Умные линзы для глаз. Глазной компьютер — умные глазные линзы. Контролировать здоровье станет проще

Продуктом современных цифровых технологий стали умные линзы, которые начали применяться в лечение глазных заболеваний. С начала 2000-х годов мировые ведущие электротехнические фирмы стали разрабатывать усовершенствованные оптические средства, оснащенные специальными электронными устройствами. Главным недостатком новых изделий оказалось то, что их неудобно носить, они искажали зрение и ломались.

Что собой представляют?

Разработанные путем применения современных цифровых, умные контактные линзы обеспечивают выполнение дополнительных функций, которые несвойственны человеческому глазу. Так, при помощи кибернетических хрусталиков возможно производить запись, хранение и воспроизведение изображений. Другой тип изделий предполагает замену глазного хрусталика кибернетической линзой, которая, кроме функции фото- и видеокамеры, помогает излечить астигматизм, близорукость, дальнозоркость.

Для защиты органы зрения от воздействия естественного и антропогенного УФ- излучения созданы умные линзы со встроенным фильтром.

Линзы состоят из гибких проводов, сенсорных датчиков и антенны.

Разработаны устройства для улучшения зрения, оснащенные электронными сенсорами для измерения уровня глюкозы в крови для больных диабетом. Оптические изделия для глаз комфортны в ношении. Элементы электроники связаны между собой гибкими проводами, которые находятся внутри эластичного материала, служащего защитой глаза от поломки линз. Устройство работает от антенны, изготовленной из специального нановолокна. Источник питания является слабым звеном умных линз, поскольку антенну можно устанавливать в строго определенных местах. Сенсоры оснащены специальной LED-лампой, которая включается в случае повышения уровня глюкозы в крови.

У интернет-гиганта Google в тайных подвалах штаб-квартиры в Маунтин-Вью есть “секретное” подразделение Google X, занимающееся всякими безумными футуристическими разработками. Среди них есть , и еще только Ларри Пейдж знает что. Одним из смелых проектов значится и умная линза, которая должна помочь диабетикам в индикации уровня сахара в крови. Вы уже могли о них на нашем сайте, а тем временем проект сделал довольно большой шаг вперед.

Медицина - довольно специфическая отрасль. Дело в том, что даже если вы изобрели прибор, который чудесным образом лечит все известные и неизвестные болезни, то он сначала должен пройти сертификацию в соответствующих инстанциях. И это абсолютно правильно, ведь неизвестно какие последствия и побочные эффекты могут быть в результате новых методов. А рисковать здоровьем масс совершенно точно нельзя. Так что все логично.

На днях же компания Google заключила стратегическое партнерское соглашение с Alcon, подразделением компании Novartis, которая известна своими разработками в области медицины. Данное партнерство поможет компаниям объединить усилия по созданию “умной линзы” для скорейшего ее выведения на рынок. Опыт разработок Novatris, в частности, должен поспособствовать быстрому прохождению всех необходимых этапов сертификации.

Линза должна будет оповещать диабетиков о критических уровнях глюкозы в крови с помощью встроенного светового индикатора. Также рассматривается вариант, когда линза сможет использовать встроенные датчики для того, чтобы производить адаптивную коррекцию зрения. Последнее должно помочь людям в возрасте, которым тяжело фокусироваться на близлежащих предметах, но пока является лишь потенциальным направлением развития технологии.

Как это работает?

Итак, как же инженерам из Google удалось разместить все необходимые компоненты на такой специфической штуке, как контактная линза. Давайте разбираться!

Сама линза состоит из трех слоев, два из которых служат “хлебом” для “бутерброда” электроники. Внутри установлены миниатюрные сенсор глюкозы, контроллер, конденсатор и антенна. Все это помещается между двумя мягкими слоями линзы.

Одной из главных задач для конструкторов было создание электроники, которая бы работала на рекордно маленьких мощностях, ведь необходимость размещать аккумулятор в линзе (а тем более заряжать его) могло бы сделать пользование устройством близким к невозможному. Решена эта проблема с помощью технологии RFID, с помощью которой энергия будет поступать в линзу одновременно с передачей данных “родительскому” устройству. Т.е. полностью автономной линза пока не станет.

Общение с внешними устройствами обеспечивает антенна, которая составляет наиболее видимую часть электроники (кольца на линзе). При этом их толщина не превышает толщину человеческого волоса. Улавливаемые антенной волны преобразуются в энергию и информацию, которая расходится в конденсатор и чип соответственно.

Замер уровня глюкозы происходит из слезы с помощью миниатюрного глюкометра. Для этого не обязательно плакать, ведь немного слезы все время находится на поверхности глаза. Ее-то и достаточно для анализа.

В будущем инженеры хотят внедрить в линзу светодиод, который бы загорался при критических уровнях сахара. Однако сделать это не так просто. Все дело в том, что в светодиодах содержится мышьяк - ядовитый металл. Вполне может быть, что его наличие пройдет без каких-либо негативных последствий, но все же для этого нужны дополнительные исследования. Слизистая среда, да еще и в непосредственной близости от глаза, - сами понимаете.

Итог

В целом, “умная” линза может стать настоящим спасением для многих людей, страдающих от сахарного диабета, ведь почти все современные средства определения уровня глюкозы подразумевают иглы и анализ крови. В случае же, если человек может нормально носить линзы (а, как показывает практика, так делать могут не все), для него подобная технология может значительно облегчить жизнь.

Теперь вы знаете, как устроены умные линзы от Google. Предложения для рубрики “Как это работает” оставляйте в комментариях или же пишите мне в

На протяжении последнего десятилетия ученые разрабатывают «умные линзы». Сферы применения у них могут быть самые разные, так же как и у «умных очков» Google - «дополненная реальность», навигация, быстрый доступ к информации и компьютерные игры.

Но в отличие от очков «умные линзы» открывают еще и массу возможностей для медицины. Благодаря тому, что они находятся практически внутри организма, встроенный в них компьютер мог бы решать важные для здоровья задачи.
Измерение уровня глюкозы при диабете
В середине января научное подразделение интернет-гиганта Google - Google[x] - представило «умные» контактные линзы для больных сахарным диабетом. Эти приспособления измеряют уровень глюкозы по слезе при помощи крошечного беспроводного чипа и миниатюрного сенсора.
Пока что создан только прототип «умной линзы». Если же их удастся запустить в массовое производство, то они могли бы облегчить жизнь миллионам больных диабетом: при таком заболевании необходимо по несколько раз в день брать кровь из пальца, чтобы померить уровень сахара.
Диагностика глаукомы
Первую в мире разработку по встраиванию микрокомпьютера в контактную линзу представили в 2008 году калифорнийские исследователи. Им удалось создать «плату» из серебра изогнутой формы, которая могла работать как датчик давления. Соответственно, такая линза могла бы диагностировать глаукому, поскольку это заболевание выражается в повышенном внутриглазном давлении. Причем диагностику можно проводить на самой ранней стадии и таким образом предотвращать ухудшение зрения и слепоту.
В 2010 году швейцарская микротехнологическая компания Sensimed представила контактные линзы с сенсором для диагностики глаукомы под брендом Triggerfish. В 2011 году она получила разрешение для массовой продажи продукта в Евросоюзе.
Но действительно массовым это устройство назвать нельзя. Во-первых, оно очень дорогое. Полный комплект в розничной продаже стоит почти 8 000 евро. Во-вторых, оно очень громоздкое и не подходит для ежедневного использования. Комплект включает в себя сами линзы; антенну для получения данных с сенсора, которая приклеивается при помощи специального материала цвета кожи вокруг глаза; портативный приемник, который крепится на тело пациента и кабель, который передает информацию с антенны на приемник. Через Bluetooth показатели можно скачать на компьютер.
Создатели Triggerfish уже три года ждут разрешение на продажу устройства в США.
Защита глаз от яркого света В 2012 году бельгийские ученые создали крошечный изогнутый ЖК-дисплей, который может быть встроен в контактную линзу и полностью повторять ее форму.
В первой линзе-дисплее был всего один пиксель, на котором ученые изобразили знак доллара. Но вместо него можно использовать затемнение, которое позволит защитить от яркого света глаза, а особенно поврежденную сетчатку или радужную оболочку.
Вместо того, чтобы каждый раз снимать и надевать солнцезащитные очки, владельцы таких линз смогут включать и выключать режим затемнения. Это может происходить автоматически при помощи встроенного датчика освещенности.
Технические трудности
Пока что все это - только разработки, которым еще предстоит пройти большой путь до массового использования. Ученые сталкиваются с массой трудностей при попытке создания линз со встроенным компьютером, которые при этом не были бы вредны для глаза.
Во-первых, сложно сделать дисплей или микросхему изогнутой: это либо портит качество дисплея, либо делает линзу слишком жесткой. Во-вторых, экспериментальные линзы сделаны из полиэтилентерефталата, который не может обеспечить приток воздуха к роговице. Ученым нужно найти такой материал, на который можно было бы закрепить мини-компьютер, но чтобы при этом он «дышал».
К тому же необходимо создать способы питания такого компьютера. Сейчас большинство разработок функционируют при помощи беспроводной батареи. В таком случае ее необходимо прикреплять около глаза, что делает устройство менее удобным. Ученые планируют создать крошечный встроенный блок питания. Есть также планы по использованию солнечной энергии для работы «умных линз».
Еще одна проблема: из-за установки дисплея линза становится жесткой и непрозрачной. Для того, чтобы она не раздражала глаз, необходимо создать устройство из таких материалов, которые обеспечивали бы электропроводимость, но при этом были бы достаточно мягкими и прозрачными, а также эластичными и прочными и не требовали бы высоких температур для нанесения, иначе линза расплавится.
Социопсихологические проблемы
Но наука ежедневно двигается вперед, поэтому не стоит сомневаться, что в ближайшие несколько лет ученым удастся создать «умные линзы», которые будут не только полезными и функциональными, но и удобными и безопасными для глаз.
Сложности могут возникнуть уже после, когда продукт будет готов к использованию. Очки Google Glass, которые человек носит в открытую, уже запрещены в некоторых местах из-за боязни вторжения в частную жизнь и нелегального копирования интеллектуальной собственности. Что тогда говорить о скрытой от невооруженных глаз линзе.
Потенциальные возможности «умных линз» огромны, что может насторожить общество, которое и так в последнее время напугано электронной слежкой и вторжением в частную жизнь.

Наконец-то свершилось! Компания Google сделала очередной шаг на пути к полноценной реализации своей инновационной разработки – «умных» контактных линз! Совсем недавно был выдан патент на линзы от Google, заявка на который подавалась еще… в 2012 году. А вы разве не слышали о таких линзах? Тогда присаживайтесь поудобнее, я с удовольствием о них расскажу.

Начнем с того, что в далеком 2012-м компания анонсировала совместную с фармацевтической корпорацией Novartis разработку – специальные линзы для людей, которые больны сахарным диабетом. Планировалось оснастить новинку миниатюрным сенсором и передатчиком, чтобы постоянно следить за уровнем глюкозы. Посмотрим, что было дальше.

Несколько слов об актуальности проблемы

Сахарный диабет считается одной из самых распространенных болезней, более 5% всего населения (!) планеты страдают от этого недуга. Такие люди вынуждены все время контролировать уровень сахара в крови, а иначе последствия могут быть самыми плачевными.

Важно! Главной трудностью является постоянное изменение уровня глюкозы, из-за чего приходится повторять систематические анализы, преимущественно инвазивные. Это, согласитесь, крайне неудобно, поэтому люди используют глюкометр не так часто, как нужно. И контактные линзы Гугл должны решить эту проблему.

«Умные» линзы ежесекундно измеряют уровень сахара в крови

«Умные» контактные линзы Google и диабет

Многие знают, что учеными уже давно был найден способ определения уровня глюкозы в слезах. Но технический прогресс лишь недавно дошел до того, чтобы поместить в глаз крохотный электронный прибор. Да и вряд ли многие согласились бы регулярно плакать. Толщина сенсора с антенной в линзах Google не превышает толщину человеческого волоска, измерения проводятся ежесекундно. Энергия, необходимая для работы прибора, поступает извне по радиоканалу. Аналогичным образом передается информация.

Информация об уровне глюкозы поступает по радиоканалу

В январе 2014 года лаборатория Google Х (а именно она занималась разработкой прототипа) наконец представила обществу прототип новинки и приступила к ее тестированию.

Видео – Линзы Гугл для диабетиков

Компания работала сразу в двух направлениях. С одной стороны, ей требовались партнеры, имеющие опыт в чем-то похожем на линзы от Гугл. И здесь я должен сделать небольшое отступление. Прототип от Google, если говорить честно, не был чем-то новым. Еще в 2011 году нечто подобное представила компания Microsoft (к слову, некоторые из людей, работающих там, впоследствии перешли в Google Х). Но существуют и другие образцы «умных» моделей – к примеру, Sensimed Triggerfish, которые используются для борьбы с . А один ученый швед из Malmo University вмонтировал в контактную линзу топливную ячейку, функционирующую на… слезах. Но мы немного отвлеклись.

Если вы хотите более подробно узнать, какие , вы можете прочитать статью об этом на нашем портале.

Итак, другим направлением деятельности компании стал поиск программистов и производителей устройств, которые смогли бы поддерживать разрабатываемое устройство. Как результат, сегодня человек сможет прямо через смартфон в реальном времени определять уровень сахара в крови, что тем самым обезопасит от внезапного падения его уровня.

Это крохотное устройство позволяет определять уровень сахара с помощью смартфона

Краткие итоги

Хотелось бы отметить, что этот проект полностью соответствует идеологии компании «не навреди» и ее бизнес-стратегии, направленной на сбор максимального количества информации о пользователе, чтобы показывать релевантную контекстную рекламу. Это далеко не первая попытка Google покорить рынок здоровья – до этого он уже пытался продвинуть сервис Google Health, куда люди могли бы вносить информацию о своем здоровье. Но сайт не был популярным, поэтому его закрыли. Как будет с «диабетической» разработкой компании – покажет время.

В научно-исследовательской лаборатории Google[x] воплотили в жизнь еще одно изобретение, которое приближает нас к киберпанковскому будущему. Это «умные» контактные линзы с интегрированной микросхемой. Предполагается, что в первую очередь носителями таких линз станут диабетики.

Микросхема способна замерять уровень сахара в слезе 1 раз в секунду. Электроника вклеена между двумя слоями мягкого материала. По диаметру проложена антенна, с помощью которой линза получает энергию и отправляет показания сенсора (смотреть их можно на смартфоне). Сейчас разработчики пытаются внедрить в микросхему маленький светодиод, который будет подавать сигнал в случае необходимости.

Сахарный диабет - распространенное заболевание, которым страдают более 5% населения планеты. Оно требует постоянного мониторинга уровня сахара в крови. Если тот падает ниже определенного значения, то возможны повреждения почек, сердца и глаз. Не говоря уже о побочных эффектах, как потеря контроля над автомобилем на большой скорости или потеря сознания на улице.

Контактные линзы - самый удобный способ замерять уровень сахара. Если их нет, то приходится постоянно сдавать кровь или носить подкожный сенсор, что, наверное, не слишком приятно. Сенсор глюкозы в крови - только начало. В будущем можно создавать более продвинутые контактные линзы с микросхемами различной функциональности и проектором изображения на сетчатку.