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最近,法国科学家从X战警的镭射眼身上得到灵感,研发出一种****眼镜,可以****红色激光束对准佩戴者所看到的物体。
这款眼镜的原理是在普通尺寸的****眼镜上装配了一个垂直腔表面激光****(VCSEL),用于向佩戴者观看的方向****激光。
研究人员使用现成的零部件创建了一个可用于凝视识别的眼镜原型。
凝视识别是一个新兴的研究领域,可能成为人工智能的下一个前沿阵地。
凝视识别可以使人们跨过触摸屏或鼠标来控制电子设备,在无需触碰屏幕或按键的情况下即可选择显示器上的选项。
这款内置红外线激光的****眼镜命名为“cyclops lens”(镭射眼镜),取自X战警漫画中的著名英雄“镭射眼”。
如图所示,****眼镜原型内部的电子设备(左)和人眼佩戴的电子设备(右)。该系统可以被看作是“一种使用红外(iR)激光嵌入式无线智能****眼镜的新型眼部跟踪系统”
在设计上,每只眼的****镜片外框都安装了摄像系统,用于跟踪人的视线。
来自南斯的法国大西洋高等矿业电信学校的研究人员在一项实验中,将这款****眼镜安装在可旋转的假眼上,再将一个分束器放置在带了眼镜的假眼前,用于定位两眼分别发出的光束。
研究人员在研究报告中表示:“分束器镀了膜,可以反射两眼激光点产生的红外光束,同时又对眼睛透明,以避免不必要的反射。”
最后,用一台红外热像仪记录激光在何处被反射,并通过软件绘制出两束光束在何处会合,就是人眼所注视的位置。
研究人员表示,在系统中,检测激光束方向就可以知道凝视方向。
与这项研究一起发布的视频中展示了该系统可以进行实时追踪。
目前还有多项正在研究中的凝视识别技术,包括大量使用摄像头和传感器的系统。
在去年的巴塞罗那世界移动大会上,宝马发布的一款原型车,便借助了这种系统,使得驾驶员坐在车内就可以用眼睛完成某些操作。安装在仪表盘上的高清摄像头将跟踪乘坐者的头部和眼睛运动,以准确识别他们所注视的物品(无论是车内还是车外的)。
宝马举例称,驾驶员在路途中透过挡风玻璃看到某家餐馆,就可以即时了解其菜品,营业时间等,甚至可以订位。
自2021年起,BMW将在其SUV跨界车型iNEXT中首次向客户提供所谓的凝视识别,以及改进版手势和语音识别等自然交互功能。
法国大西洋高等矿业电信学校的研究人员在一项实验中,将****镭射眼镜安装在可以旋转的人造假眼上,并将一个分束器放置于其前,用于定位每只眼镜发出的光束(如图所示,展示了激光、分束器和摄像头如何协同工作)
该图阐述了新型镭射****眼镜原型的基本结构、组成以及尺寸。在此原型中,研究人员使用了现成的零部件,但同时表示使用特制组件可以使其更轻,更高效。
不过,凝视识别这一新兴领域,还需进一步改进识别技术,并扩大其潜在的使用场景。
研究人员表示:“这款眼镜的主要优点是无需额外的支持组件,所有的电子部件都嵌入在****眼镜内。”
而其他配件则可以嵌入在镜架中。
这款眼镜原型用细线与一个外部发电机连接,以便为恒速激光器供电。
研究人员表示,如果激光****眼镜要产品化,他们将选择用电池供电。
研究人员还表示,他们的****眼镜还只是个半成品,如果使用特制组件将可以大大改善其体积、性能等参数。
但是,作为第一款能进行凝视追踪的红外激光嵌入式无线智能****眼镜,它也有潜在的风险。
其中一个问题是,持续的激光****会灼伤佩戴者的眼睑。
由计算可以得出,如果大多数人每分钟眨眼约15次(平均每眨眼150毫秒),这意味着在使用1小时后,眼睑将暴露于VCSEL激光束下约900次。”
研究人员承认,这可能会引起一些光敏反应或灼伤,具体要取决于激光器的功率。
不过,也有学者认为这些光束非常弱,不会造成任何伤害。
眼镜的研究结果发表在《科学报告》杂志上。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41598-020-71233-1
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