Hur fungerar smarta glasögon?

Smarta glasögon är nästa stora sak inom bärbar smart teknik. De erbjuder möjligheten att föra tekniken som finns i våra smartphones direkt till våra ögon och öron.

2013 lanserade Google de första smarta glasögonen. Google Glass Explorer blev ett kommersiellt misslyckande, men sedan dess har flera företag lanserat sin egen version av smarta glasögon och fältet växer mer spännande med månaden.

Så, hur fungerar smarta glasögon? Är de lika komplicerade som de låter? Läs vidare för att ta reda på det.

Vad är smarta glasögon?

Smarta glasögon är bärbara datorglasögon som kan ha olika funktioner. Några överlagrade information i synfältet som en augmented reality (AR) overlay. Vissa kan ge möjlighet att svara på samtal och lyssna på musik men erbjuder inte någon visuell utgång. Andra kan helt enkelt ändra linsernas mörker beroende på belysningen.

I grund och botten syftar smarta glasögon till att ge den trådlösa funktionen hos smartphones och liknande enheter direkt i ditt ansikte eller huvud. Smarta glasögon kan antingen vara pekstyrda eller helt handsfree. De kan låta dig ringa eller svara på meddelanden, ta foton och videor från din synvinkel, lyssna på musik, interagera med appar, använda GPS-navigering eller visa ett AR-overlay.

Smarta glasögon har också betydande möjligheter inom olika branscher, inklusive logistik, sjukvård och byggande.

Vilka delar består smarta glasögon av?

För att smarta glasögon ska kunna erbjuda liknande funktioner som smartphones och andra enheter måste de enkelt kontrolleras, ha flera sensorer och producera visuella och ljudutgångar.

Här är de funktionella delarna av smarta glasögon och hur de fungerar.

Ljudförmåga

Smarta glasögon kan ha möjlighet att ringa samtal eller titta på videor. Dessa och många liknande funktioner kräver ljudutgång för att vara möjlig. Istället för att använda högtalare överför några smarta glasögon ljud till snäckan (öronbenet) via benledning snarare än genom luften. Detta innebär att skicka vibrationer från glasramen till snäckan via kraniet, förbi trumhinnan.

En mikrofon

De flesta smarta glasögon har en liten mikrofon som kan spela in din röst och omgivande ljud. Detta är nödvändigt för smarta glasögon som har röststyrning, har samtalsfunktionalitet eller spelar in video med ljud.

Datorprocessor

Som alla datorer behöver smarta glasögon en central processorenhet (CPU). Detta hålls vanligtvis i en av ramarna på armarna och måste därför vara liten. Vanligtvis är CPU samma eller liknar en smartphone-processor, som Qualcomm Snapdragon XR1.

Gränssnittet mellan människa och dator (HCI)

Så här kontrollerar en person sina smarta glasögon. Gränssnittet mellan människa och dator måste gälla för glasögon, vilket innebär att typiska kontroller som en pekskärm eller datormus är olämpliga.

Istället kan smarta glasögon styras av en eller följande kombinationer:

• Knappar.
• Taligenkänning.
• Gestigenkänning.
• Ögonspårning.
• Fjärrkontroll (via smartphone).

Linser

Liksom vanliga glasögon kan många smarta glasögon utrustas med olika typer av linser. Det kan vara receptlinser (för dålig syn), filterlinser för blått ljus för datoranvändning eller "smarta" linser, som blir mörkare beroende på omgivande ljusförhållanden.

Kamera

Många smarta glasögon behöver en kamera. Google Glass Explorer kom under skott eftersom det ständigt spelade in omgivande människor, vilket utgör ett betydande juridiskt och etiskt problem för alla smarta glasögon. Kameran används för filmning och analys av glasögonen så att ett AR-overlay är möjligt.

Vissa nyare smarta glasögon inkluderar inte en kamera. Dessa ger vanligtvis bara ljudfunktioner.

Display: Böjda speglar och vågledare

Displayen har hittills varit den mest utmanande delen av att utveckla smarta glasögon. Låt oss ta en titt på en del av tekniken bakom AR-skärmarna i smarta glasögon.

Det finns två huvudtyper av skärmar för smarta glasögon. Dessa är den böjda spegeldisplayen och vågledardisplayerna.

En böjd spegel fungerar genom att projicera en bild på en böjd spegel som reflekterar ljuset direkt in i bärarens öga. Problemet med den böjda spegelns tillvägagångssätt är att enheten måste vara större och bilden är mindre skarp.

Waveguides, å andra sidan, är en uppsättning nyare tekniker (med många fortfarande under utveckling). Dessa inkluderar:

• Diffraktiv vågledare.
• Holografisk vågledare.
• Reflekterande vågledare.
• Virtuell näthinneskärm.

En vågledare arbetar genom att "böja" projicerat ljus framför dina ögon för att visa ett visuellt fält (inklusive 3D-förstärkt verklighetsobjekt). Ljus skickas genom en nästan helt genomskinlig bit plast eller glas som är utformad för att reflektera ljus längs materialet. Ljuset studsar längs vågledaren till delen framför ögat och projicerar sedan en bild direkt på ögat.

Ett problem med vågledare är den begränsade FOV som de tillhandahåller. Till exempel ger HoloLens vågledare en FOV på 30-50 grader, medan normal mänsklig syn är cirka 220 grader. Det finns några påståenden om mer än 100 graders FOV-vågledare, men inga är för närvarande över proof-of-concept-scenen.

Huvudproblemet är att öka FOV innebär att öka vågledarnas storlek och glasögonen.

En annan utmaning är upplösning. Smarta glasögon måste ha en högupplöst skärm för att vara realistiska eller för att särskilja detaljer (som text). Utmaningen är att smarta glasögon, till skillnad från en skärm som du kan se direkt, har ett komplext optiskt system som kan försämra upplösningen.

Lägg till andra komplikationer som färgnoggrannhet och verkliga snedvridningar, och det är oerhört utmanande att skapa en skärm av hög kvalitet.

Hur ser nuvarande smarta glasögon ut?

Det finns dussintals kommersiellt tillgängliga eller smarta glasögon under utveckling. Ingen är perfekt, och många är dyra, men tekniken går snabbt. Här är två exempel på smarta glasögon som finns för närvarande.

Amazon Echo-ramar

De Amazon Echo smarta glasögon är inte AR, så de ger ingen visuell visning. Istället kommer de med fyra riktningshögtalare och en mikrofon så att du kan lyssna på musik, styra ditt Alexa-hem eller ringa samtal.

Vuzix-blad uppgraderat

Dessa är ordentliga AR-glasögon och erbjuder en full vågledarskärm över höger öga. Med en 8mp-kamera och röstkontroller gör glasögonen att användare kan ta bilder, spela ett urval av spel, titta på streamingtjänster och mer.

Framtiden för förstärkt verklighet

Smarta glasögon har kommit långt sedan Googles första försök. Nu finns det dussintals tillverkare, och tekniken kommer med enorma hastigheter. Med nya vågledarskärmar i utveckling som ger bättre upplösning, synfält och tydlighet än någonsin tidigare är AR: s framtid spännande.

Kommersiellt tillgängliga AR-glasögon är fortfarande dyra och lämnar lite att önska, men vem vet vad de närmaste åren kommer att ge.

Bildkredit: Dan Leveille /Hemsida

Razer lanserar smarta glasögon från Anzu för att skydda dina dyrbara ögon

De inkluderar filtrering av blått ljus för de långa spelsessionerna.

Läs Nästa

Om författaren

Expandera för att läsa hela berättelsen