據(jù)外媒報道，專注于智能隱形眼鏡研發(fā)的科技公司XPANCEO發(fā)布了一款被動式眼動追蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用標準攝像頭即可實現(xiàn)工業(yè)級測量精度。該系統(tǒng)采用嵌入隱形眼鏡的微型圖案，無需主動電子元件或?qū)Ｓ秒娫醇纯蓪崿F(xiàn)高精度被動式注視追蹤。

圖片來源：XPANCEO

這項技術(shù)使隱形眼鏡能夠作為光學標記，被筆記本電腦、汽車儀表盤、移動設(shè)備和頭盔式系統(tǒng)中的現(xiàn)有攝像頭讀取。該系統(tǒng)使用兩個超薄光學光柵，產(chǎn)生會隨眼球旋轉(zhuǎn)而移動的干涉圖案。

當眼球旋轉(zhuǎn)且視角發(fā)生變化時，兩個光柵（由微小間隙隔開）會彼此相對移動，類似于立體書中的各層在傾斜時位置的變化。這導(dǎo)致所謂的摩爾紋發(fā)生可測量的變化。追蹤模塊尺寸為2.5×2.5毫米，封裝在生物相容性硅橡膠中，與傳統(tǒng)的隱形眼鏡制造工藝兼容。

目前的眼動追蹤技術(shù)大多依賴于外部系統(tǒng)，其工作原理是向眼睛照射紅外光，并使用攝像頭捕捉角膜（有時也包括晶狀體）的反射圖像。

計算機視覺算法隨后分析這些圖像，計算相應(yīng)的注視方向，并處理多個反射點的相對位置以及瞳孔的形狀和位置。這種照明、成像和分析的連續(xù)循環(huán)每秒發(fā)生數(shù)十次。

這些系統(tǒng)耗電相對較快，并且在光線條件不佳的情況下性能會下降，即使在光線充足的環(huán)境中，紅外信號也會與環(huán)境光相互干擾。

被動式圖案系統(tǒng)的工作原理

這種基于圖案的新技術(shù)具有兩大優(yōu)勢。首先，其簡化的設(shè)置無需紅外照明，即使在光線充足的環(huán)境下也能可靠運行，從而降低了硬件復(fù)雜性和功耗。

其次，它支持通用部署。由于攝像頭已嵌入日常設(shè)備和環(huán)境中，因此這種被動跟蹤系統(tǒng)無需專用基礎(chǔ)設(shè)施即可在多種場景下運行。

相關(guān)研究成果發(fā)表于期刊《Advanced Functional Materials》。

XPANCEO創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官Valentyn Volkov博士表示：“這種摩爾紋（moiré pattern）方法利用光學幾何原理，無需增加鏡片的復(fù)雜性或能耗，即可實現(xiàn)精確的眼球方向測量。這項技術(shù)拓展了隱形眼鏡平臺的應(yīng)用潛力，尤其是在用戶已經(jīng)與配備攝像頭的設(shè)備交互的環(huán)境中。”

醫(yī)療和高風險環(huán)境應(yīng)用

該系統(tǒng)無需使用限制性強的臨床硬件，即可實現(xiàn)0.3度的精度，使其成為檢測臨床應(yīng)用中細微眼球運動的理想解決方案，包括研究與神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的模式。這種高保真度的眼動追蹤技術(shù)日益被認為是神經(jīng)退行性疾?。òㄅ两鹕『桶柎暮Ｄ。┰缙谠\斷的重要生物標志物，近期研究也已建立了具體的診斷方案。

此外，該系統(tǒng)的穩(wěn)健性使其能夠高度適應(yīng)極端和高風險環(huán)境。在汽車、航空航天或工業(yè)領(lǐng)域，用戶通常佩戴帶有嵌入式攝像頭的頭盔，對眼跳速度和微注視點的持續(xù)分析遠超標準的疲勞監(jiān)測。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測嚴重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞、認知障礙或中毒情況，確保操作人員能夠勝任工作。

這項技術(shù)在不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下，拓展了智能隱形眼鏡的應(yīng)用范圍。