據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道,在電影里,大家對超人的可搜羅萬象的神奇眼力并不陌生,從《終結者》到《女金剛》的電影角色都利用仿生學眼睛放大遠處的場景,讓有用的信息迅速走進他們的視野,或幫助創(chuàng)建虛擬瞄準器。在現(xiàn)實生活中,科學家提出了將虛擬顯示器用于現(xiàn)實的想法,比如,它可以作為視覺輔助工具幫助視力不好的人、全息駕駛控制面板,甚至作為網(wǎng)上沖浪的一種方式。
讓這一切變成現(xiàn)實的裝置可能大家都熟悉。華盛頓大學的工程師利用顯微鏡生產(chǎn)工藝將一條電子電路和燈與一種柔軟的、安全的隱形眼鏡合成。華盛頓大學電子工程學助理教授巴巴克-帕維茲說:“通過一塊完整的鏡片,你會看到這種顯示器呈現(xiàn)出多層次的外部世界。雖然這只是向終目標邁進了一小步,但我認為前景非常樂觀。”
1月18日,在美國電氣與電子工程師研究所(Institute of Electrical and Electronics Engineers)召開的微機電系統(tǒng)國際會議上,哈維-霍介紹了這些成果,哈維-霍以前是帕維茲的一名研究生,現(xiàn)在在加州利弗摩爾桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratories)工作。這篇論文的其他合著者有華盛頓大學電子工程學系的伊桑-薩厄迪、塞繆爾-吉姆和華盛頓大學醫(yī)療中心眼科學系的圖恩-申。
虛擬顯示器有很多潛在的用途。司機或飛行員可以據(jù)此看到投射到擋風玻璃上的車輛或飛機的速度。電腦游戲公司可以利用這種隱形眼鏡讓玩家完全沉浸在一個虛擬世界里,不需要限制玩家的移動范圍。而對通信來說,在路上的人可以在只有他們能看見的顯示屏上瀏覽網(wǎng)頁。
帕維茲領導華盛頓大學的這個研究隱形眼鏡電子學的跨學科小組,他說:“人們可能會發(fā)現(xiàn)各種各樣我們還沒有想到的應用。我們的目標就是證明這種基礎工藝,并確保它發(fā)揮作用,而且是安全的。”這種原型裝置包含一條電子電路和用于顯示的紅色發(fā)光二極管,不過它不會亮。這些鏡片已經(jīng)在兔子身上進行了長達20分鐘的試驗,沒有顯示出任何副作用。
帕維茲表示,從理想上來說,安裝或移除這種仿生眼鏡就像戴或摘隱形眼鏡一樣簡單,而且一旦裝上去,使用者根本感覺不到它的存在。但制造這些鏡片是一項挑戰(zhàn),因為人體可以安全使用的材料,象隱形眼鏡使用的柔軟的有機材料非常脆弱,而生產(chǎn)電子電路需要使用的是無機材料、灼熱的溫度和有毒性的化學物質。
研究人員從只有幾納米厚的金屬層打造電路,建造了直徑只有三分之一毫米的發(fā)光二極管。然后,他們把電子元件的淺灰色粉末撒在一片靈活的塑料上。每個小元件的開頭代表哪一部分可以依附,這是一項被稱做自行組裝的微細加工技術。毛細作用的力把一塊塊元件拉到位置。水沿著一株植物的根部上移,一杯水的邊緣部分更高一些,都是因為有這種力的存在。
帕維茲表示,這種原型隱形眼鏡矯正不了使用者的視力,但這種技術可以用在一種矯正鏡片上。而且所有這些小元件不會妨礙人的視線。帕維茲說:“眼睛透明部分的外部有一大片區(qū)域,我們可以用來放置這些小無件。”未來的改進將增加與鏡片之間的無線通信。研究人員希望利用無線電頻率能量和裝在鏡片上的太陽能電池的結合為整套系統(tǒng)提供能量。但帕維茲表示,技術上成熟的顯示器在短時間內不太可能上市。