlacze nie pojawią się z pewnością jeszcze przez dłuższy czas, ale wersja posiadająca podstawowy wyświetlacz o bardzo małej rozdzielczości (taki "prototyp drugiej generacji") może zostać opracowany , zdaniem Parvitza, dość szybko. Prototypowe soczewki nie mają funkcji korygującej wzrok, ale nic nie stoi na przeszkodzie, żeby takie wyprodukować.