XPANCEO stellt passives Eye-Tracking mit intelligenten Kontaktlinsen vor

XPANCEO, ein High-Tech-Unternehmen, das intelligente Kontaktlinsen entwickelt, hat ein passives Eye-Tracking-System vorgestellt, das mit Standardkameras Messgenauigkeit auf Branchenniveau erreicht. Das System nutzt in Kontaktlinsen eingebettete mikroskopische Muster, die eine hochpräzise passive Blickverfolgung ermöglichen, ohne dass aktive Elektronik oder spezielle Stromquellen erforderlich sind.

Mit dieser Technologie können Kontaktlinsen als optische Markierungen fungieren, die von vorhandenen Kameras in Laptops, Fahrzeugarmaturenbrettern, Mobilgeräten und am Helm montierten Systemen gelesen werden können. Das System verwendet zwei ultradünne optische Gitter, die Interferenzmuster erzeugen, die sich verschieben, wenn sich das Auge dreht. Wenn sich das Auge dreht und sich der Betrachtungswinkel ändert, verschieben sich die Gitter (durch einen mikroskopischen Spalt getrennt) relativ zueinander, ähnlich wie Ebenen in einem Pop-up-Buch ihre Position ändern, wenn sie geneigt werden. Dadurch kommt es zu einer messbaren Veränderung der sogenannten Moiré-Muster.

Das Trackingmodul misst 2,5 × 2,5 Millimeter und ist in ein biokompatibles Silikonelastomer eingekapselt, das mit herkömmlichen Kontaktlinsenherstellungsprozessen kompatibel ist.

Aktuelle Eye-Tracking-Technologien basieren meist auf externen Systemen und funktionieren, indem sie Infrarotlicht auf das Auge strahlen und Kameras verwenden, um die Reflexionsmuster von der Hornhaut und manchmal auch der Augenlinse zu erfassen. Computer-Vision-Algorithmen analysieren diese Bilder dann, indem sie die entsprechende Blickrichtung berechnen und die relativen Positionen mehrerer Glitches sowie die Form und Position der Pupille verarbeiten.

Dieser kontinuierliche Zyklus aus Beleuchtung, Bildgebung und Analyse findet Dutzende Male pro Sekunde statt. Diese Systeme entladen die Batterien relativ schnell und weisen bei schwierigen Lichtverhältnissen, einschließlich gut beleuchteter Umgebungen, in denen Infrarotsignale mit dem Umgebungslicht konkurrieren, eine verminderte Leistung auf.

Die neue musterbasierte Technologie bietet zwei entscheidende Vorteile. Erstens macht die vereinfachte Einrichtung eine Infrarotbeleuchtung überflüssig und funktioniert zuverlässig in gut beleuchteten Umgebungen, wodurch die Hardware-Komplexität und der Stromverbrauch reduziert werden. Zweitens ermöglicht es eine universelle Bereitstellung. Da Kameras bereits in alltägliche Geräte und Umgebungen integriert sind, funktioniert das passive Trackingsystem in mehreren Kontexten, ohne dass eine spezielle Infrastruktur erforderlich ist.

„Dieser Moiré-Muster-Ansatz ermöglicht eine genaue Messung der Augenorientierung mithilfe optischer Geometrie, ohne dass die Linse komplexer oder energieintensiver wird“, sagte Dr. Valentyn Volkov, Gründer und CTO von XPANCEO. „Die Technologie erweitert die potenziellen Anwendungen von Kontaktlinsenplattformen, insbesondere in Umgebungen, in denen Benutzer bereits mit mit Kameras ausgestatteten Geräten interagieren.“

Diese einzigartige Präzision von 0,3 Grad ohne die Notwendigkeit restriktiver klinischer Hardware macht das System zu einer vielversprechenden Lösung zur Erkennung subtiler Augenbewegungen in klinischen Anwendungen, einschließlich der Untersuchung von Mustern im Zusammenhang mit neurologischen Erkrankungen. Ein solches hochpräzises Eye-Tracking wird zunehmend als wichtiger Biomarker für die Frühdiagnose neurodegenerativer Erkrankungen, einschließlich der Parkinson- und Alzheimer-Krankheit, anerkannt, wobei neuere Forschungen spezifische Protokolle für die Diagnose etabliert haben.

Darüber hinaus ermöglicht die Robustheit des Systems eine hohe Anpassungsfähigkeit an extreme und anspruchsvolle Umgebungen. In Automobil-, Luft- und Raumfahrt- oder Industrieumgebungen, wo Benutzer häufig Helme mit integrierten Kameras tragen, geht die kontinuierliche Analyse der Sakkadengeschwindigkeit und Mikrofixierungen weit über die standardmäßige Ermüdungsüberwachung hinaus. Es ermöglicht die Echtzeiterkennung schwerer Ermüdung des Zentralnervensystems, kognitiver Beeinträchtigungen oder Vergiftungen und stellt so sicher, dass die Bediener ihren Aufgaben voll und ganz nachkommen können.

Diese Technologie erweitert die Einsatzmöglichkeiten intelligenter Kontaktlinsen, ohne die Systemkomplexität zu erhöhen. Die Forschung wurde veröffentlicht in Fortschrittliche Funktionsmaterialien.

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