極具未來(lái)感的智能隱形眼鏡

沈臻懿

多年前，一部名為《黑客帝國(guó)》的科幻電影，讓我們看到了影視作品描繪下充滿著科技元素的未來(lái)世界。多年后的今天，科幻作品中的諸多情境正逐步走向現(xiàn)實(shí)。諸如，令人耳目一新的“智能隱形眼鏡”，佩戴者可以在視力所及的范圍內(nèi)實(shí)時(shí)疊加數(shù)字信息。

《黑客帝國(guó)》劇照

說(shuō)起隱形眼鏡，想必大家都不會(huì)陌生。自隱形眼鏡技術(shù)商用化以來(lái)，其已從最初僅適用于近視群體佩戴的鏡片，拓展到能夠進(jìn)行視力矯正的角膜塑形鏡乃至備受年輕人追捧的美瞳美顏鏡片……隨著科技的持續(xù)進(jìn)步，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）技術(shù)和隱形眼鏡的融合，也使其逐步朝著智能化的方向拓展。

AR技術(shù)通常是借助頭盔或眼罩等載體，讓顯示屏盡可能貼近使用者的眼睛。AR智能隱形眼鏡則在此基礎(chǔ)上，直接將智能科技集成至隱形眼鏡中。利用嵌入的迷你顯示器和傳感技術(shù)，向佩戴者眼睛投射影像或文字，從而使虛擬信息與佩戴者的現(xiàn)實(shí)視野相疊加，并實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)實(shí)世界提供數(shù)字信息的增強(qiáng)效果。

極具科幻感的AR智能隱形眼鏡，可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息的疊加，諸如：即時(shí)通信、導(dǎo)航提示、實(shí)時(shí)天氣等數(shù)字信息。此外，AR智能隱形眼鏡還嘗試添加了部分附加功能。譬如，借助頭部跟蹤技術(shù)的應(yīng)用，AR智能隱形眼鏡可根據(jù)使用者的關(guān)注焦點(diǎn)來(lái)自動(dòng)調(diào)整內(nèi)容的顯示。語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)控制功能的融入，則可以幫助使用者通過(guò)語(yǔ)音指令或者手勢(shì)控制來(lái)操作智能隱形眼鏡，從而進(jìn)一步提升用戶的體驗(yàn)效果。無(wú)線連接功能的應(yīng)用，可讓AR智能隱形眼鏡同智能手機(jī)和其他電子產(chǎn)品相連接，以滿足環(huán)境信息的實(shí)時(shí)呈現(xiàn)與交互。

邁入現(xiàn)實(shí)的AR智能隱形眼鏡，其未來(lái)應(yīng)用的場(chǎng)景和領(lǐng)域也較為多元化。導(dǎo)航指示數(shù)字信息的疊加，有可能在未來(lái)徹底改變現(xiàn)有電子導(dǎo)航地圖的工作樣態(tài)，并可進(jìn)一步優(yōu)化用戶駕駛、騎行或步行時(shí)的導(dǎo)航體驗(yàn)。同時(shí)，AR智能隱形眼鏡在娛樂(lè)游戲、教育培訓(xùn)、遠(yuǎn)程支持、醫(yī)療診斷等諸多領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。就娛樂(lè)休閑來(lái)說(shuō)，在未來(lái)的某一天，當(dāng)使用者佩戴上AR智能隱形眼鏡后，即可直接融入沉浸式的虛擬游戲體驗(yàn)中。

當(dāng)前，不同研究團(tuán)隊(duì)的AR智能隱形眼鏡研發(fā)，主要側(cè)重于軟性智能隱形眼鏡和硬質(zhì)智能隱形眼鏡兩大方向。就軟性AR智能隱形眼鏡而言，其最初問(wèn)世于2022年。軟性AR智能隱形眼鏡由水凝膠材質(zhì)所制成，纖薄又有彈性。其外觀雖近似于常規(guī)隱形眼鏡，但內(nèi)部嵌入了AR顯示芯片等微電子器件以及精密線路。通過(guò)與智能手機(jī)等移動(dòng)終端的配對(duì)，人們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)隱形眼鏡的控制，并增強(qiáng)視覺(jué)互動(dòng)效果。用戶佩戴這款智能隱形眼鏡后，可實(shí)時(shí)而又清晰地觀察到疊加于現(xiàn)實(shí)世界的虛擬數(shù)字信息。譬如，當(dāng)智能隱形眼鏡與導(dǎo)航系統(tǒng)聯(lián)通后，佩戴者將會(huì)接收并看到道路的限速情況、行駛方向以及上下匝道、出入口情況等。

就在軟性AR智能隱形眼鏡問(wèn)世的同期，硬質(zhì)鞏膜AR智能隱形眼鏡也進(jìn)行了首次佩戴入眼測(cè)試。該智能隱形眼鏡集成了運(yùn)動(dòng)追蹤、無(wú)線連接、電池陣列等技術(shù)，內(nèi)置有世界上最小且最密集的微型LED顯示器，分辨率高達(dá)每英寸1.4萬(wàn)像素。使用者在佩戴這一智能產(chǎn)品后，其顯示器會(huì)將圖形、文字以及高分辨率視頻等投射至佩戴者的視網(wǎng)膜上，無(wú)論是戶外抑或室內(nèi)條件，甚至是佩戴者閉眼時(shí)都可以看到各類(lèi)數(shù)字信息。硬質(zhì)鞏膜AR智能隱形眼鏡采用了微型電池供電技術(shù)以及無(wú)線充電系統(tǒng)，續(xù)航時(shí)間可維持在1天左右。其操作界面無(wú)須專(zhuān)門(mén)的控制器件，只需借助肉眼即可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的控制。

軟、硬AR智能隱形眼鏡的研發(fā)成果各有千秋。相比較而言，前者鏡片通常質(zhì)地較軟，能夠隨佩戴者的眼球而相應(yīng)拉伸，并不需要專(zhuān)門(mén)定制。不過(guò)，尤為復(fù)雜的電子元器件集成設(shè)計(jì)，決定了其更為高昂的研發(fā)成本。后者鏡片的質(zhì)地較硬，這就使其無(wú)法隨角膜的不同而改變形狀。為了確保淚液的充分交換，并提升氧氣通過(guò)量，硬質(zhì)AR智能隱形眼鏡必須根據(jù)每名用戶的眼球予以“量身打造”，因而有著較高的個(gè)性化定制成本。

電池在日常社會(huì)生活工作中，早已司空見(jiàn)慣。無(wú)論是鐘表、手機(jī)、電腦抑或新能源汽車(chē)等，都離不開(kāi)電池供能。智能隱形眼鏡同樣也不例外，這一前沿技術(shù)的應(yīng)用，同樣依賴(lài)于電池所提供的動(dòng)力。但我們平時(shí)常用的干電池、鋰電池等，往往較為笨重，缺乏韌性，且體積較大，其適用領(lǐng)域也受到一定限制，無(wú)法延伸至各類(lèi)柔性電子設(shè)備中。在此情形下，電池技術(shù)的更新，將直接影響到智能隱形眼鏡的發(fā)展。

AR智能隱形眼鏡可直接將智能科技集成至隱形眼鏡中

柔性電池作為一項(xiàng)新型電池技術(shù)，兼具高功率、柔韌性以及耐久性等優(yōu)勢(shì)。為此，科學(xué)家們已嘗試將柔性電池與智能隱形眼鏡相融合。2023年8月，韓國(guó)、加拿大等國(guó)的科學(xué)家共同展示了一款新型電池的研究成果。該電池厚度僅有20微米，相當(dāng)于人類(lèi)角膜的厚度，由納米級(jí)材料所制成。其不僅具有良好的柔韌性和耐久性特點(diǎn)，還可用于存儲(chǔ)電力。只需將該柔性電池放入鹽水溶液中，其就可對(duì)電力予以存儲(chǔ)。上述優(yōu)勢(shì)使得這一柔性電池可以輕松置入智能隱形眼鏡。使用者在佩戴嵌入了柔性電池的智能隱形眼鏡時(shí)，并未感到不適。

導(dǎo)航指示數(shù)字信息的疊加，有可能在未來(lái)徹底改變現(xiàn)有電子導(dǎo)航地圖的工作樣態(tài)，并可進(jìn)一步優(yōu)化用戶駕駛、騎行或步行時(shí)的導(dǎo)航體驗(yàn)

由于柔性電池系生物相容性材料制成，且不含有毒重金屬成分，這使得由其供電的AR智能隱形眼鏡不會(huì)對(duì)人體造成負(fù)面影響。內(nèi)置柔性電池的智能隱形眼鏡在更為輕便小巧的同時(shí)，還可獲得更長(zhǎng)的“續(xù)航”能力。因而，有科研團(tuán)隊(duì)正考慮如何拓展AR智能隱形眼鏡適用的新領(lǐng)域，如將其作為一款微型醫(yī)療儀器，以用來(lái)對(duì)患者的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，甚至可以為疾病的診療提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能的助力！

編輯：黃靈? ? yeshzhwu@foxmail.com