Китайские ученые представили новую систему для отслеживания движений глаз, которая использует трение между поверхностью глаза и веком во время моргания, что полностью устраняет необходимость во внешнем источнике питания. Технология, работающая в лабораторных условиях, предназначена для помощи людям, которые полагаются на управление электроникой и устройствами с помощью глаз.
Руководитель исследования, Юнь-Цзэ Лун из Циндаоского университета, заявил, что его команда разработала автономную систему, собирающую энергию от моргания и способную с высокой точностью детектировать движения глаз. В отличие от антиутопических сюжетов, в реальности подобные устройства критически важны для людей с ограниченной подвижностью, например, при боковом амиотрофическом склерозе (БАС), позволяя им управлять инвалидными колясками, работать в интернете или использовать электронные устройства «интернета вещей». Однако широкое внедрение таких помогающих технологий до сих пор ограничивалось их громоздкостью и потребностью в питании.
Существующие аналоги, как отмечает научная группа, часто теряют эффективность при слабом освещении или вызывают напряжение глаз при длительном использовании. Поэтому целью разработки было создание удобного, носимого и полностью автономного устройства. В основе системы лежит принцип трибоэлектрического наногенератора (ТЭНГ), преобразующего механическую энергию, в данном случае от моргания, в электричество. После создания прототипа команда успешно испытала его, отслеживая движения глаз кролика. Оказалось, что ТЭНГ генерирует достаточно энергии для работы системы без какого-либо внешнего источника.
Ученые были удивлены тем, насколько хорошо трибоэлектрический слой сохранял заряд в биологической среде на глазу кролика. Анализ точности устройства показал, что оно способно регистрировать движения глаз с точностью до 2 градусов, а общая точность системы составила 99%. Эта результативность сохранялась даже в условиях лабораторных испытаний, имитирующих сложные электромагнитные помехи.
Разработчики подчеркивают, что их работа доказывает возможность получения полезной энергии от таких тонких движений тела, как моргание. Система лёгкая, комфортная и призвана помочь тем, кто использует движения глаз для коммуникации и взаимодействия с миром. Помимо медицины, технология может найти применение в виртуальной реальности, а в перспективе — в системах интеллектуального вождения и космических исследованиях, где контроль за движением глаз способен повысить безопасность.
Как резюмировал Юнь-Цзэ Лун, система работает в темноте, не требует внешнего питания, сопоставима по весу и комфорту с обычными очками или контактными линзами и превращает простое моргание в источник энергии и контроля.
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science.