واقعیت افزوده و لنزهای هوشمند دید شما را فراطبیعی خواهند کرد

تا یک دهه قبل، به‌نظر می‌رسید جاه‌طلبی‌های گوگل حد و مرزی ندارد. این شرکت به کمک ویمو (Waymo) اتومبیل‌های خودران را طراحی کرد و از ساخت کلونی در ماه حمایت ‌کرد. یکی از برنامه‌های این شرکت، ساخت لنزهای تماسی هوشمند برای اندازه‌گیری سطح گلوکز اشک فرد و کمک به کاهش آسیب‌های ناشی از دیابت بود. برایان اوتیس و بابک پرویز دو محقق شرکت گوگل در سال 2014 در این باره نوشتند: «هنوز در مراحل ابتدایی ساخت این فناوری هستیم، اما مطالعات تحقیقاتی بالینی متعددی که انجام داد‌ه‌ایم به اتمام رسیده و نمونه‌های اولیه را طراحی کرده‌ایم».

با گذشت هفت سال، گوگل همچنان بر موضع خود پافشاری می‌کرد، اما هیچ جا اثری از لنزهای تماسی هوشمند Verily دیده نمی‌شد. سرانجام، آلفابت، شرکت مادر گوگل، در سال 2018 به‌طور رسمی اعلام کرد کار روی این پروژه را متوقف کرده است. با این‌حال، لنزهای هوشمند به‌لطف تلاش دانشمندان و مهندسان زیادی به واقعیت تبدیل شدند. جالب آن‌که آینده این فناوری جذاب هیچ شباهتی به انتظارات احتمالی شما ندارد. 

تاکنون، تلاش‌های زیادی برای توسعه لنزهای تماسی صورت گرفته است.  Acuvue لنزهای Oasys with Transitions را عرضه می‌کند که به‌طور خودکار در نور خورشید تیره می‌شوند، این لنزها همانند عینک‌های آفتابی کوچک برای مردمک چشم‌های شما هستند. محققان سال‌های متمادی است روی لنزهای هوشمندی کار می‌کنند که مورد تقاضای افراد هستند، سطح شیمیایی مواد در بدن را اندازه‌گیری و داروها (به‌ویژه آنتی هیستامین‌ها) را تجویز می‌کنند. اما وضعیت لنزهای هوشمند به چه صورتی است؟ در پاسخ باید بگوییم این محصولات هنوز به‌شکل واقعی وارد بازار نشده‌اند.

شرکت دیگری که برای توسعه لنزهای تماسی هوشمند تلاش می‌کند، InWith Corp است. این شرکت اولین لنز تماسی هوشمند نرم خود را در نمایشگاه CES 2021 به نمایش گذاشت که می‌تواند عیوب بینایی کاربر را با استفاده از فناوری فوکوس خودکار پیشرفته اصلاح کند. این شرکت از روشی برای قرار دادن تراشه‌های نمایشگر بینایی تقویت‌شده در لنز‌های تماسی هیدروژل نرم، پرده برداشت که میلیون‌ها نفر روزانه از آن‌ها استفاده می‌کنند. 

در اوایل سال 2020، این شرکت اعلام کرد با همکاریBausch و Lomb قرار است مدارهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر را به‌شکل مستقیم در لنزها قرار دهد. البته امکان خرید این لنزها هنوز وجود ندارد، اما آن‌ها بیشتر از هر زمان دیگری به یک قدمی ما نزدیک شده‌اند. 

استیو سینکلر، معاون ارشد تولید شرکت موجوویژن، می‌گوید: «این لنزها از آن‌چه فکر می‌کنید به شما نزدیک‌تر هستند، اما قرار نیست به‌زودی در اختیار شما قرار بگیرند». شرکت موجو، رقیب بزرگ InWith، به دور از هیاهوی رسانه‌ای، لنزهایی با مجموعه وسیعی از فناوری‌های اختصاصی طراحی و تولید کرده است که از جمله آن‌ها می‌توان به نمایشگر Micro LED تقریبا نامرئی با اندازه کمتر از نیم میلی‌متر (در اندازه یک دانه شن)، حس‌گرهای کوچک مانند شتاب‌سنج و ژیروسکوپ، یک حسگر تصویر فوق‌العاده کارآمد برای سنجش دنیای اطراف، باتری‌های بسیار کوچک و غیره اشاره کرد.

با این لنزها چه کارهایی می‌توانید انجام دهید؟ به احتمال زیاد اولین چیزی که به ذهن شما می‌رسد، برنامه‌های واقعیت افزوده است. برای مثال، برچسب‌های راهنمای مسیر که شما را در خیابان‌های یک شهر ناآشنا راهنمایی می‌کنند و اطلاعاتی درباره افراد و ساختمان‌هایی که از آن‌ها عبور می‌کنید در اختیارتان قرار می‌دهند. قدرت اصلی نمایشگری که روی چشم شما قرار می‌‌گیرد، فراتر از چیزی است که انتظار دارید. استیو سینکلر کاربردهای متفاوتی را عنوان می‌کند، مانند مشاهده متن یک سخنرانی مهم، یادداشت‌های مربوط به ارائه‌ها، فهرست نهایی مربوط به پروژه اصلی و غیره. 

یکی از زمینه‌های مهم و کاربردی لنز‌های تماسی هوشمند، در حوزه ورزش‌ است. دوندگان امروزی دنیایی از شاخص‌ها و معیارها را روی مچ دست خود دارند، اما چه کسی دوست دارد، هنگام دویدن با حداکثر سرعت، این شاخص‌ها که روی مچ دستش قرار دارد را مشاهده کند؟ این در حالی است که لنز‌های تماسی ورزشکاران می‌توانند داده‌های بیومتریک را به‌شکل مستقیم در میدان دید خود داشته باشند. 

لنز‌های تماسی هوشمند برای افراد کم‌بینا و مبتلا به گلوکوم، دژانراسیون ماکولا یا تباهی لکه زرد و غیره، نویدبخش خبرهای بسیار خوبی هستند. تراشه‌های موجود با بهره‌ گرفتن از فناوری واقعیت افزوده می‌توانند صحنه‌ها را قبل از یک شخص ببینند و همزمان گوشه‌ها و لبه‌ها را به ساختمان‌ها بیافزایند، کنتراست تصویر در اطراف علائم را تقویت کرده و به افرادی که دید ضعیفی دارند کمک کنند در جهان پیرامون خود حرکت کنند. این دستاورد می‌تواند یک رویداد سرنوشت‌ساز و تعیین‌کننده باشد، اما این تازه شروع کار است. 

بینایی در واقع ارتباطی پیچیده میان سیستم چشم و مغز شما است که تکانه‌های الکتریکی ارسال‌شده از چشمان را تفسیر کرده و آن‌ها را به تصویر نهایی تبدیل می‌کند. مغز شما تا حدودی ایراد‌های موجود را می‌پذیرد، اما شاید در آینده مجبور به این کار نباشد.

لنز‌های هوشمند در آینده می‌توانند لنز‌های معیوب یا ناقص را اصلاح کنند یا حتا به‌طور کامل جایگزین آن‌ها شوند و قبل از این که مغز شما تصاویر را برای تفسیر دریافت کند، ایرادات احتمالی این تکانه‌های الکتریکی را برطرف ‌نمایند. علاوه بر این، لنز‌های هوشمند می‌توانند دید مادون‌قرمز یا فوق‌دوربینی به فرد بدهند. در همین زمینه، محققان موفق شده‌اند با تزریق نوعی نانوذرات به خون موش‌ها، قابلیت دید در محدوده مادون قرمز را در اختیار موش‌ها قرار دهند، اما هنگامی که فناوری لنزهای تماسی تکامل پیدا کنند، قدرت نامحدودی در اختیار افراد قرار خواهند داد. 

اگر به دوران پسا-گوشی‌های هوشمند نگاه کنید، متوجه خواهید شد که لنز‌های تماسی هوشمند این ظرفیت را دارند تا جایگزین‌ این گجت‌های دوست‌داشتنی شوند. گری بنگر، فن‌شناس، نویسنده و فیلسوف اسبق سیلیکون‌ولی، دنیایی در 140 سال آینده را تصور می‌کند که نمایشگر‌ها در آن، نه‌تنها در لنز‌های تماسی استفاده خواهند شد، بلکه در واقع بخشی از وجود افراد خواهند شد. این ویژگی به‌لطف تراشه‌ای که پشت گوش افراد قرار داده می‌شود و به قرینه متصل می شود، به‌دست خواهد آمد. او در کتاب جدیدش با عنوان «سفر بدون محدودیت» توضیح می‌دهد که چگونه هوش مصنوعی و رابط‌های میان ذهن و ماشین، با ایمپلنت‌های شبکیه ترکیب می‌شوند تا دانش‌نامه‌‌ای مثل ویکی‌پدیا را به‌شکل مستقیم در اختیار افراد قرار دهند. 

بنگر معتقد است در آینده‌ای نه چندان دور، هوش مصنوعی کارآمدتر با داده‌های مربوط به مکان افراد یا حسگر‌هایی که تقریبا همه جنبه‌های بدن را بررسی می‌کنند، ترکیب خواهد شد. در آن زمان، شما می‌توانید به‌‌سادگی به پیتزا فکر کنید و نقشه‌ کوچکی روی قرنیه‌ چشم خود بینید که نشان می‌دهد کجا می‌توانید یک پیتزا بخرید.

یک نمایشگر Micro LED روی چشم

از سال 2015 تاکنون شرکتی مستقر در کالیفرنیا به‌نام موجوویژن در حال توسعه لنزهای هوشمند است. این لنزها همانند عینک‌های هوشمند، گرافیک‌ و تصویرسازی‌های مفید واقعیت افزوده را برای انجام کارهای مختلف در مقابل چشمان شما قرار می‌دهند تا به شما در انجام کارهای روزانه کمک کنند. هم اکنون، نمونه اولیه این فناوری آماده شده و از آزمایش‌ها سربلند خارج شده است. اگر فیلم‌های گزارش اقلیت یا مرد آهنی را دیده باشید، باید بدانید دانشمندان موفق به طراحی فناوری‌هایی شده‌اند که پیش‌تر در این فیلم‌ها نظاره‌گر آن‌ها بودیم. 

درو پرکینز، مدیرعامل شرکت موجوویژن، در وبلاگ این شرکت نوشته است: «موجوویژن اولین شرکتی است که یک لنز تماسی هوشمند واقعیت افزوده را با ویژگی‌های کامل به نمایش گذاشته است». او در مصاحبه‌ای با سایت CNET گفت به مدت یک ساعت از لنز فوق برای انجام فعالیت‌های روزمره استفاده کرده است. در نهایت، شرکت موجوویژن مایل است کاربران بتوانند به‌طور همزمان از دو لنز موجو برای خلق تجربه‌های تصویری سه بعدی استفاده کنند.

در مرکز این لنزها یک پردازنده Arm M0 و یک نمایشگر Micro LED با 14,000 هزار پیکسل در هر اینچ قرار دارد. قطر این لنزها تنها 0.02 اینچ (0.5 میلی‌متر) با گام پیکسلی (pixel pitch) برابر با 1.8 میکرون است. 

پرکینز بر این باور است که محصول تولید‌شده، کوچک‌ترین و متراکم‌ترین نمایشگری است که تاکنون برای محتوای پویا ساخته شده است. به‌گفته پرکینز، توسعه این لنز در کل شامل تمرکز بر کوچک‌سازی فیزیکی و الکترونیکی بوده است. این شرکت، سیستم مدیریت انرژی خود را با میکرو‌باتری‌های درجه‌ پزشکی و یک مدار مجتمع مدیریت توان اختصاصی طراحی کرده است. در این لنزها، از یک مغناطیس‌سنج با پیکربندی سفارشی، شتاب‌سنج و ژیروسکوپ برای ردیابی استفاده شده است. هدف این است که واقعیت افزوده حتا زمانی که چشمان خود را به اطراف می‌چرخانید، در دسترس باشد. حرکت چشم ضروری است، زیرا در برخی عینک‌های هوشمند مثل Ray-Ban Stories، هیچ کنترل حرکتی وجود ندارد. یکی از مهندسان موجوویژن در این باره گفته است: «‌کنترل صوتی برای این لنزها وجود دارد. روش اصلی کنترل رابط کاربری، ردیابی حرکات چشم است».

یکی از بزرگ‌ترین موانع پیش روی این عینک‌های هوشمند، دست‌و‌پا‌گیر و عجیب بودن آن‌ها است. به همین دلیل برخی دستگاه‌ها مانند Stories و  Nreal Air از ظاهری شبیه به عینک آفتابی استفاده می‌کنند. به‌نظر می‌رسد لنز تماسی این قابلیت را دارد که حتا محتاطانه‌تر از هدست‌های واقعیت افزوده یا محصولاتی مثل عینک هوشمند Ray-Ban باشد، البته نمونه‌ اولیه‌‌ فعلی از لوازم جانبی مخصوصی استفاده می‌کند که دور گردن بسته می‌شود و در واقع شامل یک پردازنده مرکزی، پردازنده گرافیکی و یک رادیوی 5 گیگاهرتزی برای ارسال و دریافت دو طرفه سیگنال‌ها با لنز است. 

سایت CNET در این باره نوشته است: «این وسیله جانبی اطلاعات را به کامپیوترهایی که داده‌های حرکت چشم را تحلیل می‌کنند، ارسال می‌کند. البته این فناوری به سخت‌افزار خاصی که مدارهای مجتمع برنامه‌پذیر (ASIC) نام دارد، نیاز دارد. در وضعیت فعلی، به‌نظر می‌رسد این یک نقطه ضعف بزرگ در کاربری محصول فوق است. این که مجبور باشید چیزی را حتا با وجود کوچک بودن، دور گردن‌تان بیاندازید می‌تواند سخت باشد. همچنین، مشخص نیست این دستگاه‌ها تا چه اندازه گرم می‌شوند. نمونه اولیه‌ این محصول از کلاهکی با آنتن یکپارچه برای اتصال آسان‌تر استفاده می‌کند، بااین‌حال، انتظار داریم این مشکل در محصول نهایی حذف شود. تاریخ دقیقی برای عرضه لنز تماسی هوشمند Mojo وجود ندارد. این محصول می‌تواند اولین لنز تماس واقعیت افزوده‌ای باشد که به‌دست مصرف‌کنندگان عادی می‌رسد. اهداف کوتاه‌مدت این شرکت شامل جذب شرکای بالقوه، سرمایه‌گذاران و روزنامه‌نگاران برای آزمایش لنز هوشمند است.

پرکینز در بخش دیگری از توضیحات خود می‌افزاید: «با این پیشرفت، اکنون پلتفرمی داریم که به ما کمک می‌کند لنز Mojo را اصلاح کنیم تا ‌تایید FDA را دریافت کنیم و بتوانیم آن را به بازار عرضه کنیم. برای رسیدن به این هدف چند مطالعه‌ بالینی برای آزمایش قابلیت‌ها و ارائه‌ بازخورد درباره‌ عملکردهای آن انجام خواهیم داد. انتظار می‌رود لنزهای تماسی هوشمند  Mojo در 10 سال آینده یا زودتر در دسترس همه‌ کاربران عادی قرار گیرند». پرکینز دنیایی را ترسیم کرده است که ورزش‌کاران در آن از لنزهای هوشمند برای انجام تمرین‌های متمرکز و سنگین استفاده می‌کنند و به دقیق‌ترین اطلاعات پزشکی دست پیدا خواهند کرد.