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在過去的125年中，隱形眼鏡經歷了漫長的發展歷程。最初由德國眼科醫生阿道夫·費克（Adolf Fick）創造的相對較厚的棕色玻璃眼罩，已經發展成為載有生物感測器的聚合物鏡片，可以測量眼球運動、淚液中的葡萄糖濃度和眼內壓。現在，一個研究團隊正在研究將發光二極體（LED）、電路和天線整合到改良的隱形眼鏡中，是否可以將它們轉變為微型增強現實顯示器。
華盛頓大學副電氣工程教授巴巴克·帕爾維茲（Babak Parviz）及其同事正在穩步起步。在物理學會出版社週二出版的《微機械與微工程雜誌》（Journal of Micromechanics and Microengineering）上（(pdf)），他們報告說已經開發出一種隱形眼鏡，佩戴後可以向佩戴者顯示單個畫素。最終目標是建立一個多畫素顯示器，讓佩戴者可以在觀看物理世界的同時，觀看數字文字和影像，而無需眨眼。
例如，如果您在移動應用程式的幫助下游覽紐約市，該應用程式標記了不同的地標，當您看到自由女神像時，“自由女神像”字樣可能會漂浮在您和雕像之間的空氣中。影片遊戲公司可能會使用隱形眼鏡讓玩家沉浸在虛擬世界中，而無需笨重的護目鏡甚至眼鏡。研究人員表示，隱形眼鏡佩戴者也可能能夠在只有他們才能看到的虛擬顯示屏上瀏覽網際網路。
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帕爾維茲和他的團隊於2008年1月在電氣和電子工程師協會的微電子機械系統國際會議上首次報告了他們將電子電路和燈光印在隱形眼鏡上的能力。當時，他們的目標是證明這種鏡片可以安全佩戴，他們透過將鏡片放置在實驗兔子的眼睛上來證明了這一點。
最新版本的鏡片包括天線，用於收集外部來源（如手機）發出的能量，以及積體電路，用於儲存能量並將其傳輸到LED光源，從而照亮鏡片上的影像。帕爾維茲說：“到目前為止，我們已經制造了很多隱形眼鏡，但沒有一個真正經過活體眼睛操作測試。”他還補充說，開發鏡片半導體的大部分工作是與芬蘭阿爾託大學的研究人員合作完成的。“這是我們第一次開啟它們，並證明它們可以工作，並且至少在短時間內是安全的。”
出於多種原因，製造這種鏡片是一項挑戰。電氣電路的製造通常涉及無機材料、高溫和有毒化學物質——這些都不利於眼睛安全。為了應對這一挑戰，研究人員使用最少的材料構建了電路，包括僅有幾個奈米厚的金屬層——約為人類頭髮寬度的千分之一——並構建了直徑為三分之一毫米的微型發光二極體。
該研究的另一個關鍵部分是測試他們是否可以將影像投射到鏡片上，以便眼睛能夠看到它。由於人眼通常無法聚焦於距離小於15釐米的物體，帕爾維茲和他的團隊透過將微型菲涅爾透鏡納入到他們的隱形眼鏡中來解決這個問題。菲涅爾透鏡最初是為燈塔設計的，它扁平而薄，並具有大孔徑和短焦距。“如果將影像放置在菲涅爾隱形眼鏡上，我可以迫使光線會聚在視網膜上，使光源更加聚焦，”帕爾維茲說。“從某種意義上說，這種鏡片欺騙了眼睛，讓眼睛認為影像更遠，從而可以聚焦在其上。”
其他挑戰包括縮小LED的尺寸，以便研究人員可以在保持系統低功耗的同時增加畫素數量，從而使其電路可以使用無線電波或光而不是電池執行。眾所周知，電池效率低下，並且通常由您不希望靠近眼睛的有毒物質製成。考慮到眼睛的敏感性，隱形眼鏡可以產生的能量量也有限制，以免損壞角膜。帕爾維茲說：“我們希望將功率限制在幾微瓦以內，因為實際上沒有很好的方法可以從眼睛表面散熱。”
顯然，在我們擁有《終結者》電影中那種計算機增強的賽博格視覺之前，還需要做更多的工作，但你永遠不知道未來18年會發生什麼——這些電影中描繪的未來是2029年。
帕爾維茲說：“最終，我們的計劃是擁有全功能的顯示器，具有合理的解析度和色彩，可以從外部裝置接收影像，並將這些影像疊加到你通常看到的東西之上。”“我們離這個目標還很遙遠，但我們正在朝著這個方向邁出小步。”
圖片由西雅圖華盛頓大學提供