ساخت عینک هوشمندی برای ردیابی چشم، بدون احتیاج به دوربین،
به گزارش گردو دانلود، عینک های هوشمند با سنسورهای نوری پروسکایتی، ردیابی چشم بدون احتیاج به دوربین را امکانپذیر می کنند. این عینک ها برای کنترل اجسام پیرامون بدون دخالت دست یا کنترلر، مناسب هستند.
به گزارش گردو دانلود به نقل از ایسنا، ردیابی چشم (Eye Tracking) پتانسیل زیادی برای ایجاد تعامل طبیعی بین انسان و کامپیوتر دارد، اما روش های موجود هنوز پیچیده و ناراحت کننده هستند. سیستم های مبتنی بر دوربین نیاز به پردازش پیچیده تصویر دارند و نگرانی هایی نیز در بخش حریم خصوصی ایجاد می کنند. سنسورهای لنز تماسی نیز می توانند موجب تحریک چشم شوند. روش های جایگزین که سیگنال های الکتریکی عضلات چشم را اندازه گیری می کنند، نتایج ناسازگاری ارائه می دهند. با وجود دهه ها مطالعه، ایجاد فناوری ردیابی دقیق و راحت چشم بازهم یک چالش مهندسی باقیمانده است.
چالش های فعلی
مشکل اصلی، نیاز به نظارت دقیق بر حرکات ظریف چشم بدون تداخل در دید طبیعی یا ایجاد ناراحتی است. سیستم های دوربین باید حجم زیادی از داده های تصویری را در زمان واقعی پردازش کنند و تغییرات نور و خاصیت های چشم را درنظر بگیرند. سنسورهای لنز تماسی نیز قطعات الکترونیکی را مستقیم روی سطح چشم قرار می دهند که ممکنست موجب تحریک شوند. نبود فناوری ردیابی چشم قابل اعتماد و غیرتهاجمی، کاربردهای این فناوری در واقعیت افزوده، فناوری های کمکی و نظارت پزشکی را محدود کرده است.
راه حل جدید: سنسورهای نوری پروسکایتی
پیشرفت های اخیر در مواد پروسکایتی، ترکیبات بلوری با خواص نوری و الکترونیکی مفید، راهکار احتمالی برای حل این مشکل ارائه می دهند. این مواد می توانند نور را با حساسیت بالا تشخیص دهند و بوسیله فرآیندهای ساده و کم دمایی تولید شوند. خاصیت های منحصر به فرد آنها، این مواد را به گزینه ای امیدوارکننده برای ساخت سنسورهای نوری مینیاتوری تبدیل نموده است.
عینک های هوشمند با سنسورهای پروسکایت
دانشمندان چند مؤسسه تحقیقاتی در چین، عینک های هوشمندی توسعه داده اند که موقعیت چشم را با بهره گیری از آرایه ای از سنسورهای نوری پروسکایتی (به جای دوربین یا لنز تماسی) ردیابی می کنند. این سیستم نور منعکس شده از چشم را اندازه گیری می کند تا جهت نگاه را با دقت پنج درجه تعیین کند.
روش ساخت و عملکرد
پژوهشگران با الهام از فرآیندهای معدنی سازی بیولوژیکی، روشی جدید برای رشد بلورهای پروسکایتی توسعه دادند. آنها لایه ای از پلی آکریلیک اسید سدیم (PAAS) به پروسه اضافه کردند که بلورهای پروسکایت را به تشکیل ساختارهای بزرگ تر و منظم تر هدایت می کند؛ این کار شبیه به نحوه تشکیل پوسته در موجودات دریایی است. این تکنیک منجر به ایجاد فیلم های متیل آمونیوم سرب یدید با قابلیت های تشخیص نور شد.
سنسورهای پروسکایت بهبودیافته حساسیت قابل توجهی نشان دادند و به تغییرات نور ۳۰۰ برابر قوی تر پاسخ دادند. آنها ۲۲.۰۹ آمپر جریان به ازای هر وات توان نور ورودی تولید کردند و بعد از آزمایش های طولانی در رطوبت معمولی، ۹۱٪ از عملکرد اولیه خودرا حفظ کردند.
عملکرد عینک های هوشمند
عینک های هوشمند شامل یک شبکه از این حسگرها هستند که به شکلی قرار گرفته اند که نور منعکس شده از مناطق مختلف چشم را تشخیص می دهند. الگوریتم های شبکه عصبی سیگنال های حسگرها را در زمان واقعی پردازش می کنند تا موقعیت چشم را تعیین کنند. آزمایش ها دقت ۹۹.۸۶٪ را نشان دادند. این سیستم حتی با تغییر فاصله بین حسگرها و چشم از ۱۴ تا ۵۶ میلی متر نیز دقت خودرا حفظ کرد.
کاربردهای عملی
برای نشان دادن کاربردهای عملی، پژوهشگران عینک های هوشمند خودرا به یک ماشین کنترلی متصل کردند. کاربران با بهره گیری از حرکات چشم، ماشین را از مسیرهای پیچیده عبور دادند. سیستم در کمتر از ۱۳۰ میلی ثانیه پاسخ داد، سرعتی که برای کنترل روان ماشین کافی است. عملکرد این سیستم در وضعیت نوری مختلف محیط های داخلی پایدار باقی ماند.
مزایای فناوری جدید
این فناوری چند محدودیت روش های موجود ردیابی چشم را مرتفع می کند. این سیستم از بار محاسباتی و نگرانی های حریم خصوصی سیستم های مبتنی بر دوربین اجتناب می کند و در عین حال دقت مشابهی ارائه می دهد. سنسورهای غیرتماسی نیز ناراحتی ناشی از دستگاه های لنز تماسی را از بین می برند. تولید مبتنی بر محلول مواد پروسکایت نیز امکان تولید کم هزینه را فراهم می آورد.
کاربردهای آینده
سرعت و قابلیت اطمینان این سیستم آنرا برای کاربردهای واقعی که نیاز به ردیابی دقیق چشم دارند، مناسب می کند. متخصصان پزشکی می توانند الگوهای حرکتی چشم را برای تشخیص شرایط عصبی نظارت کنند. افراد با محدودیت حرکتی می توانند دستگاه های کمکی را بوسیله حرکات چشم کنترل کنند. سیستم های واقعیت افزوده نیز می توانند رابط های طبیعی تر و بدون نیاز به دست عرضه کنند.
نتیجه گیری
این مطالعه نشان میدهد که سنسورهای نوری پروسکایتی می توانند ردیابی چشم دقیق و غیرتهاجمی را در قالبی عملی ممکن سازند. ترکیب تشخیص دقیق حرکت، زمان پاسخ سریع و عملکرد پایدار در وضعیت مختلف، نیازهای کلیدی برای پذیرش گسترده رابط های کنترل شده با چشم را مرتفع می کند.
منبع: gerdoodl.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب