Очки научили фокусироваться на интересующих человека предметах
Американские инженеры создали очки, которые автоматически фокусируются на предмете, на который смотрит человек. В них установлены датчики расстояния и движения глаз, а также линзы с переменным фокусным расстоянием. Благодаря этому очки постоянно отслеживают направление взгляда и подстраивают фокусное расстояние в соответствии с расстоянием до предмета, рассказывают разработчики в статье, представленной на конференции SIGGRAPH 2018.
Обновлено: в июне 2019 года статья опубликована в Science Advances. По сравнению с оригинальным докладом в ней появились испытания очков несколькими десятками добровольцев, большинство из которых одобрили устройство.
Глаз человека фокусируется на близких предметах с помощью цилиарной мышцы, которая может менять кривизну хрусталика и тем самым менять его оптические свойства. С возрастом хрусталик становится более твердым и у людей развивается пресбиопия — состояние, выражающееся в сложности или неспособности глаза фокусироваться на близких предметах.
Обычно для компенсации пресбиопии используют очки с одним фокусным расстоянием для близких объектов или прогрессивные очки с фокусным расстоянием, варьирующимся в зависимости от области линзы. Кроме того, существуют прототипы очков с переменным фокусным расстоянием, но его необходимо постоянно настраивать вручную.
Гордон Вецштайн (Gordon Wetzstein) и его коллеги из Стенфордского университета создали очки, которые могут менять фокусное расстояние линз автоматически, в зависимости от того, куда направлен взгляд человека. Инженеры использовали в прототипе очков коммерчески доступные линзы с переменным фокусным расстоянием. В такой линзе находится жидкость, которая может менять форму под действием приложенного напряжения. За счет этого можно менять кривизну линзы и ее фокусное расстояние. Диапазон изменения оптической силы линзы составляет четыре диоптрии.
Инженеры оборудовали очки системой автофокусировки, состоящей из камеры глубины и двух камер для отслеживания положения глаз.
Камера в верхней части очков в реальном времени создает карту глубины, отображающую расстояние до разных объектов. Одновременно с этим датчики движения глаз собирают данные о направлении взгляда, после чего алгоритм накладывает координаты точки взгляда на карту глубины. На основе этих данных алгоритм меняет фокусное расстояние линз в соответствии с расстоянием до предмета интереса.
Очки успевают вычислить направление взгляда и сфокусировать линзу за 150 миллисекунд. Разработчики отмечают, что очки требуют меньше времени на привыкание к ним, чем обычные или прогрессивные очки.
Инженеры не первый раз создают электронные очки для помощи людям с нарушениями зрения. Например, весной разработчики из Новой Зеландии и Японии представили прототип очков дополненной реальности, компенсирующих дальтонизм. Они в реальном времени анализируют поле зрения пользователя и накладывают на некоторые области изображение с измененными цветами.
Григорий Копиев
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
это делает ее похожей на настоящий глаз
Ученые из Китая использовали новую электрически чувствительную жидкость для создания адаптивной линзы. Она имеет выпуклую форму, которая способна менять кривизну, изменяя фокусное расстояние. Исследователи говорят, что это дает линзе функциональность, подобную глазу. Ее можно использовать для создания ультратонких линз, которые могут быстро регулировать фокусное расстояние.
Читайте «Хайтек» в
Человеческий глаз может менять свое фокусное расстояние, изменяя форму хрусталика. Сокращение и расслабление ресничной мышцы изгибает и изменяет его кривизну. Это позволяет нам быстро переключаться с фокусировки на чем-то близком — например, на вашем телефоне, — на что-то гораздо более далекое — например, на кого-то, приближающегося издалека. Вдохновленные этой функциональностью, исследователи из Технологического университета Хэфэй использовали новую электрически чувствительную жидкость — дибутиладипат — для создания жидкой линзы, которая может адаптироваться и изменять свою форму аналогичным образом.
Дибутиладипат имеет электроотрицательную молекулярную структуру — это значит, что он имеет способность притягивать электроны. Если его поместить в электрическую цепь, он будет двигаться вместе с электронами к аноду и накапливаться на его поверхности. Дибутиладипат прозрачен, что делает его идеальным для использования в жидких линзах.
Чтобы создать линзу, Мяо Сюй и ее коллеги заполнили кольцевой электрод дибутиладипатом. Внутренняя часть электрода была покрыта водоотталкивающим слоем, который отталкивал жидкость от внешней поверхности, придавая ей выпуклую или куполообразную форму. Когда исследователи приложили постоянный ток к жидкости дибутиладипата, она двинулась вместе с зарядом к внешней поверхности, аноду, в результате чего купол опустился, а его форма и кривизна изменились. Форма выпуклой поверхности зависит от приложенного напряжения, и когда электрическое поле снижается, жидкость дибутиладипата возвращается в исходное состояние и форму.
Исследователи обнаружили, что при повышении напряжения от 0 до 100 В фокусное расстояние линзы менялось с 7,5 мм до 13,1 мм. Анализ показал, что разрешение адаптивной жидкостной линзы может достигать почти 29 линий на миллиметр, что выше, чем у человеческого глаза. Эти характеристики оставались стабильными при температурах от комнатной до 100 °C, а линза пропускала около 95% видимого света в диапазоне длин волн от 390 до 780 нм.
По словам исследователей, его простая структура и отличные свойства изображения делают дибутиладипин отличным кандидатом, чтобы стать материалом для изготовления новых адаптивных жидких линз. Поскольку такие линзы будут легкими и компактными, они, возможно, идеально подойдут также для камер мобильных телефонов, эндоскопов и систем машинного зрения.
«Мы разработали адаптивную жидкую линзу, похожую на глаз, которую можно использовать для рассеивания или схождения света путем изменения формы жидкости дибутиладипата. Этот тип адаптивных жидких линз однажды может заменить обычные твердые. Это позволило бы камере мобильного телефона быстро изменять фокусное расстояние, оставаясь при этом такой же тонкой, как и сам телефон», — рассказала Сюй.
Сейчас исследователи работают над улучшением характеристик. Пока скорость отклика немного медленная, и они пытаются найти способы снижения напряжения, необходимого для регулировки фокусного расстояния жидкостной линзы.
Читать далее
100 секунд до конца человечества: как устроены Часы Судного дня и почему они встали
Ученые придумали, как отправить корабль на Марс за 45 дней с помощью лазера
Вероятно, протоны гораздо меньше, чем считалось ранее
30X 1080P HD Камера с оптическим зумом
Sky Eye-30HZ — это подвес, разработанный для камеры с 30-кратным зумом для воздушной инспекции, наблюдения, спасения и исследований с помощью дронов, который можно легко установить на большинство мультироторных платформ.
Он состоит из 1080P 30-кратного оптического увеличения камера и 3-осевой подвес с высокой стабилизацией, который может снимать и записывать видео 1080P 30 кадров в секунду на встроенную TF-карту, что дает вам стабильный взгляд в небе, которым можно управлять с помощью пилота дрона или второго человека, позволяя накладные расходы вид, который может быстро и эффективно покрыть большой участок земли. Функция 30-кратного увеличения позволит вам оставаться на расстоянии, но при этом приближать все, что требует вашего внимания.
Компактный и легкий
Sky Eye-30HZ весит всего 848 г, чтобы помочь вам справиться с допустимой массой полезной нагрузки.
Автоматическое отслеживание объектов
Одной из важных особенностей Sky Eye-30HZ является то, что он может быть оснащен модулем автоматического отслеживания объектов (AOTM), который позволяет пилоту очень легко отслеживать статические/движущиеся объекты. AOTM весит всего 40 грамм, не добавляйте слишком много веса дрону.
Как это работает: увеличьте масштаб и поместите объект, который вы хотите отслеживать, на экран, переместите курсор на объект и заблокируйте его с помощью контроллера, после чего камера будет отслеживать его автоматически.
Простота интеграции
Sky Eye-30HZ обладает удивительным преимуществом, заключающимся в том, что стабилизатором можно управлять не только с помощью ШИМ-сигнала, но и с помощью последовательной команды. можно получить, отправив последовательную команду на стабилизатор через его последовательный порт, что действительно полезно для точного управления стабилизатором и системной интеграции.
Чистая и простая проводка
Sky Eye-30HZ представляет собой выдающуюся конструкцию концентратора проводки для радиоуправляемого приемника и порта видеовыхода (AV и HDMI), что упрощает проводку. Также стабилизатор предлагает 2 интеллектуальных режима скорости: БЫСТРАЯ скорость и НИЗКАЯ скорость. Режим высокой скорости используется для небольшого диапазона масштабирования, что делает управление стабилизатором чувствительным и быстрым.
Режим НИЗКОЙ скорости используется для большого диапазона масштабирования, что позволит вам нацеливаться на объект точнее.
2 Видеовыход
Sky Eye-30HZ имеет два порта видеовыхода, HDMI (1920*1080*60 кадров в секунду) и аналоговый, что позволяет использовать традиционный аналоговый нисходящий канал видео 5,8G или нисходящий канал HD-видео. Функции фото/видео/воспроизведения можно выбрать с помощью трехступенчатого переключателя на радио.
Быстросъемный механизм карданного подвеса
Эта функция доступна для этой камеры. Чтобы получить дополнительную информацию, см. ЗДЕСЬ .
| Камера с 30-кратным увеличением | |
| Датчик | 1/3-дюймовый 3-мегапиксельный CMOS-ДАТЧИК |
| Видеовыход | CVBS и 1080P/60 HDMI |
| Видеозапись | 1080P/30 MP4 |
| Фокусное расстояние | 30-кратный оптический зум, 4,5–135 мм |
| Широкий динамический | До 105 дБ |
| поле зрения | По горизонтали: 54,8°(широкий угол) ~ 3,4°(телеконец) |
| По вертикали: 41°(широкий угол) ~ 2,5°(телеконец) | |
| Фокус: 66,6°(широкий угол) ~ 7,2°(телеконец) | |
| Автофокус | Менее 1 с |
| Низкая освещенность | 0,05 лк при F1,6 |
| Диафрагма | Φ 16,0 |
| Вертикальный рулон / Зеркало горизонта / Статическое | Поддержка |
| AWB/AGC/ACC/ | Поддержка |
| Карданная система | |
| Входное напряжение | 3С-4С |
| Диапазон вращения | Тангаж: ±90° Крен: ±45° Наклон: ±150° |
| Угловая величина джиттера | Тангаж и крен: ±0,02° Поворот: ±0,03° |
| Интерфейс управления | PWM, S. |
| Рабочий ток | Статический ток: 330 мА (при 12 В) Динамический ток: 450 мА (при 12 В) |
| Механическая часть | |
| Общий вес (карданный подвес и камера) | 848г |
| Рабочая температура | -25° ~ +60° |
Загрузить техническое описание Sky Eye-30HZ
1 x Sky Eye-30 Гц 30x оптическая камера Zoom
1 x Sky Eye-30 Гц 3-осевой высокой стабилизированной картины. • Служба новостей • Университет штата Айова
По мере развития пандемии COVID-19 в 2020 году миллионы людей обратились к Zoom и другому программному обеспечению для удаленных собраний, чтобы соблюдать приказы оставаться дома и предотвратить распространение вируса. Увеличенное изображение. Крис Гэннон/Университет штата Айова.
Эймс, Айова.
Во время резкого прекращения личных мероприятий в 2020 году использование программного обеспечения для видеозвонков резко возросло, превратив Zoom в нарицательное имя, открыв дверь в телемедицину и стимулируя постоянные разговоры о будущем работы. Пандемия COVID-19 в конечном итоге утихнет, но видеоконференции, будь то через Zoom, Webex или какую-либо другую платформу, останутся.
Инновационное, первое в своем роде исследование недавно изучало то, на что люди смотрят во время виртуальных встреч. Результаты этого и будущих исследований могут помочь людям избежать отвлекающих факторов и информировать о будущем дизайне видеоконференцсвязи.
«Если люди не могут сосредоточиться на том, что происходит на собрании, то, возможно, есть способ улучшить дизайн платформы, чтобы удерживать их внимание и сделать собрание более продуктивным», — сказал Джои Ф. Джордж, фонд John D. DeVries Endowed. Кафедра бизнеса и заслуженный профессор бизнеса.
Джордж и его исследовательская группа обнаружили, что участники их исследования действительно обращали внимание на того, кто говорил, но их взгляд больше отвлекался от экрана компьютера во время видеозвонков в небольших группах по сравнению с сеансами в больших группах.
Исследование также показало, что женщины тратят больше времени на собственное изображение, чем мужчины. Недавно Джордж представил свои выводы на Гавайской международной конференции по системным наукам.
Инновационный подход
Чтобы собрать данные для своего исследования, исследователи попросили каждого участника сесть перед экраном компьютера в минимальной комнате без окон во время двух видеоконференций. Первый включал 15-минутную интерактивную встречу Webex с тремя другими людьми и фальшивым пользователем, у которого были отключены видео и звук. В середине встречи исследователи представили отвлекающие факторы: кто-то ел крекеры и пил газировку, другой регулировал свой движущийся стол, что меняло фон пользователя.
Затем каждый участник посмотрел 10 минут записанного в Zoom видео заседания городского совета. Когда присутствовало два десятка человек, пользовательские фреймы менялись всякий раз, когда кто-то новый начинал говорить.
Под монитором компьютера исследователи установили современную систему слежения за взглядом, чтобы измерять, куда и как долго смотрел каждый участник.
Массив системы отражал инфракрасный свет от глаз участников каждые четыре миллисекунды, записывая движения взгляда и создавая визуализацию, подобную картам маршрутов авиакомпаний.
«Отслеживание взгляда дало нам возможность объективно зафиксировать, на что люди на самом деле смотрят во время одной из таких видеоконференций, и мы узнали несколько удивительных вещей», — сказал Джордж.
Модели взгляда
Во время интерактивных видеовстреч в малых группах участники треть времени смотрели не на экран компьютера, а на что-то другое. Для сравнения, участники проводили 11% времени, глядя в экран во время видеозаписи большой группы. Исследователи также обнаружили, что люди смотрели на запланированные отвлекающие факторы (например, перекусы, смену фона) во время эксперимента, но только в течение нескольких секунд, прежде чем возвращать свой взгляд.
Исследовательская группа также обнаружила, что женщины смотрят собственные видео гораздо чаще, чем мужчины.
Что касается того, почему это может быть, Джордж указал на исследование, проведенное в Стэнфордском университете в прошлом году, в котором женщины постоянно сообщали о большей «зеркальной тревоге», связанной с представлением о себе во время видеозвонков.
Джордж сказал, что люди очень быстро адаптировались к виртуальным встречам в течение первого года пандемии, но формат все еще кажется неестественным.
«Сколько у вас было личных встреч, когда вы сидите с одной стороны стола, а все остальные сидят с другой стороны стола и все время смотрят на вас? Это свело бы людей с ума. Мы можем видеть реакцию людей напротив или поворачивать голову, когда кто-то говорит, но мы не видим лица всех одновременно», — сказал он, добавив, что этот пристальный или «гипер-взгляд» может вызвать более высокий уровень стресса и «Усталость от зума».
Будущие исследования
Один из соавторов статьи, доцент Акмаль Мирсадиков из Уичитского государственного университета, продолжает исследование, изучая, были ли участники сосредоточены на человеке, говорящем во время видеозвонка, или на его фоне.