İki yanıp sönme merceği yakınlaştırabilir ve diğer iki yanıp sönme uzaklaşabilir Bu, göz hareketleriyle kontrol edilen esnek bir mercektir. İnsanlar etrafına baktıkça sola ve sağa dönebilir ve yakınlaştırmak için göz kırpabilirler.

Bu sadece bir ürünün prototipidir, ancak içinde çok fazla hayal gücümüz olabilir, kamera olmak zorunda değil, herhangi bir esnek makine olabilir. Kontakt lens yapmak ve Google gözlükleri gibi giyilebilir ekipmanlarla uyum sağlamak için bir kamera işlevi eklerseniz, bu, 007 James Bond'un standart ekipmanı veya "Terminator" ekipmanıdır.

(Kaynak: Daniel Juena / Flickr / Wikimedia Commons)

Bu, oküler elektrik sinyalleri ile kontrol edilen yumuşak bir makinenin ilk gerçekleştirilmesidir. 16 Temmuz'da, California Üniversitesi, San Diego'da (UCSD) Makine ve Havacılık Mühendisliği Bölümü'nde doçent olan Shengqiang Cai'nin ekibi, bu araştırmayı malzeme bilimi dergisi Adv Funct Mater'de yayınladı.

Kontrol için göz sinyali

Şekil Biyonik yumuşak lens tasarımı ve üretimi: a) İnsan gözünün şematik diyagramı. Ekstraoküler kaslar, göz küresinin hareketini kontrol eder ve lensin odak uzaklığı, dairesel siliyer kasın kasılmasıyla değiştirilebilir. b) Biyonik yumuşak lensin tasarımı. İki DE filmi ve mercek bir çift koni yapı oluşturur Her DE filminin 4 bağımsız aktif alanı vardır Halka şeklindeki karbon gres elektrodu mercek yüzeyinin üstüne kaplanır ve tuzlu su diğer elektrot görevi görür. c) Bir tarafta (kırmızı ile gösterildiği gibi) bir çift DE filmine voltaj uygulandığında, DE filminin genişlemesi lens düzleminin hareket etmesine neden olabilir. d) Lens içindeki halka şeklindeki DE filmin genişlemesi, her iki taraftaki filmlerin eğriliğini azaltabilir, böylece lensin odak uzunluğunu artırabilir. (Kaynak: Adv Funct Mater)

Bu kameranın kullandığı ilke oküler sinyaldir. İnsan gözünün kornea ile retinası arasında potansiyel bir fark vardır.Göz hareket halindeyken kornea ve retina arasındaki potansiyel fark, gözün hareketiyle sürekli değişecektir.Bu, gözün elektrik sinyalidir. Göz izleme sinyali ölçüm teknolojisi düşük maliyetlidir, ölçümde doğrudur, uzun süreli kayıt elde etmek kolaydır ve giyilebilir cihazlarda kullanım için daha uygundur.

Yumuşak lens muhafazası, bir elektroaktif polimer film ve aynı zamanda bir dielektrik esnek filmdir (DE film). Mercek tuzlu suyunun içeriği, gözün yapısını taklit edebilmesi için insan gözünün merceğine eşdeğerdir.

Halka şeklindeki karbon gres elektrodu lens yüzeyinin üstüne kaplanır ve tuzlu su diğer elektrot görevi görür. Yumuşak merceğin yakınlaştırması ve hareketi, DE filminin elektrik potansiyeli tarafından tetiklenir. Polimer kabuk dışbükey ise, yakınlaştırmaya eşdeğerdir ve lensin polimer halkası lensi hareket ettirmek için genişler veya daralır.

Öznenin gözlerinin etrafında 5 elektrot teli vardır, böylece göz küresindeki potansiyel algılanabilir. Öznenin göz küresi yukarı ve aşağı hareket ettiğinde, lens buna göre hareket edecektir.

DE film hızlı tepki verebildiğinden, yumuşak lensin hareketi ve deformasyonu göz hareketiyle kolayca senkronize edilebilir. Program ayarlandıktan sonra, kullanıcı iki kez yanıp söndüğünde lens yakınlaştırılabilir ve iki kez tekrar yanıp söndükten sonra lens uzaklaştırılır.

Mevcut yumuşak lens giyilebilir bir cihaz değildir 5 elektrot teli insan gözünün etrafındaki kaslara bağlanır ve yumuşak lens insan vücudunu terk eder. Bu, bilim kurgu filmlerinde giyilebilir akıllı lenslerin endüstride hala elde edilebileceği mesafedir.

Şekil Göz hareketi, bu yumuşak merceğin hareketini kontrol edebilir. (Kaynak: Adv Funct Mater)

Cai Shengqiang ile röportaj: Herhangi bir biyolojik sinyal arayüz olarak kullanılabilir

DeepTech: Bu bir kamera mı, yoksa bir gözlük cihazı mı, nasıl karakterize edilir?

Cai Shengqiang: Her ikisi de iyi. Nereye uygulamak istediğinize bağlı olarak çok ilkel bir model yaptık. Bunu bir kameraya, ya da gözlüklere dönüştürebilirsiniz.

DeepTech: Bu yumuşak lens hızlı yanıt verebilir, neden bu kadar hızlı yanıt verebiliyor?

Cai Shengqiang: Geleneksel robotlar temelde motorlar veya dişliler tarafından çalıştırılırken, yumuşak robotların insan kaslarına eşdeğer olan DE membranı kullanması gerekir ve elektro-okülogram voltajı deformasyonunu ve hareketini kontrol etmek için kullanılabilir.

DeepTech: Önceki yumuşak lens araştırmasıyla karşılaştırıldığında, atılımınız nerede?

Cai Shengqiang: Yumuşak lensleri ilk kullanan biz değiliz, ancak bu sefer iki büyük atılımımız var.

Öncelikle insan gözü biyonik var ve esnek malzemeler ve lens yapısında yenilikler yaptık. Kameranın yakınlaştırması, manipüle etmek için çok fazla alan gerektirir ve insan gözleri yumuşaktır ve yakınlaştırma, kasların mikro kontrolü ile elde edilebilir. Burada iki takım yapay kas kullanılır, biri göz küresinin yukarı, aşağı, sola ve sağa hareketini kontrol etmek için kullanılır, diğeri ise yakınlaştırma olan kasılma ve ekstansiyonu kontrol etmek için kullanılır.

İkinci olarak, yumuşak lens hareketini ve yakınlaştırmayı kontrol etmek için oküler sinyalleri ilk kez kullanıyoruz. Yumuşak malzemelerin kullanılması nedeniyle, lensin odak uzunluğundaki göreceli değişiklik deformasyon yoluyla% 32'ye kadar çıkabilir.

DeepTech: Yumuşak lensin sinyal yanlış yargısı hakkında ne düşünüyorsunuz?

Cai Shengqiang: Biyolojik sinyallerin her zaman biraz gürültüsü vardır veya bazı belirsizlikler vardır, bu nedenle işleme sinyalini verdiğimizde yanlış karar kaçınılmazdır.

Sinyaldeki tepe veya çukur tanınmazsa, mercek zıt yöne hareket edebilir veya mercek geri hareket etmek için tetiklenmeyebilir. Göz hareketleri bazen çift yanıp sönme olarak yanlış yorumlanabilir ve lensin beklenmedik şekilde yakınlaştırmasına neden olabilir.

Mevcut sinyal değerlendirme doğruluk oranı% 90'a ulaşabilir ve benimsenebilecek hata düzeltme mekanizması, işlemi tekrar yapmanızdır.Bir bilgisayar çökmesi gibidir ve biz bir yeniden başlatma mekanizması sağlıyoruz.

DeepTech: Bu prototip üründeki iyileştirmeler nelerdir?

Cai Shengqiang: Sonuçta, bu ürünün prototipi. Örneğin kullandığımız elektrot teli doğrudan satın alınan ticari bir elektrot telidir.Ne çok yumuşak ne de gerilebilirdir.Daha esnek bir elektrot teli ile değiştirilebilirse, biyolojik sinyal yakalama ve işleme ve insan için daha etkili olacaktır. Konfor seviyesi çok daha yüksek olacak.

Ayrıca, yumuşak lensimizin içeriği tuzlu sudur, lensin küresel şekli ve sıvının düzgün kırılma indisi optik sapmalara neden olur. Aslında, insan gözü merceğinin kırılma indisinin hala bir eğimi vardır ve kırılma indisi tek tip değildir, bu nedenle bir gradyan malzeme yapmak için onu bir hidrojel ile değiştirebiliriz.

% 10 içindeki yanlış yargı oranı için, yanlış yargı oranını iki biyolojik sinyal kümesiyle kontrol etmek için ses gibi başka bir biyolojik sinyal kümesi ekleyebiliriz.

DeepTech: Şimdi mi deniyorsunuz ve bundan sonra hangi ürün yapılacak?

Cai Shengqiang: Hayır, güçlü yönlerimiz olmadığı için, bir sonraki gerçek ürüne hala bir mesafe var, ancak bu üniversite araştırmasının gücü değil. Elbette birçok kişi soru sormak için bizimle iletişime geçti. Aralarından bir doktor bize bu cihazın katarakt sorununu çözmemize yardımcı olup olamayacağını soran bir e-posta gönderdi.

DeepTech: Bu çalışmanın ticari beklentilerini nasıl görüyorsunuz?

Cai Shengqiang: Üretim sürecine çok fazla dikkat etmedik, bu güçlü noktamız değil, yeniliğe daha fazla önem veriyoruz. Tabii ki bir sonraki adımda sektör bizimle işbirliği yaparsa biz de gönüllüyüz.

Şekil | Darbe sinyali, cihazı kontrol etmek için de kullanılabilir. (Kaynak: Cai Shengqiang)

DeepTech: Musk aynı zamanda insan-bilgisayar arayüzünün de çalışması olan beyin-bilgisayar arayüzünü de inceliyor Oküler sinyaller üzerine yaptığınız araştırmalarla karşılaştırıldığında, herhangi bir karşılaştırma olduğunu düşünüyor musunuz?

Cai Shengqiang: Bence beyin-bilgisayar arayüzü araştırması daha ticarileşiyor.Beyin dalgaları ile karşılaştırıldığında, oküler sinyaller üzerine yapılan araştırmalar daha net. EOG sinyalini seçip yumuşak bir mercek üzerinde kullansam da aslında herhangi bir biyolojik sinyal arayüz olarak kullanılabilir.Örneğin EKG sinyalini kalp gibi atabilen bir cihaz yapmak için de kullanmaya çalışıyoruz.

Shengqiang Cai, California Üniversitesi, San Diego'da (UCSD) Makine ve Havacılık Mühendisliği Bölümü'nde doçenttir. Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Mekanik ve Makine Mühendisliği Bölümü'nden mezun oldu, 2011 yılında Harvard Üniversitesi'nden Makine Mühendisliği alanında doktora derecesi aldı ve 2011-2012 yılları arasında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde doktora sonrası araştırmacı olarak çalıştı. Ağırlıklı olarak yumuşak malzeme mekaniği, katı elektrokimyasal mekanik, enerji malzeme mekaniği, biyonik tasarım ve biyomekanik, 3 boyutlu üretim vb.

Evde o kadar çok şey var ki çok dağınık görünüyor? Akıllı insanlar böyle kabul edilir

Lavabo tıkalı ve hala kaldırılıyor mu? Çok fazla sorun, bu 3 numarayı kullanmak sökmeden pürüzsüz olabilir

Buffett ve Bezos gibi küresel milyarderler, dalmadan önce yüksek bir seviyede para kazandılar! Çalkantılı bir piyasada korunma nasıl sağlanır?

Buzdolabı hala plastik torbalarla mı dolu? Neden bu numarayı öğrenmiyorsunuz, temiz ve düzenli

Öneri: Pencereyi temiz su ile silmeyin, temiz olmayacaktır! Pencereleri temizlemek için size basit ve verimli birkaç darbe öğretin

Tanabata Sigorta Büyük Veri: Akrep, partnerinizi korumayı seven kişidir

Kaç yaşında olursanız olun, dişleriniz sarı veya siyah ise gülümsemenizi daha parlak hale getirmenize yardımcı olacağım.

Köylüler kayısıları çevrimiçi canlı satıyor

Tanabata Telegraph: Düğün kutlamaları için ülkenin en gelişmiş şehri Xi'an oldu! Şangay halkı en çok kör randevuları sevmez

Banyodan sonra sırtınızı ovuşturamazsınız ve kiri temizlemek zordur. Bu yöntemle özgürce temizleyebilirsiniz.

Evde neden bu kadar çok şey var? Bunlarla temiz ve düzenli

Sarılı köfteleri doğrudan dondurmayın! Cildi bozmadan lezzetli ve lezzetli bir numara öğretin