Könntest du eine Kamera in eine Kontaktlinse stecken?

Seit Jahren wird daran gearbeitet, Computerhardware in Kontaktlinsen einzubauen. Ein Durchbruch gelang 2009, als eine Gruppe an der University of Washington in Seattle erfolgreich einen Prototyp testete, der einen integrierten Schaltkreis, eine Antenne, einen Funkempfänger und eine LED in eine Kontaktlinse integrierte, die über HF von einer externen Batterie Strom erhalten konnte, um zu leuchten die LED. Zwei der gleichen Forscher arbeiteten mit den Google X-Laboren zusammen, um einen Prototyp für eine intelligente Kontaktlinse mit Glukoseerkennung zu entwickeln, ein Projekt, das das Unternehmen im Januar 2014 offiziell angekündigt hatte. Die Integration anderer winziger Hardware – wie einer winzigen Kamera – ist gar nicht so weit hergeholt.

Und es ist bereits in Arbeit, zumindest im Patentbereich. Mehrere von Google im Jahr 2012 eingereichte Patente, die mit der Integration von Computerkomponenten in Kontaktlinsen zu tun haben, wurden Anfang 2014 vom US-Patent- und Markenamt veröffentlicht. Mindestens eines davon mit dem Titel „Image Capture Component On Active Contact Lens“ beinhaltet die Einbettung von Tiny Kamera-Hardware.

Einer der im Patent aufgeführten Erfinder, Babak A. Parviz, arbeitete an den beiden zuvor erwähnten Kontaktprojekten sowie an Google Glass, das ein Smartphone mit Bilderfassung und anderen Funktionen in einen Brillenformfaktor integriert. Smarte Kontakte sind gewissermaßen der nächste logische Schritt nach Google Glass .

Da die kamerabeladene Kontaktlinse öffentlich nur auf Patentebene ist – obwohl sie zu diesem Zeitpunkt im Labor in Arbeit sein könnte – ist nicht abzusehen, ob oder wann sie tatsächlich als brauchbares Verbraucherprodukt herauskommen wird. Aber wenn es das tut, ist es sicher ein Game Changer.

1. Hardware, die die Kontakte wahrscheinlich enthalten würden
2. Was Kamerakontakte können
3. Mögliche Probleme
4. Demnächst ein Augapfel in Ihrer Nähe?

Eine bildaufnehmende Kontaktlinse müsste winzige, dünne Chips, Drähte, Antennen und andere Miniaturhardware integrieren, die entweder auf das Kontaktlinsenmaterial geklebt oder darin eingebettet sind. Gemäß dem Patent von Google würde jedes mindestens einen Steuerschaltkreis, einen Sensor und eine Kamera (im Patent als Bilderfassungskomponente bezeichnet) enthalten, obwohl auch mehr Komponenten enthalten sein können. Die internen Komponenten können über eingebettete Drähte, drahtlos oder eine Kombination aus beidem verbunden sein.

Die Bilderfassungskomponente würde einen Sensor benötigen, der Licht aufnehmen und in digitale Daten umwandeln kann. Dies könnte mit einem CMOS-Bildsensor (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) oder einem CCD-Bildsensor (Charge-Coupled Device) erreicht werden.

Zu den anderen im Patent aufgeführten eingebetteten Sensoren gehören:

Eine Steuerschaltung wäre erforderlich, um die verschiedenen Komponenten zu integrieren, damit die bildaufnehmenden Kontaktlinsen funktionieren. Diese Schaltung hätte einen Prozessor, der wahrscheinlich aus einer Bildsteuerkomponente bestehen würde, um die Kamerahardware anzuweisen, wie und wann Bilddaten erfasst werden sollen; eine Analysekomponente zum Verarbeiten der Rohbilddaten und zum Erzeugen von Metadaten über Dinge, die in den aufgenommenen Bildern erkannt wurden; und eine Schnittstellenkomponente zum Austauschen von Anweisungen und Daten mit entfernten Geräten.

Eine weitere notwendige Schaltungssteuerkomponente ist die Stromversorgung. Die Linsen müssten eine Möglichkeit beinhalten, elektrische Energie zu empfangen (oder zu erzeugen), zu speichern und an die interne Hardware zu verteilen, ohne direkt mit einer externen Stromquelle verbunden zu sein. (Wir sind uns alle einig, dass an Kontaktlinsen befestigte Stromkabel nicht praktisch wären.) Energie kann von außen über HF-Wellen (Hochfrequenz) übertragen werden, oder die Sensoren können sogar selbst Energie erzeugen und an die Stromversorgung senden Komponente. Das Patent listet die folgenden möglichen Leistungskomponenten auf:

Die Schaltungssteuerung würde auch Transceiver (Komponenten, die Daten senden und empfangen können) enthalten, um den Austausch von Bildern, Befehlen oder anderen Informationen zwischen internen Komponenten und externen Geräten zu erleichtern. Der Transceiver könnte laut Patent eine HF-Antenne enthalten. Eine andere wahrscheinliche Komponente ist ein Datenspeicher zum Speichern von Daten oder Anweisungen von den internen Komponenten oder entfernten Geräten.

Die intelligenten Kontaktlinsen können auch eine Anzeige und möglicherweise lichtemittierende Dioden (LEDs) umfassen, um dem Träger eine Ausgabe bereitzustellen. Damit ein Display funktioniert, müssten die Linsen verschiedene Arten von Mikrolinsen (möglicherweise refraktive, diffraktive oder hybride Linsen) enthalten, um die Bilder zu fokussieren und sie in einiger Entfernung vor dem Benutzer schwebend erscheinen zu lassen. Eine in dem Patent erwähnte Möglichkeit ist eine Flüssigkristalllinse, die eine Brechungslinse mit variablem Fokus ist, die durch Anlegen eines elektrischen Signals geändert werden kann. Eine andere erwähnte ist eine Fresnel-Linse, die eine diffraktive Linse ist, die nicht ganz die Bildqualität einer refraktiven Linse hat, aber viel dünner gemacht werden kann.

Das System könnte mit einer Kontaktlinse allein oder mit zwei Kontaktlinsen mit identischen oder unterschiedlichen Komponentenverteilungen arbeiten. Mit nur einer Kontaktlinse wäre der Benutzer in der Lage, Bilder in Sichtweite zu erfassen, da sich unsere beiden Augen größtenteils gemeinsam bewegen. Mit zwei Kontakten könnte der Benutzer möglicherweise 3-D-Bilder aufnehmen.

Die offensichtliche Funktion von Kontaktlinsen mit eingebetteten Kameras besteht darin, Bilder im Blickfeld des Trägers aufzunehmen, aber Kontaktlinsen mit eingebauten Computerkomponenten könnten viel mehr leisten. Wenn die Kontakte ein Display enthalten, kann der Benutzer möglicherweise hervorgehobene Objekte, erweiterte Randansichten, gezoomte Bilder oder sogar Text und andere Informationen sehen, die der Realität überlagert sind – mit anderen Worten, Augmented Reality.

Bilder könnten von den internen Kontaktlinsenkomponenten verarbeitet und interpretiert werden, aber die Schnittstellen- und Sendeempfängerkomponenten könnten verwendet werden, um drahtlos mit entfernten Geräten in der Nähe wie Smartphones, Tablets, PCs, Google Glass oder anderen tragbaren oder nicht tragbaren Geräten zu kommunizieren. Diese externen Geräte hätten eine viel größere Verarbeitungsfähigkeit und könnten daher verwendet werden, um schnell wertvolle Informationen für den Benutzer bereitzustellen, basierend auf visuellen Daten, die von den Kontakten empfangen werden.

Das Patent listet viele andere Möglichkeiten für Remote-Geräte auf, darunter Fernseher, Spielsysteme, Set-Top-Boxen und sogar Autoradios und Navigationssysteme. Heutzutage sind viele Geräte mit dem Internet verbunden, sodass die Kontakte möglicherweise sogar Informationen aus dem Internet anzeigen oder Bilder an das Internet senden könnten.

Der Benutzer könnte in der Lage sein, Eingabebefehlsmuster zu blinken oder über ein entferntes Gerät Befehle an die Kontaktlinsen zu senden. Es kann auch möglich sein, Parameter für die automatische Bildaufnahme einzustellen, wie beispielsweise bestimmte Zeitintervalle oder immer dann, wenn genügend Leistung zur Verfügung steht, neben anderen Kriterien. Ein Großteil der Funktionalität wird davon bestimmt, welche Software für die Kontakte entwickelt wird und welche Hardware letztendlich eingebaut wird.

Das Patent besagt, dass die Bilddaten verarbeitet werden können, um unter anderem Licht, Farbe, Farbmuster, Objekte, Gesichter und Bewegung zu erkennen, was durch die Analyse eines Bildes oder mehrerer Bilder bestimmt werden kann, und das Dokument enthält sogar einige Beispielanwendungen. Beispielsweise könnten Bilder analysiert werden, um nach Gefahren zu suchen, wie z. B. einem Auto, das sich einer bevorstehenden Kreuzung nähert, und der Träger könnte über einen Ton oder einen anderen nicht sichtbaren Hinweis von einem entfernten Gerät gewarnt werden (was für einen sehbehinderten Fußgänger hilfreich sein könnte). ), oder es könnte eine Art Alarm auf den Kontakten selbst angezeigt werden, wie z. B. eine blinkende LED oder eine hervorgehobene Ansicht des gefährlichen Objekts. Die Kontakte könnten mehrere Kameras an verschiedenen Positionen und Winkeln enthalten, die eine breitere Sicht bieten, als das menschliche Auge bewältigen kann, wodurch die Anzeige den Benutzer erweitern kann. s periphere Sicht, um eine bessere Kenntnis der Umgebung des Trägers zu ermöglichen. Mit den richtigen Mikrolinsen könnte es dem Benutzer sogar ermöglichen, Dinge zu vergrößern.

Die Technologie könnte auch für andere Dinge verwendet werden, die eine Kamera und Rechenleistung erfordern, wie die Gesichtserkennung , eine weitere Funktion, die für Sehbehinderte nützlich sein könnte, aber potenzielle Datenschutzprobleme in den Sinn bringt.

Sowohl die Bilderfassungs- als auch die Gesichtserkennungsaspekte der Technologie dürften Datenschutzbedenken hervorrufen. Google Glass-Träger hatten bereits Konfrontationen mit Fremden, die nicht allzu scharf darauf sind, dass jede ihrer Bewegungen verfolgt oder gefilmt wird. Google hat eine Liste mit empfohlenen Geboten und Verboten für Glass-Benutzer herausgegeben, z. B. immer um Erlaubnis zu fragen, bevor sie Personen filmen oder fotografieren, sie in Situationen auszuschalten, in denen ein Telefon nicht erlaubt wäre, und die Geräte anderweitig nicht zu verwenden unhöfliche Wege.

Je nachdem, wie das Endprodukt aussieht und wie winzig oder transparent die Komponenten sind, könnten eingebettete Kamerakontakte es Benutzern ermöglichen, Fotos viel einfacher heimlich aufzunehmen, als dies mit einem Smartphone , einer Kamera oder sogar Google Glass möglich wäre. Jedes Auge könnte tatsächlich eine versteckte Kamera tragen.

Es besteht auch die Sorge, dass die von den Kontaktkomponenten generierten Benutzerdaten in die Wildnis gelangen könnten. Das Patent befasst sich mit der Privatsphäre der Träger und besagt, dass Benutzer sich für die Bereitstellung demografischer, Standort- oder anderer persönlicher oder sensibler Daten entscheiden können oder nicht, und erwähnt, dass das Gerät in der Lage sein könnte, alle Daten zu anonymisieren, die es sammelt, empfängt oder überträgt. Aber die Privatsphäre anderer wäre wie immer von der Etikette der Benutzer abhängig.

Komfort und Sicherheit sind weitere Anliegen. Um die Sicht des Benutzers nicht zu behindern, sind die winzigen Hardwarekomponenten entweder transparent oder so um den Kontakt herum positioniert, dass sie der Pupille nicht im Weg stehen. Sie müssen auch so dünn wie möglich sein, damit sie nicht wesentlich dicker als herkömmliche Kontaktlinsen werden. Die Kontakte würden wahrscheinlich auf der Unterseite gewichtet werden, um sie in einer bestimmten Position auf dem Auge ausgerichtet zu halten.

Einige Computerkomponenten (z. B. LEDs) bestehen aus etwas giftigen Materialien, daher müssten sie so beschichtet oder eingebettet werden, dass sie Ihr Auge vor Exposition schützen. Die HF-Emissionen müssten auch auf oder unter sicheren Expositionswerten gehalten werden.

Wenn sie so etwas wie Googles bestehender Glukose-Erkennungs-Prototyp sind, werden die Chips, die die Bilderfassungslinsen verwenden, in weiches Kontaktmaterial eingebettet, das Benutzer davon abhalten sollte, die Hardware zu fühlen. Menschen, die bereits Kontaktlinsen tragen, finden sie natürlich bequemer als Kontaktlinsenneulinge.

Ab Frühsommer 2014 gibt es keine Smart Contacts auf dem Markt, obwohl einige Produkte nahe dran sind. Google befindet sich offenbar in Gesprächen mit der Food and Drug Administration (FDA) über seine Kontakte zur Glukosemessung, die ein Sprungbrett für dieses Projekt sowie ein Segen für Menschen mit Diabetes sein könnten .

Ein anderes Unternehmen, Innovega, demonstrierte auf der CES 2014 kontaktunterstützte Augmented Reality. Ihre speziellen iOptik-Kontakte bieten verschiedene optische Wege, um in Verbindung mit einer Displaybrille zu arbeiten, aber in diesem Fall befindet sich die eigentliche Computerhardware in der Brille und nicht in den Kontakten .

Wenn die bildaufnehmenden Kontaktlinsen von Google herauskommen, gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten. Google Glass wurde bereits von medizinischem Fachpersonal und anderem Notfallpersonal verwendet, um schnell auf lebensrettende Informationen zuzugreifen, sodass man sich ähnliche Anwendungen für diese viel weniger aufdringliche Technologie vorstellen kann [Quellen: Makarechi , Kelly ]. Die Fähigkeit, Befehle zu blinken, mit Geräten in der Nähe zu kommunizieren und Informationen anzuzeigen, könnte es zu einer großartigen freihändigen Möglichkeit machen, Informationen zu erhalten und zu senden, während Sie alltägliche Dinge erledigen (hoffentlich natürlich nicht fahren).

Außerdem wird alles, was Eye-Tracking, Bildinterpretation und Augmented-Reality-Anzeige kann, zwangsläufig unterhaltsame Spielanwendungen haben . Das können wir alle hinter uns lassen.

Anmerkung des Autors: Kann man eine Kamera in eine Kontaktlinse einsetzen?

Was den Komfort angeht, trage ich bereits täglich Kontaktlinsen anstelle einer Brille. Solange also die Gefahr des Verkratzens oder Auslaugens schädlicher Chemikalien minimal ist, hätte ich nichts dagegen, diese auszuprobieren, wenn und falls sie auf den Markt kommen. Wenn verschreibungspflichtige Versionen verfügbar sind, könnten sie zu meiner bevorzugten Brille werden, insbesondere wenn ich von Aktivität zu Aktivität wechseln kann, ohne Geräte und Kopfbedeckung austauschen zu müssen.

Dies ist ein weiterer technologischer Fortschritt, der das virtuelle Sci-Fi-Heads-up-Display von gestern in naher Zukunft in die Realität umsetzen könnte. Wir müssen uns vielleicht noch mehr an die Vorstellung gewöhnen, dass uns jederzeit jemand filmen könnte. Wenn sie also entstehen, tun Sie einfach nichts in der Öffentlichkeit, von dem Sie nicht möchten, dass Ihre Mutter es auf YouTube sieht.

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