Группа инженеров создала новые очки в духе Blade Runner, которые позволяют увидеть скрытый от человека мир инфракрасного света.
Хотя инфракрасное излучение буквально окружает нас, человеческий глаз не способен воспринимать его напрямую. Энергии каждого отдельного инфракрасного фотона недостаточно, чтобы активировать светочувствительные клетки сетчатки. Чтобы обойти это биологическое ограничение, команда из Beijing Institute of Technology разработала систему, которая улавливает инфракрасный свет и преобразует его в электрические заряды. Затем эти заряды передаются в слой OLED, встроенный прямо в прозрачную линзу очков, как в некоторых ноутбуках и мониторах. После такого преобразования инфракрасное излучение становится видимым для человека.
Ранее подобные системы обычно отображали весь инфракрасный диапазон одним цветом. Новые очки различают отдельные длины волн и показывают их разными оттенками красного и cyan (желтого), при этом пропуская обычный видимый свет. В итоге пользователь через одну линзу одновременно видит и инфракрасные волны, и привычную картину окружающего мира.
Сами исследователи не скрывают, что считают разработку очень значимой. Они называют новую возможность видеть инфракрасный свет «сменой парадигмы» и шагом к преодолению эволюционных ограничений человеческого зрения. Но какие именно практические преимущества это даст в повседневной жизни, пока не совсем ясно.
«Преодолевая эволюционные границы биологического фоторецепторного восприятия, эта технология открывает путь к визуальным протезам нового поколения, высокоточной дополненной реальности, идентификации веществ с молекулярной чувствительностью и надежной навигации в условиях ухудшенной видимости», — пишут авторы работы.
Результаты исследования были опубликованы на прошлой неделе в журнале Science Advances.
Почему человеческое зрение так ограничено
Если говорить о восприятии света, человек заметно уступает многим животным. Гремучие змеи, летучие мыши-вампиры, а также некоторые жуки способны воспринимать инфракрасные волны. Пчелы и птицы, в свою очередь, видят ультрафиолет. Человеку не доступно ни то, ни другое. Более того, наши глаза работают лишь в диапазоне примерно от 400 до 700 нанометров, а значит, мы видим менее одной сотой процента всего электромагнитного спектра. Поэтому, как отмечают исследователи, человек «по своей природе слеп к инфракрасному излучению».
Недостатки естественного зрения ученые попытались компенсировать инженерными решениями. Для преобразования инфракрасного сигнала команда использовала крошечные специально созданные частицы — коллоидные квантовые точки из теллурида ртути. Они способны поглощать инфракрасные фотоны. Затем этот свет направлялся в светоизлучающий OLED-слой с двумя отдельными цветовыми каналами: сначала активируется красный слой, а cyan-слой включается только тогда, когда красный получает более сильный или более коротковолновый сигнал. Слабое и более длинноволновое инфракрасное излучение формирует красное изображение, а более сильное и коротковолновое — смесь красного и cyan.
Затем эту систему встроили в легкие очки массой 23 грамма. Во время испытаний исследователи направляли инфракрасный свет на различные фигуры и движущиеся объекты. Очки отображали это излучение оттенками красного или смесью красного и cyan, накладывая картинку поверх обычного видимого изображения.
Научную задачу очки выполнили, но модным аксессуаром они пока точно не выглядят. Устройство собрано на хрупкой бежевой пластиковой оправе, а дисплей закрывает только один глаз. В итоге конструкция напоминает что-то среднее между недорогим окуляром в стиле Cyberpunk и одноразовыми 3D-очками из кинотеатров начала 2000-х.
Это не единственное устройство для инфракрасного зрения, которое сейчас разрабатывают ученые. Другая исследовательская группа из University of Science and Technology of China недавно представила прототип контактной линзы, которая тоже умеет обнаруживать инфракрасные волны и отображать их в цвете. И линзы, и очки пока остаются лабораторными прототипами на стадии испытаний, но обе команды рассматривают свои разработки как шаг к появлению своего рода «сверхзрения» для человека.
И пусть это звучит не так эффектно, как рентгеновское зрение из комиксов, по крайней мере в инфракрасном диапазоне человек сможет получить преимущество, которого у него раньше не было.
Читайте так же:
- Сообщается, что Apple работает над тремя различными носимыми устройствами — все с камерами и искусственным интеллектом
- Samsung показала сверхъяркий RGB OLEDoS-микродисплей с яркостью 40 000 нит
- Как беспилотным автомобилям «видеть» лучше: сделать их датчики более похожими на человеческое зрение
Разработка показывает, как носимая электроника может расширять возможности человеческого зрения без громоздких внешних камер и экранов. Если технология выйдет за пределы лаборатории, она может пригодиться в навигации при плохой видимости, специализированной медицине и системах дополненной реальности. Пока это скорее научная демонстрация, чем готовое потребительское устройство.
