Jak działają inteligentne okulary?

Inteligentne okulary to kolejna wielka rzecz w inteligentnej technologii do noszenia. Oferują one możliwość wprowadzenia technologii znalezionej w naszych smartfonach bezpośrednio do naszych oczu i uszu.

W 2013 roku Google wprowadził na rynek pierwsze inteligentne okulary. Google Glass Explorer okazał się komercyjną porażką, ale od tego czasu wiele firm wypuściło własną wersję inteligentnych okularów, a dziedzina ta z miesiąca na miesiąc staje się coraz bardziej ekscytująca.

Jak działają inteligentne okulary? Czy są tak skomplikowane, jak brzmią? Czytaj dalej, aby się dowiedzieć.

Czym są inteligentne okulary?

Inteligentne okulary to nadające się do noszenia okulary komputerowe, które mogą mieć różne funkcje. Niektóre nakładają się informacje w polu widzenia, takie jak an nakładka rzeczywistości rozszerzonej (AR). Niektóre mogą zapewniać możliwość odbierania połączeń i słuchania muzyki, ale nie oferują żadnych efektów wizualnych. Inni mogą po prostu zmienić ciemność soczewek w zależności od oświetlenia.

Zasadniczo inteligentne okulary mają na celu zapewnienie bezprzewodowej funkcjonalności smartfonów i podobnych urządzeń bezpośrednio na twarzy lub głowie. Inteligentne okulary mogą być sterowane dotykiem lub całkowicie bez użycia rąk. Mogą one umożliwiać wykonywanie połączeń lub odbieranie wiadomości, robienie zdjęć i filmów z Twojego punktu widzenia, słuchanie muzyki, interakcję z aplikacjami, korzystanie z nawigacji GPS lub wyświetlanie nakładki AR.

Inteligentne okulary również mają spore możliwości możliwości w różnych branżach, w tym logistyka, opieka zdrowotna i budownictwo.

Z jakich części składają się inteligentne okulary?

Aby inteligentne okulary oferowały podobną funkcjonalność do smartfonów i innych urządzeń, muszą być łatwo sterowane, mieć wiele czujników oraz wytwarzać sygnały wizualne i dźwiękowe.

Oto funkcjonalne części inteligentnych okularów i sposób ich działania.

Możliwości audio

Inteligentne okulary mogą mieć możliwość odbierania połączeń lub oglądania filmów. Te i wiele podobnych funkcji wymaga, aby możliwe było wyjście audio. Zamiast używania głośników, niektóre inteligentne okulary przekazują dźwięk do ślimaka (kości ucha) za pomocą przewodnictwa kostnego, a nie przez powietrze. Polega to na wysyłaniu wibracji z oprawki okularów do ślimaka przez czaszkę z pominięciem błony bębenkowej.

Mikrofon

Większość inteligentnych okularów ma mały mikrofon, który może nagrywać Twój głos i otaczające dźwięki. Jest to niezbędne w przypadku inteligentnych okularów z funkcją sterowania głosem, obsługą połączeń lub nagrywaniem wideo z dźwiękiem.

Procesor komputerowy

Jak każdy komputer, inteligentne okulary wymagają jednostki centralnej (CPU). Jest to zwykle trzymane w jednym z ramion ramek, a więc musi być małe. Zazwyczaj procesor jest taki sam lub podobny do procesora smartfona, jak Qualcomm Snapdragon XR1.

Interfejs człowiek-komputer (HCI)

W ten sposób dana osoba kontroluje swoje inteligentne okulary. Interfejs człowiek-komputer musi dotyczyć okularów, co oznacza, że ​​typowe elementy sterujące, takie jak ekran dotykowy lub mysz komputerowa, są nieodpowiednie.

Zamiast tego inteligentnymi okularami można sterować za pomocą jednego lub kombinacji następujących elementów:

• Guziki.
• Rozpoznawanie mowy.
• Rozpoznawanie gestów.
• Śledzenie wzroku.
• Zdalne sterowanie (przez smartfon).

Soczewki

Podobnie jak zwykłe okulary, wiele inteligentnych okularów może być wyposażonych w różne rodzaje soczewek. Mogą to być soczewki korekcyjne (dla słabego wzroku), soczewki z filtrem światła niebieskiego do użytku przy komputerze lub „inteligentne” soczewki, które stają się ciemniejsze w zależności od warunków oświetlenia.

Aparat fotograficzny

Wiele inteligentnych okularów wymaga aparatu. Google Glass Explorer znalazł się pod ostrzałem, ponieważ stale rejestrował otaczających go ludzi, stanowiąc poważny problem prawny i etyczny dla wszelkich inteligentnych okularów. Kamera służy do filmowania i analizy przez okulary, dzięki czemu możliwa jest nakładka AR.

Niektóre nowsze inteligentne okulary nie zawierają aparatu. Zwykle zapewniają one tylko możliwości audio.

Wyświetlacz: zakrzywione lustra i falowody

Wyświetlacz był jak dotąd najtrudniejszą częścią opracowywania inteligentnych okularów. Rzućmy okiem na niektóre technologie stojące za wyświetlaczami AR w inteligentnych okularach.

Istnieją dwa główne typy wyświetlaczy do inteligentnych okularów. Są to zakrzywione wyświetlacze lustrzane i wyświetlacze falowodowe.

Zakrzywione lustro działa poprzez rzutowanie obrazu na zakrzywione lustro, które odbija światło bezpośrednio w oku użytkownika. Problem z zakrzywionym lustrem polega na tym, że urządzenie musi być bardziej masywne, a obraz jest mniej ostry.

Z drugiej strony falowody to zestaw nowszych technologii (wiele z nich wciąż jest w fazie rozwoju). Obejmują one:

• Falowód dyfrakcyjny.
• Falowód holograficzny.
• Odblaskowy falowód.
• Wirtualny wyświetlacz siatkówki.

Falowód działa poprzez „zginanie” światła wyświetlanego przed oczami, aby wyświetlić pole widzenia (w tym obiekty rzeczywistości rozszerzonej 3D). Światło jest przesyłane przez prawie całkowicie przezroczysty kawałek plastiku lub szkła, który ma odbijać światło wzdłuż materiału. Światło odbija się wzdłuż falowodu do części przed okiem, a następnie rzutuje obraz bezpośrednio na oko.

Jednym z problemów z falowodami jest ograniczone pole widzenia, które zapewniają. Na przykład falowód HoloLens zapewnia FOV 30-50 stopni, podczas gdy normalne widzenie człowieka wynosi około 220 stopni. Istnieją pewne twierdzenia dotyczące falowodów FOV 100+ stopni, ale żaden z nich nie przeszedł obecnie etapu weryfikacji koncepcji.

Główny problem polega na tym, że zwiększenie pola widzenia oznacza zwiększenie rozmiaru falowodów i objętości okularów.

Kolejnym wyzwaniem jest rozwiązanie. Inteligentne okulary muszą mieć wyświetlacz o wysokiej rozdzielczości, aby był realistyczny lub umożliwiał rozróżnianie szczegółów (takich jak tekst). Wyzwanie polega na tym, że w przeciwieństwie do ekranu, który można oglądać bezpośrednio, inteligentne okulary mają złożony system optyczny, który może obniżyć rozdzielczość.

Dodaj inne komplikacje, takie jak dokładność kolorów i zniekształcenia w świecie rzeczywistym, a stworzenie wysokiej jakości wyświetlacza jest niezwykle trudne.

Jak wyglądają obecne inteligentne okulary?

Istnieją dziesiątki dostępnych na rynku lub opracowywanych inteligentnych okularów. Żaden z nich nie jest doskonały, a wiele z nich jest drogich, ale technologia szybko się rozwija. Oto dwa przykłady obecnie dostępnych inteligentnych okularów.

Ramki Amazon Echo

Inteligentne okulary Amazon Echo nie są AR, więc nie zapewniają żadnego wizualnego wyświetlania. Zamiast tego są wyposażone w cztery głośniki kierunkowe i mikrofon, dzięki czemu możesz słuchać muzyki, sterować Alexa Home lub wykonywać połączenia.

Ulepszone ostrze Vuzixa

Są to odpowiednie okulary AR, oferujące pełny wyświetlacz falowodowy nad prawym okiem. Dzięki kamerze o rozdzielczości 8 megapikseli i sterowaniu głosem, okulary umożliwiają użytkownikom robienie zdjęć, granie w wybrane gry, oglądanie serwisów streamingowych i nie tylko.

Przyszłość rozszerzonej rzeczywistości

Inteligentne okulary przeszły długą drogę od pierwszej próby Google. Obecnie są dziesiątki producentów, a technologia rozwija się z ogromną prędkością. Dzięki opracowywaniu nowych wyświetlaczy falowodowych oferujących lepszą rozdzielczość, pole widzenia i przejrzystość niż kiedykolwiek wcześniej, przyszłość AR jest ekscytująca.

Dostępne na rynku okulary AR są nadal drogie i pozostawiają trochę do życzenia, ale kto wie, co przyniesie najbliższe kilka lat.

Źródło: Dan Leveille/Stronie internetowej

Razer wprowadza na rynek inteligentne okulary Anzu, które chronią Twoje cenne oczy

Obejmują one filtrowanie niebieskiego światła na długie sesje grania.

Czytaj dalej

O autorze

Rozwiń, aby przeczytać całą historię