日前，南京大學(xué)聯(lián)合江蘇省人民醫(yī)院、南京航空航天大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種具有眼動(dòng)追蹤功能的隱形眼鏡，外觀和普通隱形眼鏡無異，柔軟輕薄，舒適無感，內(nèi)部卻“大有乾坤”，隱藏的射頻芯片可以實(shí)現(xiàn)高精度追蹤眼球運(yùn)動(dòng)軌跡并識(shí)別眼動(dòng)命令。相關(guān)成果于近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

近日，在南京大學(xué)現(xiàn)代工學(xué)院光電智能感知實(shí)驗(yàn)室，論文第一作者、南京大學(xué)2020級(jí)博士生朱衡天展示了這款眼動(dòng)追蹤隱形眼鏡。

具有眼動(dòng)追蹤功能的隱形眼鏡

透明醫(yī)療級(jí)硅橡膠材質(zhì)的厚度在100微米左右，四周平均分布著4個(gè)金色圓圈，也就是射頻芯片，這是捕捉眼動(dòng)信號(hào)的關(guān)鍵。

“我們?cè)陔[形眼鏡中植入了4個(gè)射頻芯片，覆蓋在眼球四周。當(dāng)無線射頻裝置向眼球發(fā)出射頻信號(hào)時(shí)，如果眼球移動(dòng)了，反射回?zé)o線射頻裝置的射頻信號(hào)的頻率和強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生變化。通過分析信號(hào)的數(shù)據(jù)，我們就能知道眼動(dòng)的軌跡。”論文通訊作者、南京大學(xué)徐飛教授介紹。

傳統(tǒng)的眼動(dòng)追蹤裝置多采用紅外設(shè)備或圖像采集設(shè)備來追蹤眼動(dòng)信息，這種技術(shù)易受到眼瞼、睫毛遮擋的干擾和瞳孔、虹膜等個(gè)體差異的影響，無法跟蹤睡眠狀態(tài)下人眼的運(yùn)動(dòng)軌跡。徐飛教授與合作者大膽創(chuàng)新，采用輕量簡(jiǎn)約的眼動(dòng)追蹤設(shè)計(jì)，將射頻芯片集成在隱形眼鏡里，利用無線射頻裝置與隱形眼鏡的信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)了閉著眼睛的狀態(tài)下，也能捕捉到眼動(dòng)信號(hào)。

科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的隱形眼鏡的無線射頻裝置

為何要在隱形眼鏡上實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)追蹤功能？

“眼動(dòng)追蹤技術(shù)是進(jìn)行人機(jī)交互的關(guān)鍵技術(shù)，比如我們常用手柄來控制無人機(jī)（車）和機(jī)器人等，但手柄的響應(yīng)速度和精確度是比不過眼睛的。要想‘指哪打哪’，最終要實(shí)現(xiàn)對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)軌跡的高精度提取，然后及時(shí)反饋�！毙祜w介紹，這款隱形眼鏡有多種應(yīng)用場(chǎng)景，“手腳不方便的人，可以解放雙手，用它控制外部設(shè)備。另外，在進(jìn)行AR、VR體驗(yàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)眼動(dòng)角度使用視網(wǎng)膜渲染技術(shù)，減少用戶眩暈感，節(jié)省圖形渲染計(jì)算資源。從醫(yī)學(xué)角度講，通過監(jiān)測(cè)微眼顫、睡眠快速眼動(dòng)期、斜視，可以進(jìn)行眼腦醫(yī)學(xué)診療、開展心理學(xué)研究等�！�

朱衡天介紹，團(tuán)隊(duì)用了兩種模式，檢測(cè)隱形眼鏡是否安全無害，“一種是讓兔子連續(xù)24小時(shí)佩戴眼鏡，另一種模式是模擬人類佩戴隱形眼鏡的習(xí)慣，每天佩戴8小時(shí)，連續(xù)佩戴7天，結(jié)果顯示，兔子的眼角膜沒有物理損傷，與市場(chǎng)上的隱形眼鏡無明顯差異�！敝旌馓毂硎荆�這款隱形眼鏡在正式投入市場(chǎng)前，仍需進(jìn)行大規(guī)模的臨床實(shí)驗(yàn)及嚴(yán)格的倫理審核，“從人工智能技術(shù)發(fā)展的長遠(yuǎn)角度來看，我們可以大膽暢想，將隱形眼鏡打造成一個(gè)集成化的VR系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的頭戴式設(shè)備到僅有百微米厚度的隱形設(shè)備的跨越�！�

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