Умные очки eSight подарят зрение слепым. Электронные очки для слабовидящих: инновационный прорыв

Существует ряд технологий, которые вряд ли пригодятся абсолютному большинству людей. И при этом есть те, чью жизнь такие технологии выходит на новый уровень качества. Под это описание прекрасно подходит eSight , умные очки, которые дают слепым людям возможность видеть.

Роза Хендерсон – практически слепая с момента рождения, и уже в течение нескольких месяцев носит eSight. Ее история это пример передовых технологий с человеческим лицом. Она не говорит о том, что очки помогают ей лучше работать, или решают какую-то специфическую проблему – лишь о том, что они позволяет ей нормально жить. Она рассказывает, как eSight дает ей контроль над повседневной жизнью, дает уверенность и независимость, как никакое другое устройство. eSight позволяет ей делать повседневные вещи, естественные для зрячих, но практически невозможные для слепых и слабовидящих людей.

Умные очки

Роза Хендерсон почти ничего не видит с самого рождения.

Роза рассказывает о посещении занятий в колледже, где ей нужно было приходить раньше других студентов, чтобы занять место в первом ряду аудитории, и часто приводить с собой кого-то, кто помогал бы ей делать записи. Она зависела от помощи других людей, собаки-поводыря и трости – вся жизнь Розы требовала тщательного планирования. Зрячим людям тяжело понять, насколько сложно все это. Представьте себе, что вся ваша повседневная жизнь проходит с закрытыми глазами – примерно так и жила Роза Хендерсон.

Хендерсон говорит, что без eSight она не видит ничего на расстоянии и не может разглядеть черты лица человека, сидящего в метре от нее. Тем не менее, с помощью eSight, она не только различает людей, но и может посещать занятия, не занимая места в первых рядах, и самостоятельно делать записи. Кроме того, она может совершать прогулки без помощи животных поводырей и трости.

Роза опробовала все – от трости до огромного устройства для увеличения, похожего на проектор для микрофильмов, которое позволяло ей работать с документами.

Успехи Розы распространяются не только на колледж, но и на остальную ее жизнь. Чтение вывесок, возможность видеть на большие расстояния, самостоятельный переход через дорогу, распознавание людей и даже использование мобильного телефона – все это теперь доступно Розе Хендерсон и другим пользователям eSight. Стоит только услышать, с каким воодушевлением она рассказывает об улучшении своей жизни!

Это не первое вспомогательное средство, которое она использует. Роза опробовала все – от трости до огромного устройства для увеличения, похожего на проектор для микрофильмов, которое позволяло ей работать с документами. Хотя все эти устройства помогали в решении конкретной задачи, все они были неудобными (а некоторые и вовсе не помогали).

Все эти вспомогательные средства заменили умные очки eSight, которые на самом деле позволяет пользователю видеть.

Зрение на 100 процентов

eSight – это устройство-визор, которое надевается как очки. При необходимости, оно может использоваться вместе с парой корректирующих очков. Высокоскоростная камера сканирует мир вокруг пользователя, проецируя изображение на пару OLED-экранов, где специальное программное обеспечение улучшает и очищает изображение. Запаздывания нет, получаемое изображение не искажается, и поскольку визор можно опустить и поднять, периферийное зрение не нарушается. Это, вероятно, и есть истинное определение дополненной реальности.

Сложно в это поверить, но вместе с eSight у Розы Хендерсон стопроцентное зрение.

Насколько улучшается зрение пользователя? Сложно в это поверить, но вместе с eSight у Розы Хендерсон стопроцентное зрение. Функция масштабирования, которая управляется с помощью внешнего контроллера, позволяет пользователям видеть дальше и даже с большой четкостью, чем людям с нормальным зрением. У устройства есть даже HDMI-порт для подключения мультимедийного устройства, так что eSight может работать как очки виртуальной реальности для просмотра телевизора и фильмов. Благодаря умной системе магнитов, очки легко надевать, снимать и настраивать. Роза считает, что устройство могло бы быть и легче, но это то, над чем поработают в следующей версии.

Главным недостатком eSight является его цена – 10 000 долларов США, что делает это устройство непомерно дорогим.

Главным недостатком eSight является его цена – 10 000 долларов США, что делает это устройство непомерно дорогим. Тем не менее, страсть и приверженность, проявленные не только Розой Хендерсон, но также и Джеффом Фентоном, директором по распространению eSight, поистине заразительны. Чтобы помочь в распространении eSight среди людей, которые нуждаются в подобном устройстве, компания предлагает план финансирования, а также способ пожертвовать и внести свой вклад в достойное дело – победить слепоту к 2020 году. Можно восторгаться новыми моделями телефонов или ноутбуков, но миллионы людей могут испытывать тот же уровень свободы и независимости, что и Роза Хендерсон, используя eSight, что ставит это устройство на совершенно другой уровень.

Новый прибор использует своего рода обман или иллюзию. Он помогает слепому человеку выстраивать картину мира по набору звуков. Изобретение это раскрыло перед исследователями новые грани пластичности мозга человека.

Правда, VISOR передавал сигналы в мозг через нейроимплантат. Но общая идея схожа: нужно отснять картинку местности, преобразовать по неким правилам и доставить по назначению в каком-либо доступном виде (кадры memory-alpha.org, Paramount Pictures/ Paramount Television, CBS Studios).

Амир и его коллеги задались целью не просто создать разные электронные помощники для инвалидов, а разобраться, как они взаимодействуют с мозгом владельца. В частности, учёных интересовала… зрительная кора .

Один из феноменов, изучаемых группой Амеди, – мультисенсорное восприятие. Это интегрированная обработка разных каналов информации, помогающая формировать целую картину мира. Особенности взаимодействия разных зон мозга в этом процессе до сих пор не поняты в полной мере.

В частности, в одной из предыдущих работ Амеди нашёл интересные пересечения в путях обработки информации при обычном чтении книги и чтении шрифта Брайля слепым человеком, хотя в одном случае работают глаза, а во втором – кончики пальцев (иллюстрация Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

Нейрофизиологам известно, что визуальная обработка в мозге идёт двумя параллельными путями. В коре имеется затылочно-височной путь, или «вентральный поток», связанный с обработкой форм, идентификацией объектов, их цвета. Он отвечает на вопрос «что я вижу?».

И ещё есть затылочно-теменной путь («дорсальный поток»), который анализирует пространственную информацию о месте расположения объекта (вопросы «где?» и «как?»).

Работа Амеди не первая, в которой инженеры и учёные попробовали формировать в голове слепого человека «зрительную картину» при помощи звуков. Вспомним европейский опытный проект CASBLiP , в 2009 году (фото CASBLiP/ Universitat Politècnica de València).

Амеди и его коллеги провели сканирование мозга 9 зрячих людей и 11 слепых от рождения. Зрячие выполняли задачи на визуальное распознавание, а слепые – аналогичные упражнения с использованием SSD.

Проект SSD вообще-то объединяет несколько вариантов помощников для слепых. Это и уже упоминавшаяся карманная «виртуальная трость», и различные прототипы систем ориентации с очками-камерами и стереонаушниками, получившие также имя vOICe (фото Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

К удивлению экспериментаторов, у слепых активировались те же два потока. То есть зрительная кора точно так же начинала расшифровывать форму вещей и их пространственное расположение, когда человек пользовался «слуховым зрением».

(Об этом исследовании рассказывает в журнале Cerebral Cortex.)

Выходило, что такое фундаментальное разделение объёма работ может возникать даже без всякого предшествующего зрительного опыта. И что это разделение – не визуальное по своей природе.

Израильтяне сделали вывод, что мозг организует зоны коры по принципу специфики обработки информации (условно – по типу необходимых вычислений), вне зависимости от вида сенсорных каналов — зрительного, слухового или тактильного. О последнем стоит рассказать особо.

Перекладка на зрительную зону коры обязанности по составлению «визуальной картины» по одному лишь звуку – ещё один пример потрясающей нейропластичности мозга (иллюстрация Hebrew University of Jerusalem, Amir Amedi’s Lab).

Четыре десятка лет назад американский нейрофизиолог Пол Бачирита (

Если ты слепой , то это еще не значит, что ты не хочешь модно одеваться , и уж точно не значит, что ты не хочешь знать, что происходит в мире вокруг тебя. Вот для того, чтобы объединить два этих законных желания, как раз и создан концепт с названием Braille Sight .

Пластину с воспроизводящимся изображением можно держать в кармане и обращаться к ней только в тех случаях, когда это особо необходимо, а можно и постоянно держать в руках. Второе особо актуально во время прогулок и встреч с людьми.

Практически 90 процентов всей информации об окружающем мире человек получает через зрительные органы. В современном мире нагрузка на зрение существенно возросла, поэтому постоянно увеличивается количество людей, которые имеют определенные нарушения зрения. Если задача полного восстановления зрения пока нерешаема, то помощь пациентам, испытывающим подобные проблемы, для того, чтобы они могли вернуться к полноценной жизни, вполне возможна. В настоящее время этим людям могут помочь электронные очки, трансформирующие визуальную информацию в образы или сигналы, которые могли бы распознаваться пользователем. О таких уникальных очках и пойдет речь в данной статье.

Пожалуй, одно из самых интересных устройств в этом направлении – это виртуальные очки E-sight, разработанные одноименной канадской компанией. Данная система включает в себя очки и ручной пульт управления. В самих очках установлена камера с возможностью 14-кратного увеличения, которая записывает все происходящее напротив человека, и тут же передает данные в блок управления. Далее эта информация преобразуется к индивидуальным особенностям слабовидящего человека с помощью специальных алгоритмов, после чего отправляется обратно в очки.

Линзы электронных очков E-sight представляют собой OLED-экраны с высоким разрешением. Поскольку процессы передачи и обработки данных осуществляются быстро, то человек начинает видеть картинку практически в режиме реального времени.

Очки E-sight не смогут помочь полностью слепым людям, но они могут быть полезным инструментом для слабовидящих пользователей. С помощью пульта человек может работать с полученной визуальной картинкой, в частности, приближая ее до 14 раз. Это позволяет ему взглянуть на далеко расположенные объекты или прочитать страницу книги.

Также с помощью блока управления можно менять контрастность и яркость картинки. Виртуальные очки E-sight уже успешно применяются на практике. Например, с их помощью канадка Кэтти Бейтц, имеющая серьезные проблемы со зрением, которые начали проявляться еще в детстве, сумела увидеть лицо своего новорожденного сына.

Однако до широкого распространения электронных очков E-sight пока еще очень далеко. Во-первых, они способны помочь не всем пациентам. А самое главное – это очень высокая стоимость устройства (порядка 10 – 15 тысячи долларов). Ведь фактически очки делаются на заказ, с учетом индивидуальных особенностей зрения для того, чтобы видеосигнал можно было преобразовать в хорошо различимые и видимые человеку образы.

Smart-очки

Вышеупомянутые очки E-sight являются попыткой использовать остаточное зрение, сохранившееся у человека. Поскольку многие люди, которые считаются незрячими, в действительности могут воспринимать свет. Этот же принцип заложен и в других технологических разработках последнего времени. В частности, профессор Стивен Хикс из Оксфордского университета создал специальные очки с двумя миниатюрными камерами и инфракрасным проектором, способным определять расстояние до предметов. КПК анализирует и преобразует поступающие с камер данные, после чего отображает их на линзах очков в видимой для слабовидящего человека форме.

Линзы здесь также представляют собой прозрачные OLED-дисплеи. Информация с камер и проектора трансформируется в полезные, понятные человеку образы.

Например, дистанция до препятствия может определяться посредством разной яркости картинки. Пилотные тесты новинки уже завершены, Для внедрения и коммерческого распространения своего изобретения Хикс создал компанию Assisted Vision. В ближайшем будущем предполагается начало производства и продажи электронных очков. Разумеется, в полной мере воспроизвести функции органов зрения данное устройство не в состоянии, но оно способно помочь слабовидящим людям самостоятельно ходить по магазинам и пользоваться общественным транспортом.

Звуковые очки

Другой вариант очков для незрячих людей предложил Амир Амеди из университета в Иерусалиме. Он сумел создать, так называемое, устройство подмены восприятия (SSD), позволяющее незрячим людям «видеть» ближайшие объекты. Правда, достигается это не использованием набора образов, как в предыдущих устройствах, а набором звуков.

В эти электронные очки встроена небольшая камера, которая подключается к КПК или смартфону. С помощью специальной программы визуальная информация об окружающих объектах, поступающая с камеры, преобразуется в звуковые сигналы. В частности, контрастная линия, которая идет вверх, передается нарастающим звуковым сигналом, а та что идет вниз – с понижающим тоном. После недолгой практики незрячий человек может легко запомнить этот набор звуков, чтобы научиться понимать их.

Испытания устройства показали, что даже слепой человек посредством электронных очков становится способен находить людей, распознавать те или иные объекты, читать надписи. Кстати, было установлено, что люди с абсолютной слепотой гораздо более ловко обращаются с очками, чем здоровые пользователи с повязкой на руках или просто слабовидящие люди. Причина понятна: у слепых людей слух развивается сильнее, они лучше чувствуют тонкие вариации в звуке, различные тональности.

Электронные очки, дополняющие реальность, это, конечно, хорошо, однако некоторые исследовательские организации и компании ставят перед собой куда более амбициозные задачи. Речь идет о создании настоящего бионического глаза, способного практически полностью заменить наши зрительные органы.

Компания Second Sight давно работает в этом направлении. Ей удалось создать искусственную сетчатку. Прибор под названием Argus II функционирует следующим образом. На поврежденную сетчатку глаза человеку вживляют набор электродов. Компактная камера на очках записывает окружающее пространство, далее полученная картинка обрабатывается портативным ПК. Наконец, по беспроводной связи информация передается на искусственную сетчатку, которая за счет встроенных электродов стимулирует клетки фоторецепторов. В результате, человеку становится доступно хоть и примитивное, но зрение.

Благодаря данному прибору слепые могут увидеть, что перед ними находится тот или иной объект, могут заметить движение. Впрочем, о массовом производстве устройства пока также говорить не приходится, ведь стоимость Argus II в настоящее время превышает 100 тысяч долларов. Однако появление подобных приборов все же дает определенную надежду слепым людям, что они когда-нибудь смогут увидеть дневной свет и насладиться красотой окружающего мира.

Что собой представляют очки электронные для слабовидящих людей? Чем они хороши? Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в статье. Ношение очков является традиционным способом исправления зрения. Однако они сегодня существенно преобразились в связи с развитием технологий.

Так, очки с регулируемыми диоптриями являются последней разработкой. То есть теперь человек может моментально настроить величину оптической мощности линзы. Эти устройства именуют адаптивными очками, и они являются универсальным средством для коррекции остроты видения любого человека. Рассмотрим некоторые версии электронных очков.

Решение проблем

Немногие сегодня знают о существовании электронных очков. Люди с плохим зрением часто сталкиваются с различными проблемами. Одной из них является та, когда глаза человека видят неодинаково. Для поправки этого дефекта приходится очки с разными диоптриями заказывать, но это выходит намного дороже и не всегда возможно.

К другой проблеме относится дискомфорт, связанный с видимостью объектов на той или иной дистанции. К примеру, в очках для врачевания миопии отлично видно предметы, размещенные вдали, но для чтения они слишком мощные. При дальнозоркости все происходит наоборот.

И наконец последняя ситуация - это ухудшение видения, требующее замены линз на более сильные. Все вышеперечисленные проблемы могут решить многофункциональные очки с настраиваемым фокусом, система которых представляет собой весьма незатейливый механизм. В его основе находится принцип работы бинокля.

Особенности

Какими качествами отличаются адаптивные очки? Важнейшей особенностью является наличие пары изогнутых линз, соприкасающихся между собой. К каждому краю прикреплено маленькое колесико для настройки оптической мощности, что позволяет корректировать картинку для глаз в отдельности.

Если повернуть колесо, линзы сместятся. Это действие поменяет диоптрию от -6 до +3. В итоге адаптивными очками могут пользоваться люди и с дальнозоркостью, и с близорукостью. Существуют и иные версии адаптивных очков, у которых фокус трансформируется с помощью электроимпульса. Это удивительные очки emPower.

Внешний вид

Первые в мире очки электронные обещают положить конец оптическим традиционным линзам. Их не нужно будет дополнять другими или менять, так как эти устройства автоматически приспосабливаются к вашему видению.

На новых очках emPower линзы покрыты очень тонким слом жидких кристаллов, который в зависимости от поставленных задач четкость настраивает автоматически. Эта модель выглядит как простые очки, но в действительности это совершенно революционный прибор. Так, людям с неважным зрением больше не нужно будет менять очки для чтения на простые очки - достаточно отрегулировать emPower, которые оснащены первыми в мире линзами с электронной фокусировкой.

Настройка

Сложно ли настроить очки с жидкокристаллическими линзами? Нет, Здесь отладка очень простая. Режим «для чтения» можно активировать двумя способами:

1. Опустите голову вниз.
2. Коснитесь пальцами дужек.

Известно, что очки emPower изготавливает компания PixelOptics. Ее руководство утверждает, что в будущем они будут выпускать очки для людей с различным видением. На рынке появятся версии самых разнообразных стилей, форм, цветов и параметров, каждый человек для себя подберет что-либо по душе.

Управление

Электронные очки работают от батареи. Чтобы ее зарядить полностью, вам потребуется примерно 8 часов. После батарея будет функционировать около трех дней. Вы можете заряжать ее во время отдыха.

Режим управления можно выбрать в дужках очков: ручной или автоматический.

Нюансы

Известно, что первые в мире электронные очки emPower были предложены американским предприятием PixelOptics в 2011 году. У этих прогрессивных линз оптическая область для видения вблизи обладает определенной неизменной величиной аддидации, к которой, если это нужно, можно добавить еще +0,75 D.

Аддидация мгновенно увеличивается автоматически либо при наклоне головы (об этом мы писали выше), либо можно вручную включить электронную область (касанием боковой части заушника).

Для увеличения размеров аддидации применяется невидимый слой жидких кристаллов, который размещен в линзе. Когда через этот слой протекает слабый электроток, его показатель преломления увеличивается.

С помощью электронной добавки +0,75 D можно существенно уменьшить параметры аддидации самой передовой линзы (разницы между оптической мощностью области видения вблизи и зоной зрения вдаль), требуемой человеку. А чем меньше аддидация, тем меньше периферийные искажения у авангардной линзы, и тем больше поля четкого видения на всех дистанциях. Именно поэтому в emPower человек будет себя намного комфортнее чувствовать, чем в простых передовых очках.

Кстати, дальнейшая модернизация линз emPower, скорее всего, приведет к тому, что человек с помощью электронной добавки сможет получать требуемую аддидацию полностью (максимальная величина 3,5 D). Также площадь ЖК-зоны будет расширена на всю линзу.

Линзы emPower создают из полимера с индексом преломления 1,67. Это говорит о том, что они будут легкими и тонкими даже при значительных диоптриях.

Реализация

Очки emPower уже успешно реализуются в США. В Европе их дистрибьюцией и изготовлением занимается предприятие Novacel. Линзы emPower поставляются вместе с зарядным устройством и оправами, созданными в классическом стиле. Единственное, что не позволяет радоваться в полной мере, это цена чудесных устройств. Ведь очки emPower стоят от $1 000 до $1 200.

Кстати, компания PixelOptics создавала версию emPower более 12 лет. За этот период времени ею было зарегистрировано в США 275 патентов, относящихся к этой технологии.

Оксфордский университет разработал очки, которые могут помочь пациентам с плохим зрением самостоятельно ориентироваться на местности и обходить препятствия.

Ведущим разработчиком этих чудо-устройств является доктор Стивен Хикс. На оправе очков установлена видеокамера и крохотный блок компьютерной обработки. Здесь есть программное обеспечение, которое позволяет получить картинку предметов и подать его на окуляры. Вместо линз установлены электронные прозрачные дисплеи, отображающие снимки объектов и людей, находящихся около пользователя. В итоге человек может отличить стулья от столов, бордюры от теней и людей друг от друга.

Разработчики говорят, что их умные очки не заменяют утраченное зрение, а поэтому слепым людям не подходят. Вместо этого технология увеличивает уровень собственной пространственной эрудиции. Фактически дисплеи дают более полные сведения о том, что человек видит и так, но эти данные позволяют пользователю достичь большей уверенности в том, что вокруг него происходит.

Также эти очки великолепно работают в сумерках и могут помочь тем, кто страдает ночной слепотой. Сегодня они все еще несколько массивны. Чуть позднее изготовители планируют облегчить и уменьшить корпус и установить рыночную цену на уровне простого смартфона.