By accepting you will be accessing a service provided by a third-party external to https://www.incgmedia.com/

將 200 吋顯示器「嵌入」眼睛中!造價一億的 AR 隱形眼鏡,能否成為市場主流?

將 200 吋顯示器「嵌入」隱形眼鏡,這種異想天開的黑科技操作你聽說過嗎?對多數人來說,這種產品聽起來似乎遙不可及,但其實在現實生活中已經以人開始開發。在技術的發展下,當大家都在思考如何將 AR 眼鏡變輕,朝向普通眼鏡發展時,一家名為 Mojo Vison 的 AR 公司選擇了更為激進的研發方向— AR 隱形眼鏡。現在一起跟著中國媒體 VR 陀螺小鑽風編輯,了解 Mojo Vison 研發的技術是什麼?又會怎樣影響到 AR 產業!


2021 年 Mojo Vison 在 CES 線上大會展出了自身研發的 AR 隱形眼鏡 Mojo Lens。該產品外形與普通隱形眼鏡無異,而其內部嵌入的光學原件很容易令人聯想到,科幻電影使用的黑科技產品。  


從智能隱形眼鏡演化成 AR 隱形眼鏡  

2012 年,比利時根特大學微系統技術中心研製出首款智能隱形眼鏡,這款隱形眼鏡嵌有球形 LCD 螢幕,佩戴者可通過螢幕瀏覽手機內容。然而這條新聞過後,便少有進一步相關 AR 隱形眼鏡的消息傳出。真正讓智能隱形眼鏡引發一波社會關注的是在科技界處處留名的 Google。 2014 年,Google 宣布正研究智能隱形眼鏡,旨在幫助糖尿病患者監控血糖水平。當時美國的糖尿病患者排名全球第三。 

可以看到,智能隱形眼鏡商業化落地的起步方向是醫療。而且與電影中不同的是,這一階段的智能隱形眼鏡並沒有科幻片描述地那麼強大,即使是一個小小的測量血糖的功能,實現起來依舊是困難重重。據悉,人的眼淚中含有各種無機電解質、有機溶質(葡萄糖,乳酸鹽等)、蛋白質和脂類等,智能隱形眼鏡通過對眼淚的檢測觀察人體數據。科學家們經過不斷研究,得出的典型方式是通過在生物燃料中燃燒眼淚,再通過熒光反應檢測葡萄糖含量的波動,以此獲得準確的測量數據。Google 的智能隱形眼鏡採用了同樣的原理,同時還增加了內置微型 LED 燈以顯示血糖含量的波動,隱形眼鏡的顏色會隨血糖變化而變化。據稱,該隱形眼鏡血糖監測頻率可達到每秒鐘一次。 

Google 這款智能隱形眼鏡由軟性接觸鏡、感測器、芯片與天線組成。軟性接觸鏡與眼球接觸用來封裝感測器等電子設備,感測器用於檢測眼淚中的葡萄糖,芯片與天線用於接收能量、發出資訊。然而這個據說投入達數十億美元的項目在 2018 年因眼淚中葡萄糖和血糖之間缺乏相關性,技術上無法實現而終止。Google 過後,智能隱形眼鏡鮮有消息報導,直至近兩年,這家名為 Mojo Vision 的公司走進大眾視野。  


Mojo Lens 成像原理及組件功能解析  

與 Facebook、蘋果之類的科技巨頭計劃打造 AR、VR 眼鏡不同,Mojo 直接跳過這個選項,選擇了 AR 隱形眼鏡,將微組件裝配到隱形眼鏡中。與早先 Google 智能隱形眼鏡通過對眼淚的化學檢測得出生物數據的方式不同,Mojo Lens 雖同樣應用於醫療領域,但並不偏重於監測生理數據,而是更多的採用物理的方式,通過關注視力問題等因素,進而通過設備功能實現幫助視力障礙者獲診斷治療。

Mojo Vison 創始人是兩名矽谷的資深人士,CEO Drew Perkins 在光學技術產品上有多年經驗,首席科學總監 Michael Deering 作為美國 Sun 公司的前高級工程師擁有十多年 AI、電腦視覺、3D 圖像和 VR 的研發經驗。Mojo 的團隊成員多有蘋果、亞馬遜、惠普、Google 等公司背景,前文提到的高級副總裁 Steve Sinclair 曾經就職於蘋果、Google、Motorola、惠普。 

Mojo Vison 的定位,從一定程度上講,導致 Google 智能隱形眼鏡夭折的命運。但是,這並不意味著隱形AR眼鏡的技術實現難度會降低。據了解,Mojo Lens 所使用的顯示器是世界上尺寸最小、像素密度最高的動態顯示器,採用 MicroLED 屏幕,直徑不足 0.5 毫米,像素密度卻可以達到 14000ppi。戴上這樣的隱形 AR 眼鏡,與戴著現在主流市場的 AR 頭戴裝置上街走一走相比完全是兩種心態。

顯示器是 Mojo Lens 的核心器件,置於瞳孔正前方,但由於尺寸過小,只會阻擋一小部分光線進入瞳孔。值得注意的是,這裡的阻擋指的是只會阻攔進入瞳孔的光線,而不影響整體的成像。所阻擋的光線大約為 10%,與一副正常眼鏡相比,並不會更加影響正常視線。如此小尺寸且靠近瞳孔位置,想要實現在視網膜上聚焦,從物理原理上講幾乎不可能實現,因此 Mojo Lens 決定採用簡單的單元素透鏡,這樣的單元素透鏡要求鏡片厚度為 5 毫米,這樣意味著隱形眼鏡將難以實現佩戴。因此公司開發出一款名為「Femtoprojector」的多元素鏡片。 


使用「Femtoprojector」將訊息傳遞給視網膜  

對眼前物體進行探測時,顯示器會將光線聚焦在眼睛後部視網膜上被稱為中央凹的微小凹陷區域,這個區域非常小,只佔視網膜面積的 4%~5%,但這裡包含了眼球絕大多數神經末梢。這個小的凹陷區域有豐富的光感測器,能夠將光轉化為電化學信號,然後通過視覺神經傳遞到大腦的各個視覺中心。這個小凹陷區域以外的區域,即從中央向外移動的方向,這些光感測器的數量和密度會迅速而穩定地減少。 Mojo Lens 便是利用視網膜周邊這些光感測器分佈少、分辨率低的區域進行周邊視覺觀察。

由於 Mojo Lens 會進行顯示區域的識別,因此在進行投射時,如果佩戴者有老花眼,可以將訊息調節投射到佩戴者視網膜能清晰看到的部分。要實現上述成像,離不開 Mojo Lens 鏡片上非常重要的三個組件:微型薄膜固態電池、運動感測器、圖像感測器。材質方面,Mojo Lens 採用了醫療級別的 RGP 硬性透氧性角膜接觸鏡作為隱形眼鏡材質,具有高透氧性。透氧性之所以重要,是因為眼球與人體其他部位依靠血液供氧的方式不同,需要從空氣中獲取氧氣,只有具備了良好的透氧性,隱形眼鏡才適合長時間佩戴。 

據佩戴者反饋,Mojo Lens 的佩戴體驗與普通隱形眼睛相似,但有些體驗者反饋,佩戴一段時間後會感覺不適,對此,該公司表示適應之後不適感會消失;顯示效果方面,與 Hololens 這類 AR 眼鏡不同,Mojo Lens 並不展示全景圖像,而是以在佩戴者的視野中添加有用的輔助數據與圖像為主。值得一提的是,除了顯示器,Mojo lens 還包含一個支持投射的微組件,第一版的 Mojo lens 包含一個基於 ARM 的微型單核處理器以及一個圖像感測器。之後的版本增加了眼球追蹤感測器與通信芯片。

續航裝置方面,一開始AR隱形眼鏡需要內置的微型薄膜固態電池來供電,據稱該電池可續航一整天,配備的充電裝備類似 Airpods;隨著進一步更新,後期眼鏡可能會通過類似項鍊一樣掛在脖子上的薄型設備無線獲取能量。此外,眼鏡還將依靠智慧手機或其他設備提供的網路連接來實現某些功能,比如發送和接收數據。具備了可實際應用到真實場景中的功能與可穿戴性,Mojo Lens 想要應用到哪些方向?與普通 AR 眼鏡相比,又是否有所不同? 


隱形 AR 眼鏡同樣先瞄準企業端  

上面提到,作為 AR 隱形眼鏡的 Mojo Lens 與 AR 眼鏡相同,都先瞄準企業端 ,主攻醫療領域,其次是消防、航天、體育等眾多領域。以下通過幾個細分領域案例來詳細描述 Mojo Lens 的應用場景:

1、醫療領域

在這一領域,Mojo Lens 的核心功能之一是通過改善視網膜成像輔助視力障礙者,比如老花眼,由於年齡漸長,人眼睛的晶狀體喪失聚集在小物體上的功能。Mojo lens 可以檢測遠處路牌上的文字,然後將這些文字放大或投射到佩戴者視網膜能清晰看到的部分。此外,它還可以通過增強目標對象的陰影或顏色之間的對比度來幫助人們識別前方物體。如果佩戴者視線範圍內的物體很難看清,眼鏡還會通過給物體邊緣增加線條來加強識別。 

Mojo 曾向 FDA(食品和藥品管理局)展示過該眼鏡,FDA 對 Mojo Lens 在幫助視力受損方向的潛力表現出巨大興趣,並將 Mojo 納入其突破性設備項目,為 Mojo lens 提供了一個能獲得批准的醫療設備開發方向。AR 隱形眼鏡目前定位在科技醫療品類,因此 Mojo Lens 最終能否推向消費端,取決於 FDA 的批准。要達到這個標準,其中一項較為嚴苛的要求便是整個設備的功率要低於 1.5 毫瓦。 


2、消防領域

據演示,當消防員進入煙霧瀰漫的火災環境中時,會有黃色的線條顯示桌椅的輪廓,圖形符號標記其他消防員的位置,即使消防員之間隔著牆,視野頂部依舊會顯示氧氣罐液位、通訊信號強度以及其他數據資訊。還會有警報閃爍指示消防員離開建築。此前,Mojo 的高級副總裁辛克萊爾還曾就類似應用場景與美國國防部做過討論。

3、航空服務業

Mojo Vision 還獲得了 NASA 的青睞,去年 10 月被 NASA iTech 評為 NASA iTech 2020 Cycle I 三位獲獎者之一。 NASA 表示 Mojo Lens 適合用在 Artemis xEMU太空服頭盔中。此外,服務業同樣是 Mojo 考慮的方向,比如酒店迎賓人員根據鏡片中調取的數據識別來賓,以更好的做接待工作。

除此之外,辛克萊爾還表示 Mojo 眼鏡不僅提供視覺增強功能,還會提供定制化AR功能,以滿足特定的垂直市場需求。在垂直領域獲得發展之後,Mojo Lens 的最終需要面向消費者市場,Mojo 表示,只有在 Mojo lens 已經開始作為視覺輔助工具以及垂直市場的眼鏡之後,Mojo 才會計劃生產消費者眼鏡。

4、消費市場

與醫療性質等版本的不同之處在於,Mojo Lens 呈現在消費者視野的數據資訊更多的是關於生活而不是工作,比如指引佩戴者找到自己的車;再比如會有箭頭指向佩戴者約到的 Uber,顯示出車牌號和其他資訊;如果有人按門鈴,視野會顯示出門廊攝影機的影像。 


造價高達 1.08 億美元,Mojo Lens 走向消費端的路還很遠  

普通 AR 眼鏡所能實現的應用場景,似乎 AR 隱形眼鏡都能實現,不僅如此,隱形 AR 眼鏡與普通 AR 眼鏡相比,除去可穿戴性更佳之外,還有其他優勢。比如 Mojo Lens 如果想要實現精確、高速的眼動追蹤,不需要複雜的追蹤硬件設備,只需加速計/磁強計/陀螺儀的配置,因為隱形眼鏡本身附著在眼球,隨眼球而移動。而且附著在眼球的顯示器非常之小,因此 FOV 非常大,視場角與 AR 眼鏡相比有很大優勢。

但在嚮往之前,可以先看看 Mojo Lens 的造價,據公司透露,Mojo Lens 那塊顯示器造價高達 1.08 億美元。一直以價高著稱的 Hololens 在這塊微小的屏幕面前,價格簡直不值一提。電影果然沒有騙人,黑科技是給像蝙蝠俠這樣的科技富豪使用的。 

不僅如此,需要了解的是,在驚嘆 Mojo Lens 鏡片可以做到如此之小的同時,要知道它所能承載的資訊量會非常小,因此它也需要依靠類似智慧手機的配件作為支撐,並提供網路連接來實現某些功能。這些配件在形態上會有所不同,比如帽子、眼鏡、頸戴式配件,Mojo Lens 更多的是起顯示器的作用。  

其組成與現在的 VR 分體機似乎沒什麼不同,尤其是其設想的頸戴式配件與市面上常見的分體式 VR 眼鏡驚人相似,不過在顯示器的可穿戴性上優勢比較大。而且受限於形態,Mojo Lens 在圖像呈現上與 Hololens 這類 AR 眼鏡展示全息圖像不同,而是以在佩戴者的視野中添加有用的數據與圖像為主。由此來看,Mojo Lens 作為黑科技雖然炫酷,但對現階段商業化落地難度大,工藝和極高的成本即使面向企業端也很難被廣泛應用。  


結語  

Mojo Lens 作為 AR 眼鏡,展現了科技追趕想像力的可能性,其最大的優勢在於顯示器的形態,方便且極具高科技感,是很多人夢想中的可穿戴設備。而且由於貼近視網膜,便於對視力障礙者進行視覺輔助。除此之外,其應用範圍與所面臨的功能限制,和普通 AR 眼鏡並沒有大的不同。而且在擁有顯示形態優勢的同時,也為普通用戶劃下一道短時間內難以跨越的價格線。


本文經 VR陀螺 授權發布,內容僅有做字詞修改,保留作者所述內容,但不代表映CG 立場。如需轉載請聯絡原作者。 

一窺分鏡的奧妙!專訪馬來西亞新銳分鏡師,暢談工作流程與設計心法
國際影展投件策略,讓你的動畫、影像創作被看見!

相關文章

 
還沒有帳號嗎? 點此立即註冊!

登入您的帳號