Scienty

Фото: img.freepik.com

Новая система отслеживания движений глаз, разработанная китайскими исследователями, использует трение, возникающее между поверхностью глаза и веком при моргании, что позволяет отказаться от внешнего источника питания. Данная технология, пока что протестированная в лабораторных условиях, создана для поддержки людей, использующих управление электронными устройствами посредством движений глаз.

Юнь-Цзэ Лун, руководитель исследования из Циндаоского университета, сообщил о создании автономной системы, которая использует энергию моргания и позволяет с высокой точностью определять движения глаз. В отличие от мрачных антиутопических прогнозов, подобные устройства на практике незаменимы для людей с нарушениями двигательных функций, в частности, при боковом амиотрофическом склерозе (БАС). Они способны помочь в управлении инвалидными колясками, работе в сети и использовании электронных устройств «интернета вещей». Однако распространение таких технологий пока сдерживается их размерами и необходимостью в источнике питания.

По мнению исследователей, существующие аналоги нередко демонстрируют снижение эффективности в условиях недостаточной освещенности или приводят к усталости глаз при продолжительной эксплуатации. В связи с этим, при разработке ставилась задача создания комфортного, носимого и полностью независимого устройства. В качестве ключевого элемента системы используется принцип трибоэлектрического наногенератора (ТЭНГ), который преобразует механическую энергию, получаемую от моргания, в электрическую. После изготовления прототипа, команда провела успешные испытания, фиксируя движения глаз кролика. Было установлено, что ТЭНГ способен генерировать достаточно энергии для функционирования системы без необходимости использования внешнего питания.

Исследователи были поражены тем, как эффективно трибоэлектрический слой удерживал электрический заряд в биологической среде, непосредственно на глазу кролика. Проведенный анализ точности показал, что устройство способно фиксировать движения глаз с погрешностью до 2 градуса, а общая точность системы достигла 99%. Такая высокая результативность наблюдалась даже при лабораторных испытаниях, моделирующих сложные электромагнитные помехи.

Создатели утверждают, что их разработка демонстрирует потенциал получения энергии от незначительных движений тела, например, от моргания. Устройство отличается легкостью и удобством использования и предназначено для поддержки людей, использующих движения глаз для общения и взаимодействия с окружающим миром. Помимо медицинских приложений, данная технология может быть востребована в сфере виртуальной реальности, а в будущем – в системах автоматического управления и космических исследованиях, где отслеживание движений глаз способно обеспечить большую безопасность.

По мнению Юнь-Цзэ Луна, данная система функционирует без освещения, не нуждается во внешнем источнике питания, по весу и удобству сравнима с обычными очками или контактными линзами, и использует моргание для получения энергии и управления.

Исследование было в журнале Cell Reports Physical Science.