Ingeniører udvikler smarte briller, der automatisk fokuserer på, hvad brugeren ser

Dagene med at bære bifokale eller konstant udskiftning af læsebriller kan snart komme til en ende.

Et team ledet af University of Utahs el- og computeringeniørprofessor Carlos Mastrangelo og ph.d.-studerende Nazmul Hasan har skabt "smarte briller" med væskebaserede linser, der automatisk kan justere fokus på, hvad en person ser, om det er langt væk eller tæt på. Forskning om adaptive linser blev offentliggjort i denne uge i en specialudgave af tidsskriftet, Optik Express . Artiklen var medforfatter af U el- og computeringeniørlektor Hanseup Kim og kandidatforsker Aishwaryadev Banerjee.

"De fleste mennesker, der får læsebriller, må tage dem på og tage dem af hele tiden, " siger Mastrangelo, som også er professor for USTAR, initiativet for økonomisk udvikling i Utah Science Technology and Research. "Du behøver ikke at gøre det mere. Du tager disse på, og det er altid klart."

Det menneskelige øje har en linse indeni, der justerer brændvidden afhængigt af, hvad du ser på. Men når folk bliver ældre, objektivet mister sin evne til at ændre fokus, hvilket er grunden til, at mange mennesker i sidste ende har brug for læsebriller eller bifokale for at se objekter tæt på og almindelige briller for at se langt væk, også kendt som langsynethed og nærsynethed, henholdsvis.

Så Mastrangelo og Hasan har skabt brilleglas lavet af glycerin, en tyk farveløs væske omsluttet af fleksible gummilignende membraner foran og bagpå. Den bageste membran i hver linse er forbundet med en serie af tre mekaniske aktuatorer, der skubber membranen frem og tilbage som et gennemsigtigt stempel, ændring af krumningen af ​​den flydende linse og derfor brændvidden mellem linsen og øjet.

"Brillens brændvidde afhænger af linsens form, så for at ændre den optiske kraft er vi faktisk nødt til at ændre membranformen, " siger Mastrangelo.

Linserne er placeret i specielle brillestel også opfundet af Mastrangelo, Hasan og andre medlemmer af forskningsgruppen med elektronik og et batteri til at styre og drive aktuatorerne. I brillernes bro er der en afstandsmåler, der måler afstanden fra brillerne til en genstand via pulser af infrarødt lys. Når bæreren ser på en genstand, måleren måler øjeblikkeligt afstanden og fortæller aktuatorerne, hvordan de skal bue linserne. Hvis brugeren så ser et andet objekt, der er tættere på, afstandsmåleren justerer og beder aktuatorerne om at omforme linsen til langsynethed. Hasan siger, at linserne kan ændre fokus fra et objekt til et andet på 14 millisekunder. Et genopladeligt batteri i rammerne kunne holde mere end 24 timer pr. opladning, siger Mastrangelo.

Inden du tager dem på for første gang, det eneste, brugerne skal gøre, er at indtaste deres brillerecept i en medfølgende smartphone-app, som så kalibrerer linserne automatisk via en Bluetooth-forbindelse. Brugere behøver kun at gøre det én gang, undtagen når deres recept ændres over tid, og teoretisk, Brillebrugere behøver aldrig at købe et andet par igen, da disse briller konstant vil tilpasse sig deres syn.

I øjeblikket, holdet har konstrueret en omfangsrig fungerende prototype, som de viste ved sidste måneds Consumer Electronics Show i Las Vegas, men forvent konstant at forbedre designet for at gøre dem mindre og lettere. Mastrangelo sagde en lighter, mere attraktivt par kunne ramme markedet allerede om tre år, og at en nystartet virksomhed, Sharpeyes LLC, er blevet til for at kommercialisere glassene.