ساخت عینک هوشمند برای ردیابی چشم بدون نیاز به دوربین: راهی نوین برای تعامل با تکنولوژی
در دنیای امروز، ردیابی چشم به عنوان یک تکنولوژی پیشرفته در تعامل انسان و رایانه مطرح است، اما سیستم‌های موجود هنوز با مشکلاتی چون پیچیدگی‌های فنی و ناراحتی‌های ناشی از استفاده روبه‌رو هستند. فناوری‌های مبتنی بر دوربین نیاز به پردازش پیچیده تصاویر دارند و در عین حال نگرانی‌هایی در زمینه حفظ حریم خصوصی به وجود می‌آورند. در همین راستا، محققان موفق به توسعه یک سیستم ردیابی چشم جدید با استفاده از حسگرهای نوری پروسکایتی شده‌اند که در مقایسه با روش‌های سنتی، نه تنها دقیق‌تر بلکه راحت‌تر و غیرتهاجمی است.
چالش‌های موجود در ردیابی چشم و محدودیت‌های فناوری‌های کنونی
سیستم‌های ردیابی چشم معمولاً به دوربین‌های پیچیده‌ای نیاز دارند که باید حجم بالای داده‌های تصویری را در زمان واقعی پردازش کنند. علاوه بر این، تغییرات نور و ویژگی‌های چشم نیز باید در نظر گرفته شوند. همچنین حسگرهای لنز تماسی، اگرچه دقت بالایی دارند، اما می‌توانند باعث تحریک چشم شده و راحتی استفاده را کاهش دهند. در این بین، نبود یک فناوری ردیابی چشم دقیق، غیرتهاجمی و قابل اعتماد، سبب محدود شدن کاربردهای این تکنولوژی در زمینه‌هایی نظیر واقعیت افزوده و نظارت پزشکی می‌شود.
پیشنهاد راه‌حل با استفاده از مواد پروسکایتی
محققان به منظور غلبه بر این چالش‌ها، از مواد پروسکایتی استفاده کرده‌اند. این مواد بلوری با ویژگی‌های نوری و الکترونیکی بسیار حساس به نور می‌توانند سیگنال‌های نوری را با دقت بالا تشخیص دهند و به‌راحتی تولید شوند. استفاده از این مواد، حسگرهایی مینیاتوری تولید کرده که می‌توانند موقعیت چشم را به‌طور دقیق ردیابی کنند بدون آنکه نیازی به دوربین یا لنز تماسی باشد. این راه‌حل می‌تواند به‌طور چشمگیری مشکلات موجود در سیستم‌های ردیابی چشم را کاهش دهد.
فرآیند تولید و بهبود حسگرهای نوری پروسکایتی
محققان با الهام از فرآیندهای طبیعی بیولوژیکی، روشی جدید برای تولید بلورهای پروسکایتی به کار گرفته‌اند که موجب تشکیل ساختارهای منظم‌تر و بزرگ‌تر می‌شود. این روش منجر به تولید فیلم‌هایی از متیل‌آمونیوم سرب یدید شد که از حساسیت بالایی برخوردار است و قادر به تشخیص تغییرات نور 300 برابر قوی‌تر از سیستم‌های معمولی است. این حسگرها، پس از آزمایش‌های طولانی در شرایط مختلف، قادر به حفظ عملکرد خود بوده و 91% از کارایی اولیه خود را حفظ کردند.
عملکرد عینک‌های هوشمند مبتنی بر حسگرهای نوری پروسکایتی
در عینک‌های هوشمند جدید، حسگرهای نوری پروسکایتی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که نور منعکس‌شده از چشم را در مناطق مختلف آن شناسایی کنند. سپس الگوریتم‌های شبکه عصبی به‌طور آنی سیگنال‌های این حسگرها را پردازش کرده و موقعیت دقیق چشم را تعیین می‌کنند. این سیستم دقت بالایی دارد، به‌طوری که دقت آن در آزمایش‌ها 99.86 درصد به دست آمده است. این فناوری حتی با تغییر فاصله بین حسگرها و چشم، دقت خود را حفظ کرده و در برابر شرایط مختلف نوری پایدار باقی می‌ماند.
کاربردهای عملی و مزایای عینک‌های هوشمند در آینده
برای نمایش کاربردهای عملی این فناوری، محققان عینک‌های هوشمند را به یک ماشین کنترلی متصل کردند. کاربران با استفاده از حرکت چشم خود توانستند ماشین را به‌طور دقیق هدایت کنند. این سیستم با سرعت بسیار بالا و در کمتر از 130 میلی‌ثانیه پاسخ می‌دهد، که نشان‌دهنده کارایی عالی آن در کاربردهای عملی است. علاوه بر این، این فناوری مزایای زیادی دارد؛ از جمله کاهش نگرانی‌های حریم خصوصی، حذف بار محاسباتی سنگین سیستم‌های مبتنی بر دوربین، و حذف ناراحتی‌های ناشی از استفاده از لنزهای تماسی.
آینده‌ای روشن برای فناوری ردیابی چشم در عرصه‌های مختلف
عینک‌های هوشمند مبتنی بر حسگرهای نوری پروسکایتی با عملکرد عالی خود می‌توانند تحول بزرگی در زمینه‌های مختلف ایجاد کنند. این سیستم‌ها می‌توانند برای نظارت بر الگوهای حرکتی چشم در پزشکی، به‌ویژه در تشخیص بیماری‌های عصبی، کاربرد داشته باشند. همچنین، افراد با محدودیت‌های حرکتی می‌توانند از این فناوری برای کنترل دستگاه‌ها و ابزارهای کمکی خود استفاده کنند. این فناوری در زمینه واقعیت افزوده نیز پتانسیل بالایی دارد و می‌تواند رابط‌های طبیعی‌تر و راحت‌تری بدون نیاز به دست فراهم کند.
نتیجه‌گیری: قدمی بزرگ در فناوری ردیابی چشم
تحقیقات جدید در زمینه ردیابی چشم با استفاده از حسگرهای نوری پروسکایتی نشان می‌دهد که این تکنولوژی می‌تواند راه‌حل‌های غیرتهاجمی، دقیق و قابل‌اعتمادی برای ردیابی حرکت چشم ارائه دهد. این فناوری نوین نه‌تنها از مشکلات سیستم‌های قدیمی می‌کاهد، بلکه در کاربردهای متنوعی مانند پزشکی، واقعیت افزوده و دستگاه‌های کمکی نیز نقش بسزایی خواهد داشت.
