Инженеры создали очки с OLED-слоем, встроенным прямо в линзу: устройство преобразует невидимое инфракрасное излучение в видимые красные и голубые оттенки
Технология различает интенсивность и длину волны инфракрасного света — слабый сигнал отображается красным, а сильный складывается из красного и голубого, при этом обычное зрение не блокируется
Прототип весит всего 23 грамма и позволяет видеть инфракрасное излучение одновременно с обычным светом — исследователи называют это шагом к сверхчеловеческому зрению
Разработка может пригодиться в протезировании зрения, устройствах дополненной реальности и навигации в условиях плохой видимости, хотя до практического применения пока далеко
Команда инженеров разработала очки в духе «Бегущего по лезвию», которые позволяют владельцу заглянуть в невидимый мир инфракрасного света.
Будущие очки способны открыть человеку скрытый мир инфракрасного излучения. Источник изображения — popsci.com
Инфракрасное излучение окружает нас повсюду, но человек не способен воспринимать его естественным образом: энергии отдельного инфракрасного фотона не хватает, чтобы активировать светочувствительные клетки сетчатки. Чтобы обойти это ограничение, инженеры из Пекинского технологического института создали систему, которая улавливает инфракрасный свет и превращает его в электрический заряд. Заряд поступает на OLED-слой — такой же, как в некоторых ноутбуках и мониторах, — встроенный прямо в прозрачную линзу очков. В результате преобразования инфракрасное излучение превращается в свет, который глаз способен увидеть.
Более ранние разработки отображали всё инфракрасное излучение одним цветом. Новые очки умеют различать разные длины волн и показывать их в оттенках красного и голубого, не блокируя при этом обычный видимый свет. В итоге пользователь видит инфракрасную картину и привычное изображение одновременно, через одну и ту же линзу.
Авторы разработки не скрывают восторга: они называют новую способность видеть инфракрасное излучение «сменой парадигмы» и шагом к преодолению эволюционных ограничений зрения. Что именно это будет означать для рядовых пользователей на практике — пока не вполне ясно.
«Преодолевая эволюционные границы биологического восприятия света, эта технология открывает путь к созданию зрительных протезов нового поколения, качественной дополненной реальности, молекулярно-чувствительной идентификации веществ и надёжной навигации в условиях плохой видимости», — пишут авторы в статье.
Результаты работы опубликованы на прошлой неделе в журнале Science Advances.
Инфракрасно-цветовой конвертер применяется в виде (A) носимых очков и (B) фоторецептора сетчатки нового поколения. Источник изображения — popsci.com
Несовершенное человеческое зрение
В восприятии света человек заметно уступает многим животным. Гремучие змеи, вампировые летучие мыши и некоторые жуки видят инфракрасное излучение, пчёлы и птицы — ультрафиолетовое. Человеку недоступно ни то, ни другое: глаз воспринимает волны примерно от 400 до 700 нанометров, то есть менее одной сотой процента всего электромагнитного спектра. Поэтому исследователи говорят, что люди «по своей природе слепы» к инфракрасному излучению.
Но чего не хватает зрению, человек компенсирует инженерной изобретательностью. Для преобразования инфракрасного излучения команда использовала крошечные коллоидные квантовые точки на основе теллурида ртути — они поглощают инфракрасные фотоны. Поглощённый свет затем поступает на светоизлучающий OLED-слой с двумя цветовыми каналами: красным, который включается первым, и голубым, который подключается только тогда, когда красный канал «перегружен» более сильным сигналом с более короткой длиной волны. Слабое инфракрасное излучение с длинной волной даёт красное изображение, а более сильное коротковолновое — смесь красного и голубого.
Систему преобразования встроили в лёгкие очки весом 23 грамма. В ходе испытаний исследователи направляли инфракрасный свет на разные фигуры и движущиеся объекты — очки отображали его в оттенках красного или в сочетании красного с голубым, накладывая картинку поверх обычного видимого изображения.
Очки для визуализации инфракрасного излучения меняют цвет и яркость в зависимости от интенсивности сигнала. Источник изображения — popsci.com
Научную задачу очки решили, но на подиум в ближайшее время точно не попадут: хлипкая оправа сделана из полоски бежевого пластика, а дисплей закрывает только один глаз. Внешне устройство напоминает нечто среднее между дешёвым киберпанковским моноклем и одноразовыми 3D-очками из кинотеатров начала 2000-х.
Это не единственная разработка для инфракрасного зрения. Другая команда — из Университета науки и технологий Китая — недавно представила прототип контактной линзы, которая похожим образом улавливает инфракрасные волны и показывает их в цвете. Обе разработки пока остаются на стадии лабораторных испытаний, но исследователи считают их шагом на пути к тому, чтобы однажды дать человеку своего рода «сверхзрение».
Это, конечно, не рентгеновское зрение из комиксов, но как минимум даёт человеку фору перед жуками и птицами — в способности видеть инфракрасное излучение.
