عینک‌ هوشمندی برای ردیابی چشم، بدون نیاز به دوربین، ساخته شد

عینک‌های هوشمند با حسگرهای نوری پروسکایتی، ردیابی چشم بدون نیاز به دوربین را امکان‌پذیر می‌کنند. این عینک‌ها برای کنترل اجسام پیرامون بدون دخالت دست یا کنترلر، مناسب هستند.
به گزارش ایسنا، ردیابی چشم (Eye Tracking) پتانسیل زیادی برای ایجاد تعامل طبیعی بین انسان و کامپیوتر دارد، اما روش‌های موجود هنوز پیچیده و ناراحت‌کننده هستند. سیستم‌های مبتنی بر دوربین نیاز به پردازش پیچیده تصویر دارند و نگرانی‌هایی نیز در بخش حریم خصوصی ایجاد می‌کنند. حسگرهای لنز تماسی نیز می‌توانند باعث تحریک چشم شوند. روش‌های جایگزین که سیگنال‌های الکتریکی عضلات چشم را اندازه‌گیری می‌کنند، نتایج ناسازگاری ارائه می‌دهند. با وجود دهه‌ها تحقیق، ایجاد فناوری ردیابی دقیق و راحت چشم همچنان یک چالش مهندسی باقی مانده است.
 چالش‌های فعلی
مشکل اصلی، نیاز به نظارت دقیق بر حرکات ظریف چشم بدون تداخل در دید طبیعی یا ایجاد ناراحتی است. سیستم‌های دوربین باید حجم زیادی از داده‌های تصویری را در زمان واقعی پردازش کنند و تغییرات نور و ویژگی‌های چشم را در نظر بگیرند. حسگرهای لنز تماسی نیز قطعات الکترونیکی را مستقیم روی سطح چشم قرار می‌دهند که ممکن است باعث تحریک شوند. نبود فناوری ردیابی چشم قابل اعتماد و غیرتهاجمی، کاربردهای این فناوری در واقعیت افزوده، فناوری‌های کمکی و نظارت پزشکی را محدود کرده است.
 راه‌حل جدید:حسگرهای نوری پروسکایتی
پیشرفت‌های اخیر در مواد پروسکایتی،ترکیبات بلوری با خواص نوری و الکترونیکی مفید، راه‌حل احتمالی برای حل این مشکل ارائه می‌دهند. این مواد می‌توانند نور را با حساسیت بالا تشخیص دهند و از طریق فرآیندهای ساده و کم‌دمایی تولید شوند. ویژگی‌های منحصر به فرد آن‌ها، این مواد را به گزینه‌ای امیدوارکننده برای ساخت حسگرهای نوری مینیاتوری تبدیل کرده است.
 عینک‌های هوشمند با حسگرهای پروسکایت
دانشمندان چند مؤسسه تحقیقاتی در چین، عینک‌های هوشمندی توسعه داده‌اند که موقعیت چشم را با استفاده از آرایه‌ای از حسگرهای نوری پروسکایتی (به جای دوربین یا لنز تماسی) ردیابی می‌کنند. این سیستم نور منعکس‌شده از چشم را اندازه‌گیری می‌کند تا جهت نگاه را با دقت پنج درجه تعیین کند.
 روش ساخت و عملکرد
محققان با الهام از فرآیندهای معدنی‌سازی بیولوژیکی، روشی جدید برای رشد بلورهای پروسکایتی توسعه دادند. آن‌ها لایه‌ای از پلی‌آکریلیک اسید سدیم (PAAS) به فرآیند اضافه کردند که بلورهای پروسکایت را به تشکیل ساختارهای بزرگ‌تر و منظم‌تر هدایت می‌کند؛ این کار شبیه به نحوه تشکیل پوسته در موجودات دریایی است. این روش منجر به ایجاد فیلم‌های متیل‌آمونیوم سرب یدید با قابلیت‌های تشخیص نور شد.
حسگرهای پروسکایت بهبودیافته حساسیت قابل توجهی نشان دادند و به تغییرات نور ۳۰۰ برابر قوی‌تر پاسخ دادند. آن‌ها ۲۲.۰۹ آمپر جریان به ازای هر وات توان نور ورودی تولید کردند و پس از آزمایش‌های طولانی در رطوبت معمولی، ۹۱از عملکرد اولیه خود را حفظ کردند.
 عملکرد عینک‌های هوشمند
عینک‌های هوشمند شامل یک شبکه از این حسگرها هستند که به‌گونه‌ای قرار گرفته‌اند که نور منعکس‌شده از مناطق مختلف چشم را تشخیص می‌دهند. الگوریتم‌های شبکه عصبی سیگنال‌های حسگرها را در زمان واقعی پردازش می‌کنند تا موقعیت چشم را تعیین کنند. آزمایش‌ها دقت ۹۹.۸۶ درصد را نشان دادند. این سیستم حتی با تغییر فاصله بین حسگرها و چشم از ۱۴ تا ۵۶ میلی‌متر نیز دقت خود را حفظ کرد.