Table of Contents

חווית המשתמש: עמודי נוחות ושימושיות ב-Smart Contact Lenses

עדשות מגע חכמות מייצגות גבול בטכנולוגיה לבישה, מבטיח לדחות מידע דיגיטלי ישירות על שדה הראייה של המשתמש ללא רוב תצוגות מסורתיות בראש מוכובש, עם זאת, ההצלחה של הטכנולוגיה הזו מדגישה לא על יכולת גולמית אלא על איכות החוויה של המשתמש.אם עדשות מגע לא נוח, לא אינטואיטיבי, או לא אמין, אפילו התכונות המרשימות ביותר יעברו עיצוב לא מנוצל עבור נוחות, נגישות, שילוב של חומרים חכמים, ולהוביל את המציאות של חומר הנדסי חיובי, דורשות, כדי ליצור קשר עם תכונות אנושיות, כדי ליצור קשר עם תכונות אנושיות, ואפקטים, ואפקטים של תכונות מיידיות, ואפקטים של חומר זה, ואפקטים של תכונות אנושיות, ואפקטים של תכונות מיידיות, כדי לשנות את התכונות הטובות ביותר של תכונות אנושיות, כדי לשנות את התכונות הטובות ביותר של תכונות מיידיות, ואפקטים של תכונות מיידיות, כדי ליצור קשר עם זאת, או לא אמין, או לא אמין, כדי ליצור קשר עם זאת, כדי ליצור קשר עם זאת, כדי ליצור קשר עם זאת, או לא אמין, או לא אמין, כדי ליצור קשר עם זאת, כדי ליצור קשר עם זאת, או לא אמין, או לא אמין, או לא אמין, או לא אמין, או לא אמין, אפילו לא אמין, או לא אמין, אפילו לא אמין,

נוחות ו Fit: הקרן של חביות

כל עדשות מגע, חכם או אחר, חייב להיות כמעט בלתי מורגש לביש.הלחש זה עם עדשות חכמות הוא מאתגר יותר כי הם מכילים רכיבים אלקטרוניים, אנטנה, ועיגולים כי עדשות קונבנציונליות חסרות. הגורמים העיקריים הקובעים נוחות כוללים ביו-גמישות חומרית, חד-חמצני, עיצוב קצה קצה, ואת האינטראקציה עם הסרט מדמיע.

חומרים לא מתאימים וחמצן Flow

יש לבצע עדשות הבסיס משוק עדשות מגע מודרני כי הם מציעים חדירה חמצן גבוהה (Dk / t), אשר הוא קריטי עבור שימוש רפואת קרנית.סיליקון הידרוגלס לשלוט בשוק עדשות מגע מודרני כי הם מציעים ניתירות חמצן גבוהה (Dk / t), אשר קריטי עבור בריאות הקרנית.התירס מקבל חמצן ישירות מן האוויר ולא כלי דם; עדשות כי מגביל חמצן יכול לגרום חומרים ema, אדום, ו אלקטרוניקה לעתים קרובות יש צורך להפחית את תפקודם של חמצן כי הם לא זמין באופן משמעותי.

פרופיל ו Lens Geometry

קצה עדשות מעוצבות גרועה יכול לגרות את שולי העפעפיים במהלך ממצמץ, המוביל לתחושה של גוף זר וייבוש. עדשות חכמות חייב לשמור על פרופיל חלק, מעוגל כי מחקה את הגיאומטריה של עדשות יומיות-סבירות.בנוסף, המסה הנוספת של רכיבים אלקטרוניים יכול לגרום העדשה כדי droop או הגון יותר, מחלחל חזון ונוחות.

אינטראקציה עם סרט תה ו Lubricity

נוחות גם תלויה ביכולת של העדשה לשמור על סרט דמעה יציב על פני השטח שלה. עדשות חכמות לעתים קרובות יש אזורים הידרופוביים (למשל, מגעי מתכת או עקבות אנטנה) אשר יכול לשבש את הפצת הדמעות, גרימת כתמים יבשים וחיכוך מוגבר טיפולים פני השטח, כגון ציפוי פלזמה או ציפוי הידרופילמי, יכול להפוך את לוח העדשה רטוב כולו.

התאמה ו Fit

אין שתי עיניים זהות.קורנלי מרפא, גודל התלמידים, ודינמיקה ממצמצוץ להשתנות באופן נרחב על פני משתמשים.עבור עדשות חכמות להיות באמת נוח, יצרנים עשויים להיות צריכים להציע עקומות בסיס מרובות וקוטרים, בדיוק כמו מותגים מסורתיים עדשות לעשות. כמה סטארט-אפים הם לחקור עדשות מכוסות מרוקדות מפורטות של העין.

ממשק משתמש וגישה: אינטראקציה עם תצוגות בלתי נראות

ללא כפתורים פיזיים או מסך מגע, עדשות מגע חכמות חייבות להסתמך על שיטות קלט חלופיות.ממשק המשתמש (UI) חייב להיות אינטואיטיבי, קשוב ונגישות למשתמשים עם יכולות שונות.המודולים המרכזיים תחת התפתחות כוללים מעקב עיניים, מחוות, פקודות קוליות וצמד חיצוני.

תנועות עיניים ובקרת גז

באמצעות תנועות עיניים לנווט מידע הוא פרדיגמת אינטראקציה טבעית ביותר עבור מכשיר שחוקים על העין.על ידי מעקב אחר מיקום התלמידים ו-Kcades, העדשה יכולה לקבוע היכן המשתמש מחפש ובוחר סמלים או תפריטים.לדוגמה, משתמש יכול להסתכל על סמל הודעה למשך חצי שנייה כדי לפתוח אותו, או להסתכל מעלה לגלול.עם זאת, האתגר הוא להבחין פקודות מכוונת של חיפוש חזותי רגיל.

רצף ממצמץ (למשל, שני ממצמץ ארוך) יכול לפעול כאישורים או מתגי מצב.גישה זו כבר בשימוש בטכנולוגיות מסייעות מסוימות עבור אנשים עם ניידות מוגבלת. עבור עדשות חכמות, את המחוות חייב להיות מוגבל כדי למנוע טריגרים מקריים במהלך ממצמץ רגיל.

קול ואינטגרציה חיצונית

פקודות קוליות מציעות אלטרנטיבה ללא ידיים, במיוחד כאשר העיניים של המשתמש עסוקים במשימה. עדשות חכמות יכול להתחבר באמצעות Bluetooth לסמארטפון או אוזן ייעודית המטפלת בהכרה קולית. לחלופין, העדשה עצמה יכולה לשלב מיקרופון זעיר, אם כי זה מעלה חששות פרטיות וניקוז כוח. גישה אחרת היא להסיר את כל העיבוד לטלפון או לשעון חכם, עם העדשה לשמש כתצוגה פשוטה ולוחמת חיישן זה מאפשר העדכונים מורכבים ללא העדכונים של צריכת חומרה מוגבלת.

תכונות נגישות ל-Virtairments

עדשות חכמות מציגות הזדמנות ייחודית לסייע לאנשים עם ראייה נמוכה.תכונות כגון שיפור ניגודיות, התאמה צבע, ולהגדיל יכול להיות מוטבע לתוך קושחה של העדשה.עבור משתמשים עם עיוורון צבעים, העדשה יכול overlay מיפוי צבע כוזב או להדגיש גבולות.בהירות מכוונן ודרגות גופנים הם חיוניים לקריאה בתנאים תאורה שונים.

כוח וחיבוריות: להעריך את החוויה

עדשות חכמות לא יכולות להסתמך על סוללות גדולות.ניהול כוח הוא אולי המגביל ביותר בעיצוב שלהם. משתמשים מצפים שהעדשות יפעלו לפחות 12 עד 16 שעות - יום התעוררות מלא - מבלי צורך לטעון מחדש.

מטענים וכוח נמוך ותקציב אנרגיה

כל מילימטרים חשובים.התצוגה (בדרך כלל LED או מיקרו-LED מערך) צורכת את הכוח ביותר.טיפוסים מוקדמים משתמשים בתצוגה רפלקטיבית פסיבית הדורשת כוח רק כאשר הם משתנים פיקסלים, אבל הם מציעים בהירות מוגבלת וניגודיות. תצוגות נוקשות Active מספקות נראות טובה יותר אבל ניקוז אנרגיה ברציפות.מעצבים חייבים לייעל את קצב הרענן התצוגה, מחזור, ורזולוציה.חלק מהמערכות משתמשים בתצוגת דופק שמסובבת רק כאשר מסתכלים על ידי החיישנים בטווח הראייה המשתנים, תוך כדי לחץ דם עמוק (מעקב אחר חיישנים).

ניקוי אנרגיה וסחרור

העברת חשמל אלחוטית היא הגישה הסטנדרטית עבור עדשות חכמות כי זה מבטל את הצורך של מגעים חשופים. a resonant inductive coil מוטבע העדשה יכול לקבל אנרגיה ממקרה הטעינה כי המשתמש מציב את העדשות בתוך לילה. המקרה עצמו יכול לאחסן מספר חיובים, מה שהופך את עדשות ביעילות rechargeable מדי יום. החוקרים גם לחקור קציר אנרגיה מקידוד רדיו (RF) אותות חום (מואלקטרי), או אפילו לא יכול להאריך את שיטות אנרגיה מלאים של צריכת אנרגיה).

קישוריות לנתונים ו-Latency

עבור עדשות חכמות להציג מידע קונטקסטואלי - כגון הזרמת ניווט, הודעות או תרגום שפה בזמן אמת - הם חייבים לתקשר עם מכשיר מארח (טלפון חכם, smartwatch, או שרת ענן) Bluetooth Low Energy (BLE) הוא תקן הנוכחי בשל כוח נמוך שלה ואת כל אי-השוויון שלה.עם זאת, רוחב פס מוגבל של BLE אינו יכול עדיין להיות נתון סביר עבור מפתחי ראייה קצרים (אך) עבור גישה קצרה ל-קלינט (אך) עבור שניות ספורות.

אבטחה ופרטיות

מכיוון עדשות חכמות יכולות ללכוד את המיקום של המשתמש (באמצעות GPS מהטלפון) וייתכן להקליט אודיו או וידאו, אבטחת מידע היא חובה.כל השידורים האלחוטיים צריכים להיות מוצפנים באמצעות סטנדרטים כגון AES-256.העדשה לא צריכה לאחסן נתונים רגישים באופן מקומי אלא אם כן יש צורך, ואפליקציית המלווים חייבת לספק בקרה שקופה על מה הנתונים משותפים ועם מי.

אתגרים עיצוב ופתרונות

המטרות השאפתניות של עדשות מגע חכמות נפגשות עם מכשולים הנדסיים בלתי ניתנים להפרדה, דיסיפוציה חום, אלקטרוניקה גמישה וקנה מידה הייצור הם הנושאים הדוחקים ביותר.

מינימום של Components

כל רכיב - מעבד, זיכרון, אנטנה, חיישן, ניהול חשמל IC ונהג תצוגה - חייב להיות קטן יותר מגרגר חול.זה דורש אריזות מוליכים למחצה מתקדמות, כולל מערכת-in-package (SiP) ו- השבבים-על-מפלקס (CoF) טכניקות כגון FLT:0Mojo VisionFalph:1LT:1 הוכיחו תצוגה מיקרו-LED רק 048 מ"מ"מ בדיוק עם רכיבי איסוף מדויקים של עדשה.

אכזבות חום

מעגלים אלקטרוניים מייצרים חום, והעין רגישה לטמפרטורות מעל 1-2C. קירור עוברי דרך שכבות מתכת דקות או דרך תרמית מוגבלת על ידי עובי העדשה (בדרך כלל מתחת 200 מיקרונים) קירור פעיל הוא לא מעשי.לכן, ניהול כוח הוא הכלי העיקרי לשליטה תרמית: חובת מחזור התצוגה והרדיו, באמצעות חומרים טרנסאקציוניים נמוכים, והפצת כוח היא גם בתנאי כדור הארץ באופן קבוע (למרות לחץ דם קבוע) על פני השטח).

אלקטרוניקה גמישה וגמישות

העדשה חייבת להתכווץ עם כל ממצמץ ובמהלך ההזרקה וההסרה. שבבים סיליקון קשיחים סיליקון מפוצצים תחת זן כזה.במקום, מעצבים משתמשים בצ'יפס אולטרה-ת'ין (תחת 50 מיקרונים) שיכול לכופף, או שהם הטמיעו איים נוקשים במצע רך המחובר על ידי מחזורים מתוחים.FLT:0FLT 1 (Flexible ElectronicsFLT:1) מחקר יוצר פולימרים, עקבות מתכת, סולידי מתכת, ונחישות מתכת, ונחשים, ושרירים, 000, 000, 000) כדי לעמוד בטמפרטורה של דלקת מפרקים, 000.

ייצור ועלויות

הקטנת עדשות מגע חכמות היא הרבה יותר מורכבת מאשר ייצור עדשות מסורתיות.כל עדשה יש צורך בנפרד, נבדק, ארוז, עם התשואות כיום נמוך. כדי להוריד עלויות לרמות ידידותיות לצרכנים (כמה דולרים לעדשה), יצרנים יצטרכו אוטומציה ואולי לעבור למרקם מונוליטי - שבו העדשה מסובבת עצמה מעובדת עם צעדים למחצה דמויי מוליכים למחצה:0Inverse Corporation פיתחה תהליך ייצור מכני עדשה, אך עדיין מאתגרת עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה, אך היא עדיין פועלת באמצעות תהליך ייצור רך עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה, אך היא עדיין פועלת עם רכיבת עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדיפה, אך היא עדיין פועלת עם רכיבת עדשה עדשה עדשה עדשה, אך היא עדיין פועלת עם אלקטרוניקה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדשה עדינה בעלת אלקטרוניקה עדשה עדשה עדשה, אך היא עדיין פועלת עם קומפקטית עדשה בעלת אלקטרוניקה עדשה בעלת קומפקטית עדשה, אך היא עדיין פועלת עם קומפקטית עדשות הפעלה עדשה עדשה בעלת קומפקטית עדשה עדשה בעלת אלקטרוניקה עדשה בעלת

בטיחות ותקנות

עדשות מגע חכמות הן מכשירים רפואיים ברוב תחומי השיפוט, והם חייבים לעמוד בסטנדרטים קפדניים בטיחות לפני שהם יכולים להימכר. מינהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) מסווג עדשות מגע יומיות כמכשירים מסוג II, המחייבות הודעה מוקדמת (510(k) או אישור טרום-שיווק (PMA) בהתאם לחידוש.הכללה של אלקטרוניקה, תקשורת אלחוטית, ו לייזרים (לתצוגה) עשויים להעלות את סיווג.

בטיחות עינית וניסויים קליניים

מעבר לזמינות החומרית, עדשות חכמות צריכות לעבור ניסויים קליניים כדי להעריך בריאות הקרנית, ביצועים חזותיים, נוחות ומקרים שליליים. פרמטרים כגון מכת הקרנית, אדמומיות צולבת, ודבקות חיידקית נמדדת.המכשיר חייב לא להגדיל את הסיכון של דלקת מיקרוביאלית, אשר יכול להוביל לאובדן ראייה.

פרוטוקולים ופרוטוקולים של בדיקות

סטנדרטים בינלאומיים כגון ISO 11979 (עבור עדשות מגע) ו- ISO 10993 (להערכה ביולוגית) חלים על סטנדרטים נוספים עבור מכשירים אלחוטיים (FCC Part 15) ובטיחות לייזר (IEC 60825) עשויים להיות רלוונטיים.מפתחים חייבים גם לשקול תאימות אלקטרומגנטית (EMC) כדי להבטיח כי העדשה אינה מפריעה למכשירים רפואיים אחרים כמו קוצרים מבוצעת על ידי מעבדות מוכרות, וכל התהליך יכול לקחת שלוש שנים למחסום משמעותי.

עקבו אחרי Market Surveillance

לאחר שאושר, יצרנים חייבים לפקח על השימוש בעולם האמיתי עבור סיבוכים בלתי צפויים. Recalls או תיקון שדה עשויים להיות נחוצים אם פגמים נמצאים. [+] למידה של המשתמש - על שילוב נכון, הסרת והיגיינה - הוא גם קריטי.בניגוד לסמארטפון, עדשות פגומים לא ניתן להתקין; יש להסיר אותו מ איבר רגיש.

תחזית לעתיד: From Novelty to Necessity

למרות האתגרים העצומים, היתרונות הפוטנציאליים של עדשות מגע חכמות ממשיכים להשקיע.גרסאות מוקדמות ככל הנראה יכוונו יישומים נישה:0 לחץ תוך עיני מתמשך ניטור עבור חולים DrDeramus חולים veFLT:1, מציאות מוגברת עבור טכנאים תעשייתיים, ותיקון חזון עבור אנשים עם presbyopia. as בשלים, תכונות כמו ראשיים, תרגום בזמן אמת, בריאות, מעקב (correliation), מעקב סטנדרטי יכול להיות סטנדרטי).

שילוב עם האינטרנט של הדברים

עדשות חכמות בסופו של דבר לדבר עם מכשירים אחרים ללבוש, מכוניות, מכשירי חשמל ביתיים.עדשה יכול להציג שליט וירטואלי כאשר מסתכלים על קיר, או מדגישים את הסיכונים הבטיחות באזור הבנייה.זה דורש מערכת אקולוגית של סטנדרטים פתוחים וממשקים, אשר עדיין בחיתוליו. שותפויות בין יצרנים, מעצבי שבב, ופלטפורמות תוכנה יהיו חיוניות.

חוסר יכולת ואימוץ

עקומת העלות עבור עדשות חכמות תעקוב אחר הירידה דמוית חוק של מור, אבל מודלים מוקדמים עשויים לעלות מאות דולרים לצמד. Reimbursement על ידי ביטוח בריאות עבור יישומים רפואיים יכול להפחית את הנטל מחוץ לעומס. עבור צרכנים כלליים, מודלים מנויים (כמו אלה המשמשים עדשות חד פעמיות) יכול להפוך אותם נגישים יותר.

חדשנות שיתופית

עדשות חכמות המצליחות ביותר יועדו על ידי צוותים בין-תחומיים המשלבים אופטימיים, מהנדסים מכניים, מפתחי תוכנה, מעצבים תעשייתיים ומומחים רגולטוריים.משתמש ניסיון מחקר - כולל קבוצות מיקוד, בדיקות שימושיות עם אבטיפוס מדומים, ומחקרי ללבוש ארוכי טווח - לא יכולים להיות מוכנים להקריב החלטות עיצוב.

לסיכום, יצירת עדשות מגע חכמות נוחות וידידותיות למשתמש היא מאמץ רב-פנים שנוגע למדע החומרי, אינטראקציה בין מחשב אנושי למחשב, הנדסה כוח, וציות רגולטוריות.התעשייה עדיין בחיתוליה, אבל העבודה הבסיסית שנעשתה היום יקבע אם עדשות אלה הופכות להרחבה חלקה של החושים שלנו או רומן עובר.על ידי עדיפות נוחות, אינטראקציה אינטואיטיבית, כוח, כוח, ו uncompromis, מעצבים יכולים לבנות עם פוטנציאל אבטחה מלאה של משתמשים.