واقعیت افزوده در یک لنز چشمی – پروژه ای با مدیریت یک سمپادی

چشم انسان، عضو حسی نیرومندی است. چشم‌ها می‌توانند میلیون‌ها رنگ را ببینند، خودشان را با تغییر میزان نور مطابقت دهند و اطلاعات را با سرعتی بیشتر از یک اتصال اینترنتی سریع، به مغز انتقال دهند.

اما آیا زمان آن نرسیده است که حس بینایی خود را توانمندتر کنیم؟!!

در فیلم «ترمیناتور»، کاراکتر «آرنلود شوارتزنگر»، وقتی به دور و برش نگاه می‌کرد، اطلاعات را روی همان تصویری که می‌دید، مشاهده می‌کرد. این اطلاعات «افزوده شده»، به او کمک می کرد که تصمیمات بهتری بگیرد. مثلا در این عکس فیلم ترمیناتور می‌بینید که مدل خودرو و موتورسیکلت روی تصویر مشاهده شده، اضافه شده‌اند:

در ماه‌های اخیر، یکی از داغ‌ترین موضوعات مورد بحث، فناوری جالبی به نام «واقعیت افزوده» یا Augmented reality است. هر گاه همزمان با مشاهده دور و برمان، بتوانیم اطلاعاتی متناسب با آن میحط به صورت نوشتاری یا با فرمت‌های دیگر، در همان تصویر مورد مشاهده، ببینیم، در واقع از واقعیت افزوده بهره برده‌ایم.

واقعیت افزوده، فناوری‌ است که این روزها به شدت مورد توجه قرار گرفته است و مثال‌های متعددی از کاربردهای فعلی و آتی آن می‌توان آورد:

– هم‌اکنون اپلیکیشن‌های موبایلی برای آیفون و گوشی‌های آندرویید، در دسترس هستند که می‌توانند با استفاده از فناوری «واقعیت افزوده»، نزدیک‌ترین ایستگاه مترو یا اغذیه‌فروشی را به مسافری که به شهر ناآشنایی رفته، نشان دهند. کافی است که صاحب گوشی با استفاده از دوربین گوشی خود به دور و برش نگاه کند، روی صفحه نمایش به او نشان داده خواهد شد که از کدام طرف باید حرکت کند تا به مقصد مورد نظر برسد.

– با استفاده از واقعیت مجازی می‌توان اطلاعات کاملی در مورد بناهای تاریخی و موزه‌ها در حین بازدید از انها گرفت و به علاوه عکسی‌های سایر بازدیدکننده‌ها را هم مرور کرد. کافی است گوشی‌تان را به سمت محل مورد نظر بگیرید.

– علاوه بر این گیم‌های مبتنی بر واقعیت افزوده هم ساخته شده‌‌اند.

– اما واقعیت افزوده می‌تواند کاربردهای جدی‌تری هم داشته باشد، فکر کنید که که یک خلبان هواپیمای جنگی یا یک سرباز روی عینکی که به چشم دارد، آخرین اطلاعات لازم را در مورد میدان جنگ بگیرد یا برای مثال یک پزشک حین جراحی، بتواند تصاویر و  اطلاعات مربوط به عکس‌های اشعه ایکس، سی‌تی اسکن یا MRI را درست روی پیکر بیمار خود مشاهده کند.

دسترسی به واقعیت افزوده از طریق لنزهای چشمی

رسیدن به واقعیت افزوده با استفاده از یک گوشی موبایل چیز خوبی است. اما چقدر خوب می‌شد که برای رسیدن به واقعیت افزوده، به موبایل هم نیازی نداشتیم و به طور طبیعی، بدون اینکه نیاز به بیرون آوردن گوشی و گرفتن آن به سمت هدف باشد، اطلاعات را به صورت مستقیم با چشمان خودمان دریافت می‌کردیم، طوری که اصلا کسی متوجه نشود!

مثلا تصور کنید که به سینما رفته‌اید و در حین تماشای یک فیلم، اسم یکی از بازیگرها را به یاد ندارید. روی پرسیدن اسم بازیگر را از کناری خود ندارید، سینما هم جای بیرون آوردن گوشی موبایل نیست. در این صورت چقدر نیکو بود اگر اسم و مشخصات و فهرست فیلم‌های بازیگر مورد نظر را در کنار پرده نمایش به صورت شخصی می‌دید! اما آیا چنین چیزی ممکن است؟ آیا باید در انتظار دهه‌های بعدی و ممکن شدن پیوند تراشه‌های مغزی ماند؟!

شاید چنین چیزی در حد رؤیا و داستان‌های علمی- تخیلی به نظر بیاید، اما گام‌های ابتدایی برای رسیدن به چنین هدفی برداشته شده است. ابزار تحقق این رؤیا، چیزی نیست، جز لنز چشمی! برای نمایش واقعیت افزوده، شاید هیچ چیز بهتر از لنزهای چشمی نباشد. همین ابزارهای کوچک اپتیک که روزانه بیش از صد میلون نفر از آنها در ساراسر جهان استفاده می‌کنند، می‌توانند برای نمایش واقعیت افزوده مورد استفاده قرار بگیرند و به این ترتیب اصلا لازم نیست از دریچه نمایشگرهای گوشی‌های موبایل، لپ‌تاپ‌ها یا یک عینک برای رسیدن به «واقعیت افزوده» به پیرامونمان نگاه کنیم!

دانشمندان در پی آن هستند که با افزودن مدارهایی به لنزهای چشمی، آنها را تبدیل به یک ابزار کارای دسترسی به واقعیت افزوده کنند. به صورت مختصر در این شیوه، اطلاعات دیداری از طریق حسگرهای لنز به کامپیوترهای دور و بر فرستاده می‌شود و سپس سامانه‌های واقعیت مجازی به صورت هوشمند و در صورت لزوم جستجو در اینترنت، اطلاعات متناسب را به گیرنده‌های لنز چشمی ارسال می‌کنند و سپس این اطلاعات از طریق LEDهای ویژه‌ای، بر روی تصویر مشاهده شده، افزوده می‌شوند.

البته در حال حاضر، برای رسیدن به این هدف، با چالش‌های تکنیکی زیادی روبرو هستیم. اما تاریخ نشان داده است که هیچگاه دشواری‌های فنی نمی‌توانند، مانع پیشرفت انسان‌ها شوند.

لنزهای چشمی، برای اصلاح عیوب انکساری چشم تجویز می‌شوند، آنها از پلیمرهای خاصی ساخته می‌شوند و به تناسب نوع عیب انکساری چشم، شکل‌های مختلفی دارند. برای اینکه لنزها بتوانند واقعیت افزوده را به نمایش بگذارند، باید مدارهای بسیار کوچکی در انها تعبیه شود. این مدارها باید پیام‌های بصری را دریافت کنند، یک پردازش ابتدایی روی آنها انجام دهند، اطلاعات لازم را به بیرون ارسال کنند، اطلاعات افزوده شده را با گیرنده‌های خود دریافت کنند و با فرمت‌های متنی و تصویری در محل مناسب به کمک LED نمایش دهند.

پیداست که این کار، دشواری‌های زیادی دارد و باید کم کم موانع را حل کرد و پله به پله به مقصد نزدیک شد. در حال حاضر، دانشمندان سعی می‌کنند با لنزهای چشمی با کمک بیمارات دیابتی بروند. به این ترتیب که حسگرهایی در آنها بگنجانند که قادر به اندازه‌گیری غلظت گلوکز در سلول‌های جشم باشد و هر گاه غلظت گلوکز بیش از حد بالا رفت، به صورت دیداری به این بیمارتن هشدار داده شود. به علاوه می‌توان به محض بالا رفتن غلظت قند، پزشک بیمار را هم در جریان گذاشت.

اما در پایان این مقاله شاید برایتان جالب باشد که بدانید که رهبری این پروژه جاه‌طلبانه را یک دانشمند ایرانی مقیم آمریکا به عهده دارد. این شخص کسی نیست جز دکتر بابک امیرپرویز. بایک امیرپرویز، تحصیلات دوره متوسطه را در دبیرستان علامه حلی طی کرد، در دانشگاه شریف، مهندسی الکترونیک خواند و سپس برای ادمه تحصیل به دانشگاه میشیگان رفت. در اینجا می‌توانید لیست بلندبالایی از درجات علمی و افتخارات کسب‌شده توسط وی را بخوانید. افتخاراتی که با کسب مدال برنز المپیاد فیزیک در سال ۱۹۹۱ و جایزه اول جشنواره خوارزمی برای طراحی هواپیمای تک‌موتوره تک‌سرنشین در همان سال شروع می‌شود. در سال ۲۰۰۷، بابک امیر پرویز، یکی از ۳۵ مخترع برتر MIT شناخته شد و در سال ۲۰۰۸، تایم او را برترین مخترع سال، برگزید. در سال ۲۰۰۹، هم نام او در میان برترین مهندسان آمریکا دیده می‌شود. وی در حال حاضرعضو هیأت علمی دانشکده مهندسی الکترونیک دانشگاه واشنگتن است.

یک مصاحبه کوتاه با بابک امیر پرویز را می‌توانید در اینجا ببینید.

منبع اصلی مقاله – ترجمه مختصر