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Cientistas de Nanjing (China) criaram lentes de contato inteligentes de rastreamento ocular. Elas são baseadas em tags de radiofrequência e podem servir para diversos fins, como cuidados de saúde e realidade aumentada (RA).
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Segundo o TechXplore, as lentes são biocompatíveis e imperceptíveis às demais pessoas, além de não precisarem de baterias ou chips de silício convencionais.
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Lentes de contato inteligentes: uma nova era
- A tecnologia de lentes de contato inteligentes capazes de monitorar a saúde de seu usuário e podendo ajudar na interação homem-máquina (HMI, na sigla em inglês) é algo um tanto novo;
- Para funcionarem corretamente, elas dependem de rastreamento dos movimentos dos olhos da pessoa a partir de métodos, como reflexão corneana do centro da pupila e eletro-oculografia (EOG);
- Apesar de se mostrar bem-sucedido, o novo sistema depende de maior precisão, além de ser suscetível a interferências;
- O TechXplore argumenta também que o EOG, que utiliza eletrodos de pele para coleta de dados, é prejudicial ao órgão;
- Todavia, este novo estudo, publicado na Nature Communications, quer superar os desafios existentes advindos dos métodos tradicionais de rastreamento ocular.
O professor Fei Xu, da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing e coautor do estudo, falou ao portal sobre como a ficção científica o “ajudou” a se inspirar para criar as lentes de contato inteligentes e como (a ficção científica) pode impulsionar a imaginação e a criatividade dos cientistas.
‘Missão: Impossível 4’ propôs uma lente de contato inteligente com função de reconhecimento facial. Se pequenas lentes de contato puderem alcançar uma combinação perfeita dos mundos virtual e real, será a forma definitiva de tecnologia de RA. A tecnologia de interação humano-computador baseada no rastreamento ocular é um dos componentes mais importantes.
Professor Fei Xu, da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing e coautor do estudo, em entrevista ao TechXplore
Confira, abaixo, um vídeo abordando a tecnologia de lentes de contato inteligentes:
Interação entre homens e máquinas
A tecnologia já evoluiu bastante, mas tem muito mais a crescer. Atualmente, está em voga a inteligência artificial (IA), especialmente a generativa, que ganhou força e destaque com o ChatGPT. Mas, agora, parece que os cientistas querem dar um passo além: superar o desafio de criar uma interação entre humanos e máquinas.
Neste bojo, está, como pilar, a HMI, que nada mais é do que um estudo de como humanos e máquinas interagem e como tornar a comunicação de ambos mais suave e eficiente.
Ela tem capacidade de impactar setores, como jogos, saúde, RA e robótica. Uma forma de facilitá-la é a partir do rastreamento ocular com lentes de contato inteligentes.
Elas podem monitorar muitos parâmetros relacionados à saúde de seu usuário, facilitar a comunicação com robôs e deixar a experiência de RA ainda mais envolvente e empolgante, se comparada com a RA gerada por óculos de realidade virtual (RV) e RA e smartphones.
Mas, como os métodos tradicionais de rastreamento ocular são desafiadores, os pesquisadores deste estudo precisaram abordar a tecnologia sob nova ótica (sem trocadilhos).
E qual a ótica que eles apresentaram para resolver o problema? Codificação de frequência.
Codificação de frequência?
Esse método envolve codificação dos movimentos dos olhos em radiofrequência ou sinais de RF gerados por etiquetas de RF incorporadas às lentes de contato inteligentes.
Se a sigla RF lhe é familiar, é porque elas também são utilizadas em cartões de crédito, cartões-chave, etc., e também são conhecidas como RFID. São totalmente sem fio e dispensam baterias para funcionarem, tornando-as ideais para rastreamento ocular em lentes de contato inteligentes.
Como funcionam as etiquetas RF?
Cada uma das etiquetas emite sinal de frequência único correspondente a vários movimentos ou posição dos olhos do usuário. Conforme eles se movem, as posições relativas das etiquetas de RF mudam, alterando, assim, a frequência do sinal emitido por elas.
Conforme o sistema (ou máquina) detecta essas mudanças, ele é capaz de determinar a direção e extensão dos movimentos oculares em tempo real. Tal abordagem torna o rastreamento mais preciso e não depende de chips de silício ou baterias, fazendo com que as lentes de contado inteligentes sejam também mais compactas, leves e biocompatíveis.
A implementação desta tecnologia elimina a possibilidade de vazamento da íris e outras informações biométricas. As informações do olho humano contêm o mecanismo de atenção do cérebro humano, e a intenção humana pode ser analisada rastreando o movimento dos olhos. A autorização do usuário é necessária para usar as informações de rastreamento ocular.
Professor Fei Xu, da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing e coautor do estudo, em entrevista ao TechXplore
Fabricando as lentes de contato inteligentes
Para fabricar as lentes, os pesquisadores usaram quatro tags RF e as implantaram e um elastômetro de silicone. É isso o que faz com que as lentes de contato inteligentes sejam biocompatíveis, pois, normalmente, as lentes de contato são produzidas com silicone. Tal configuração foi testada para minimizar riscos tóxicos à córnea, o que poderia causar inflamação dela.
Então, um leitor portátil de frequência de varredura foi mantido próximo para realizar o registro e análise dos sinais das tags RF, que serve como padrão da máquina HMI.
Os autores conseguiram demonstrar que as lentes são bem estáveis e podem ser usadas por até 12 horas em diversas condições climáticas. Também conseguiram demonstrar que as lentes podem detectar quando os olhos são fechados.
Entre as principais características da tecnologia está sua alta precisão angular, permitindo o reconhecimento dos comandos oculares para aplicações HMI mais amplas e complexas.
Nossas lentes de contato de rastreamento ocular são altamente precisas, com precisão de ângulo de movimento ocular inferior a 0,5 graus, ainda menor que o ângulo de visão fornecido pela fóvea. A fóvea é a área mais densa de cones na retina, proporcionando imagens em alta definição e onde a atenção está focada.
Professor Fei Xu, da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing e coautor do estudo, em entrevista ao TechXplore
Além disso, os cientistas mostraram também como comandos oculares podem controlar jogos (um exemplo é “Gluttonous Snake”) e sua usabilidade para navegação na web. Ainda realizaram experiências em olhos de coelhos para analisar as funções e segurança do dispositivo.
Segundo os pesquisadores, a nova lente de contato inteligente é similar às lentes de contato comuns, comercializadas atualmente, e provou ser hidratada, segura e compatível com os olhos humanos.
No seu lugar original, o rastreamento ocular pode ser alcançado por meio de lentes de contato, que são pequenas e leves, não são fáceis de detectar, compatíveis com a moda e não afetam a interação social interpessoal.
Professor Fei Xu, da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing e coautor do estudo, em entrevista ao TechXplore
Aplicabilidade
As lentes de contato são a forma definitiva de RA. A integração perfeita do mundo virtual e do mundo real por meio de lentes de contato foi retratada em muitas obras de ficção científica. Com o desenvolvimento da tecnologia optoeletrônica e a melhoria da integração flexível de dispositivos optoeletrônicos, as lentes de contato realizarão cada vez mais funções na interação humano-computador e na saúde médica.
Professor Fei Xu, da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing e coautor do estudo, em entrevista ao TechXplore
Ou seja, a novidade não só promoverá uma inovação no campo tecnológico, como, também, pode ter impacto positivo na qualidade de vida das pessoas.
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