Table of Contents

تجربة المستعملين: عناصر الكمال والقدرة على الاستخدام في أجهزة الاتصال الذكية

إن عدسات الاتصال الذكية تمثل حدودا في التكنولوجيا القابلة للارتداء، وتبشر بالتفوق على المعلومات الرقمية مباشرة في مجال الرؤية الذي يشرف عليه المستخدم دون أن يتوفر معظم العروض التقليدية التي تتجه نحو الرأس، غير أن نجاح هذه التكنولوجيا لا يتوقف على القدرة الخام بل على نوعية خبرة المستعملين، وإذا كانت العدسات غير مريحة أو غير مقصودة أو غير موثوقة، فإن السمات الأكثر إثارة للإعجاب ستتعذر استخدامها.

Comfort and Fit: The Foundation of Wearability

ويجب أن يكون أي عدسة اتصال، ذكية أو غير ذلك، غير قابلة للتأثر بالملبس، وأن تحقيق ذلك بمعدات ذكية أكثر صعوبة لأنها تحتوي على مكونات إلكترونية، وهائيات، ودائرة تفتقر إليها العدسات التقليدية، وتشمل العوامل الرئيسية التي تحدد الراحة إمكانية التطابق الأحيائي للمواد، وقابلية الارتشاء، وتصميم الحواف، والتفاعل مع الفيلم المسيل للدموع.

المواد القابلة للمواءمة الأحيائية وتدفقات الأكسجين

ويجب أن يكون العدسة الأساسية من هيدروجيل أو سيليكون هيدروجيل معتمداً للاستخدام الأوفيولوجي، وتهيمن هيدروغلات سيليكون على سوق العدسات الحديثة، لأنها توفر إمكانية نقل الأكسجين عالية (Dk/t)، وهي مهمة حاسمة بالنسبة للصحة القرنية، وتتلقى الكولينا الأكسجين مباشرة من الهواء بدلاً من السفن الدموية؛ ويمكن أن تؤدي عدسات تُقيِّد تدفق الأوكسجين إلى حد كبير.

Edge Profile and Lens Geometry

ويمكن أن تهيج حافة عدسة مصممة بطريقة سيئة هامش الجفون أثناء الرمش، مما يؤدي إلى الإحساس بالجفاف والجاذبية من جانب الأجنة الأجنبية، ويجب أن تحافظ العدسات الذكية على صفيحة حافة سلسة ومدورة تُعدّل الهندسة المحتوية على عدسات قابلة للكشف يوميا، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تسبب الكتلة المضافة من المكونات الإلكترونية العدسة إلى الغسل أو التكريم، والرؤية المهينة، والعنصر المريحي.

تفاعل الأفلام اللدودية واللوبسية

كما أن الكمال يتوقف على قدرة العدسة على الاحتفاظ بفيلم مسيل للدموع ثابت على سطحها، وكثيرا ما تكون للمعدات الذكية مناطق هيدرفورية (مثلا الاتصالات المعدنية أو آثار الهوائي) يمكن أن تعطل انتشار الدموع، وتتسبب في بقع جافة وتزيد الاحتكاك، كما أن العلاجات السطحية، مثل التصفيق بالبلازما أو البوليميرات الكهرومائية المشع، يمكن أن تجعل جميع أشكال التنظيف غير قابلة للاختراق.

التوحيد والضرائب

ولا يوجد عينان متطابقتان، فالاستعراضات في العشائر، وحجم التلاميذ، وديناميات الرمش تختلف اختلافا كبيرا بين المستخدمين، وقد يحتاج المصنعون إلى تقديم منحنىات أساسية متعددة وسمارات، مثلما يحدث في العلامات التجارية التقليدية للعلامات، بينما تقوم بعض البدائيات باستكشاف العدسات المصورة من المسح الرقمي المفصل للعين، وفي حين أن هذا يزيد من التكلفة، فإنه يمكن أن يحسن بشكل كبير معدلات الراحة بالنسبة للمتبنيين في مرحلة مبكرة.

Interface and Accessibility: Interacting with Invisible Displays

فبدون أزرار مادية أو شاشات، يجب أن تعتمد عدسات الاتصال الذكية على أساليب المدخلات البديلة، ويجب أن تكون واجهة المستعملين مناسبة ومستجيبة ومتاحة للمستعملين ذوي القدرات المختلفة، وتشمل الطرائق الرئيسية قيد التطوير تتبع العين واللفتات والقيادات الصوتية والجمع بين الأجهزة الخارجية.

حركة العين ومكافحة الغاز

فاستعمال حركات العين في نقل المعلومات هو أكثر نماذج التفاعل الطبيعي لجهاز يرتدى على العين، وبتتبع موقع التلميذ والسلاسل التعاقبية، يمكن للأجهزة أن تحدد مكان نظر المستخدم واختياره للزرق أو السحن، وعلى سبيل المثال يمكن للمستعمل أن ينظر إلى جهاز توجيهي لمدة نصف ثانية لفتحه، أو أن ينظر إلى التكسير، غير أن التحدي يميز بين أنماط التعلم المتعمدة وبين أنماط الاستكشاف المرئية العادية.

الأثاث الفرعي وأجهزة بلينك

ويمكن أن تكون تسلسلات الوصل المحررة (مثلاً، صفائحين طويلة) بمثابة تأكيدات أو مفاتيح تغيير للوسائل، وقد استخدم هذا النهج بالفعل في بعض التكنولوجيات المساعدة للأشخاص ذوي القدرة المحدودة على التنقل، أما بالنسبة للثعائر الذكية، فلا بد أن تقتصر الإيماءات التي تم وضعها على تجنب المسببات العرضية أثناء الرمش العادي، ويمكن أن تشمل لفتات إضافية تمزق الرأس (تختار بواسطة جهاز كبريتي في الأذن).

Voice and External Device Integration

وتوفر أوامر التصويت بديلا خاليا من الأيدي، لا سيما عندما تكون عيون المستخدم مشغولة بمهمة، ويمكن لعدسات ذكية أن تتواصل عبر بلوتوس مع هاتف ذكي أو أذن مكرس يتعامل مع الاعتراف بالصوت، ويمكن للأجهزة الصوتية نفسها أن تتضمن ميكروفون صغير، وإن كان ذلك يثير شواغل تتعلق بالخصوصية وتصريف الكهرباء، وثمة نهج آخر يتمثل في رفع جميع التجهيزات إلى هاتف أو مغسلة، مع استخدام العدسات محدثة.

رسوم الوصول إلى الأماكن الافتراضية

فالعناصر الذكية تتيح فرصة فريدة لمساعدة الناس ذوي الرؤية المنخفضة، ويمكن أن تُدرج في البرمجيات مثل تعزيز المقارنات، وتعديل اللون، والتكبير في البرمجيات الاصطناعية، كما أن الشعارات يمكن أن تُغل على المستعملين الذين يعمون اللون، أو تُبرز الحدود، وأن السطوح والارتقاء بالعرق أمران أساسيان للقراءة في ظروف مختلفة من الإضاءة.

القوة والانتقائية: استدامة الخبرة

ولا يمكن أن تعتمد العدسات الذكية على البطاريات الساموية، فإدارة الطاقة ربما تكون أكثر القيود صرامة في تصميمها، ويتوقع المستعملون أن تعمل العدسات لمدة تتراوح بين 12 و16 ساعة على الأقل - يوم كامل للاستيقاظ بدون الحاجة إلى إعادة الشحن، ويتطلب تحقيق ذلك مزيجا من الكترونيات الفعالة، وجمع الطاقة، والشحن اللاسلكي.

العناصر ذات الطاقة المنخفضة وميزنة الطاقة

كل شيء يتعلق بالملويات - يستهلك العرض (عادة مجموعة من أجهزة التلقيح المميتة أو أجهزة التلقيم المصغرة) أكثر أنواع الطاقة قدرة، إذ تستخدم النماذج الأولية عروضاً مُعاكسة سلبية لا تتطلب الطاقة إلا عند تغيير البكسل، ولكنها تقدم بصيرة وتناقضات محدودة، فالعرضات الصاروخية الفعالة توفر رؤية أفضل، ولكن الطاقة التصريفة باستمرار، ويجب على المصممين أن يحسنوا معدل العرض ودورة للرسوم، والحل.

شحنات لاسلكية وتعبئة الطاقة

فالنقل اللاسلكي للطاقة هو النهج المعياري للثديات الذكية لأنه يزيل الحاجة إلى الاتصالات المعرَّضة، ويمكن أن يتلقى الفحم المُعدَّل المتكرر المُجسَّد في العدسة الطاقة من حالة تحمل على المستخدم وضع العدسات في ليلة واحدة، بينما يمكن أن تخزن الحالة نفسها رسوماً متعددة، مما يجعل العدسات اليومية قابلة للشحن بشكل فعال، كما أن الباحثين يستكشفون استخدام الطاقة من أجهزة الإرسال اللاسلكية.

جيم - اتساق البيانات والطابع

أما بالنسبة للثديات الذكية التي تُظهر معلومات سياقية مثل عجلات الملاحة، أو الإخطارات، أو الترجمة الفورية للغة، فيجب أن تتصل بجهاز مضيف (الهاتف الذكية، أو المشاهدة الذكية، أو الخادم السحابي) فتكون قاعدة الطاقة المنخفضة المستوى الحالية نظراً لتدني قدرتها وقلة صلاحيتها، غير أن النطاق الترددي المحدود للشبكة يعني أن أجهزة الفيديو العالية الاستبانة لا يمكن استخدامها بعد.

الأمن والخصوصية

ونظرا لأن العدسات الذكية يمكن أن تلتقط موقع المستخدم (عن طريق نظام تحديد المواقع من الهاتف) ويمكن أن تسجل الصوت أو الفيديو، فإن أمن البيانات هو الأهم، وينبغي أن تشفير جميع الإرسالات اللاسلكية باستخدام معايير مثل AES-256، وينبغي ألا تخزن العدسات البيانات الحساسة محليا ما لم يكن ذلك ضروريا، ويجب أن يوفر التطبيق المرافق ضوابط شفافة على البيانات المشتركة ومع من.

تحديات التصميم والحلول

وتُلبى الأهداف الطموحة المتمثلة في عدسات الاتصال الذكية بعقبات هندسية هائلة، فالتعفن والتشتت الحراري والإلكترونيات المرنة والقابلية للتصعيد هي أكثر المسائل إلحاحا.

التقليل من شأن العناصر

وكل مكوّنات، وذاكرة، وهائي، وحساس، وجهاز استشعار، وجهاز التحكم في الطاقة، وطريقة عرض السائقين أصغر من قطر الرمال، وهذا يتطلب تركيبة نصف موصلات متطورة، بما في ذلك تقنيات الاتصال بالنظم في المكعبات، وتقنيات الرقائق المحتوية على رقعة مائلة، كما أن الشركات مثل تصورات متحركة [FLT:]

عصيان الحرارة

فالدوائر الإلكترونية تولد الحرارة، والعين حساسة لزيادات درجة الحرارة فوق درجة حرارة ١-٢ درجة مئوية. ومن ثم فإن التبريد السريع من خلال طبقات معدنية رقيقة أو قنابل حرارية يحد من سميك العدسة )التي تقل عادة عن ٢٠٠ ميكرونز( كما أن التبريد النشط غير عملي، ولذلك فإن إدارة الطاقة هي الأداة الرئيسية للمراقبة الحرارية: التقلب المستمر للعرض والإذاعة، باستخدام ظروف منخفضة الارتفاع.

الإلكترونيات المرنة والقابلية للثقة

ويجب أن تختلط العدسة بكل سلك، وأثناء الضم والطرد، كما أن رقائق السيليكون الجامدة التقليدية تحت هذه السلالات، بدلاً من ذلك، يستخدم المصممون رقائق فوق عظمى (دون 50 مجهراً) يمكن أن تنحني، أو يدمجوا جزراً صلبة في إطار منصة فرعية لينة ترتبط بوصلات متداخلة قابلة للتمديد.

التصنيع والتكلفة

(أ) إنتاج عدسة اتصال ذكية أكثر تعقيداً بكثير من صنع عدسة تقليدية، ويجب أن يتم تجميع كل عدسة واختبارها وحزمها بصورة فردية، مع انخفاض العائدات في الوقت الراهن، ولخفض التكاليف إلى مستويات ملائمة للمستهلك (قليل من الدولارات لكل عدسة)، فإن المصنعين سيحتاجون إلى التشغيل الآلي وربما إلى الانتقال إلى النسيج الأحادي - حيث يتم تجهيز المقياس الأدنى نفسه بدرجات شبه متطورة.

السلامة والأنظمة

إن عدسات الاتصال الذكية هي أجهزة طبية في معظم الولايات القضائية، ويجب أن تستوفي معايير السلامة الصارمة قبل أن تباع، وتصنف إدارة الأغذية والمخدرات في الولايات المتحدة عدسات الاتصال اليومية بوصفها أجهزة من الفئة الثانية، وتشترط إخطارا مسبقا (510 (ك)) أو الموافقة المسبقة عن السوق حسب الروايات، وقد يؤدي إدراج الإلكترونيات والاتصالات اللاسلكية، والتصنيفات الليزرية المحتملة (للعرض).

السلامة العناوين والمحاكمات السريرية

وبالإضافة إلى التوافق البيولوجي المادي، يجب أن تخضع العدسات الذكية لإجراء اختبارات سريرية لتقييم الصحة القرنية، والأداء البصري، والراحة، والأحداث الضارة، وقد تؤدي البارامترات مثل التكديس القرني، وإعادة التكرير، والتسخين البكتيري، ويجب ألا تزيد هذه الأداة من خطر الإصابة بالكرتيات الميكروبي، التي يمكن أن تؤدي إلى فقدان الرؤية.

المعايير والبروتوكولات الخاصة بالاختبار

وقد تكون المعايير الدولية مثل المعيار ISO 11979 (لمعدات الاتصال) ورقم ISO 10993 (للتقييم البيولوجي) سارية، وقد تكون المعايير الإضافية للأجهزة اللاسلكية (الباب 15 من قانون التجارة الدولية) وسلامة الليزر (IEC 60825) ذات أهمية، ويجب على المطورين أيضاً أن ينظروا في التوافق الكهرومغناطيسي لضمان عدم تدخل العدسات في الأجهزة الطبية الأخرى مثل أجهزة الوتيرة، كما أن الاختبارات تجرى بواسطة مختبرات المعتمدة لمدة ثلاث سنوات يمكن أن تأخذ في عملية الدخول كلها.

مراقبة ما بعد المريخ

وبعد الموافقة على ذلك، يجب على المصنعين رصد استخدام العالم الحقيقي في مضاعفات غير متوقعة، إذ قد يكون من الضروري إجراء تصويبات تذكر أو ميدانية إذا وجدت عيوب، كما أن تعليم المستعمل - بشأن الدمج السليم، وإزالة الأمتعة، والنظافة - أمر بالغ الأهمية، وعلى عكس الهاتف الذكي، لا يمكن إزالة عدسات متضررة، ويجب إزالتها من جهاز حساس، ويلزم وضع علامات وتعليمات للتقليل إلى أدنى حد من سوء الاستخدام.

التوقعات المستقبلية: من البداية إلى الضرورة

ورغم التحديات الهائلة، فإن الفوائد المحتملة من عدسات الاتصال الذكية تدفع إلى استمرار الاستثمار، ومن المرجح أن تستهدف النسخ المبكرة تطبيقات البرمجيات: ] الرصد المستمر للضغط داخلي لمرضى الجلوكوم ، وزيادة المبالغ في الواقع بالنسبة للفنيين الصناعيين، وتصحيح الرؤية بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من الإجهاد، مع تطور التكنولوجيا، وخصائص مثل التلقيح، والملاحة في الوقت الحقيقي.

التكامل مع شبكة الإنترنت

وستتحدث عدسات الذكاء في نهاية المطاف إلى أجهزة أخرى قابلة للارتداء، وإلى سيارات، وإلى أجهزة منزلية، ويمكن أن تظهر عدسة افتراضية عندما تنظر إلى الجدار، أو تسلط الضوء على مخاطر السلامة في منطقة البناء، وهذا يتطلب نظاما إيكولوجيا ذا معايير ووصلات بينية مفتوحة، لا يزال في طليعتها، وستكون الشراكات بين مصانعي العدسات ومصممي الرقائق ومنابر البرمجيات أساسية.

القدرة على تحمل التكاليف والتبني

وسيتبع منحنى التكلفة بالنسبة للثديات الذكية هبوطا شبيها بتشريع مور، ولكن النماذج المبكرة قد تكلف مئات الدولارات لكل زوج، ويمكن أن يؤدي سداد التكاليف عن طريق التأمين الصحي للطلبات الطبية إلى تخفيف العبء غير الرسمي، أما بالنسبة للمستهلكين عموما، فإن نماذج الاشتراك )مثل تلك المستخدمة في العدسات اليومية القابلة للتصريف( يمكن أن تجعلها أكثر سهولة.

الابتكار التعاوني

وستصمم أكثر العدسات الذكية نجاحاً أفرقة متعددة التخصصات تجمع بين علماء العيون والمهندسين الميكانيكيين ومطوري البرمجيات والمصممين الصناعيين والخبراء التنظيميين، ويختبر المستعملون البحوث - بما في ذلك مجموعات التركيز، واختبار القابلية للتداول مع النماذج الأولية المحاكاة، ودراسات اللبس الطويلة الأجل تسترشد بها قرارات التصميم، ولا يمكن التضحية بالسلامة في مجال عد المعالم، حيث أن المصممين المعروفين تماماً والمغامرين يبنون " .

وفي الختام، فإن إنشاء عدسات اتصال ذكية مريحة وسهلة الاستعمال هو مسعى متعدد الأوجه يتطرق إلى العلوم المادية، والتفاعل بين الحواسيب البشرية، والهندسة الكهربائية، والامتثال التنظيمي، وما زالت الصناعة في مرحلة النشء، ولكن العمل التأسيسي الذي تم اليوم سيحدد ما إذا كانت هذه العدسات تصبح امتداداً لا يرقى إلى مستوى حواسنا أو رواية عابرة، وذلك بتحديد أولويات التفاعلات غير الملائمة، والسلامة القوية.