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南加州大学用AR技术改善低视力患者日常生活

VR/AR
2019
08/27
22:52
新浪VR
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来源:新浪VR

据外媒报道,在美国40岁以上的人群中,有将近1/3的人存在无法通过眼镜、隐形眼镜、药物或手术进行矫正的低视力问题。

近日,在一项针对原发性视网膜色素变性(一种遗传性退行性眼病,会导致视力下降)患者的全新研究中,南加州大学凯克医学院(Keck School of Medicine of USC)的研究人员发现增强现实(AR)眼镜可以将患者的活动能力提高50%,抓握能力提高70%。

南加州大学凯克医学院眼科学教授Mark Humayun表示:“目前基于VR的可穿戴低视力技术存在限制,或是难以使用又或是需要患者接受大量的培训。我们选择了不同的方案,利用辅助技术来增强而非取代自然感官。我们团队采用的AR眼镜能够对应附近的障碍物并将明亮颜色投射到患者视网膜。”

戴着特制AR眼镜的原发性视网膜色素变性患者需要完成基于美国食品和药物管理局测试的障碍训练。研究人员通过视频记录了被试与障碍物相撞的次数,以及完成训练所需的时间。结果发现,AR眼镜可以将相撞次数平均减少50%。

研究人员同时要求患者抓握位于黑色背景的木钉,同时不能触及前面的任何物品。结果表明,穿戴AR眼镜的被试的抓握能力提高了70%。

该项目负责人Anastasios N。 Angelopoulos表示:“患有色素性视网膜炎的患者周边视力下降,在昏暗的光线下也看不见东西,这使得他们很难识别障碍物和抓住物体。他们经常需要移动辅助设备来导航,尤其是在黑暗的环境中。”我们的目标是通过使用AR技术,提高低视力患者的生活质量,提高他们执行基本任务的信心,最终让他们过上更独立的生活。”

AR系统可以将虚拟对象叠加在6英尺的线框内,并提供四种明亮的颜色选择。通过这样的方式,AR眼镜可以提供视觉颜色提示,从而帮助周边视觉受限的人感知复杂的环境,比如在光线昏暗的环境中躲避障碍物。

为了实现这一目标,研究人员使用了一种名为即时定位与地图构建的过程,而这允许AR眼镜实时渲染房间的3D结构。然后,眼镜将所述信息转换为半透明的彩色视觉叠加图,并用明亮颜色突出显示潜在障碍物,从而帮助患者实现空间理解和深度感知。这项技术可以在商用设备上使用。

Humayun表示,虽然主要的成本和技术问题依然存在,但在不久的将来,这种辅助技术最终会在日常生活中变得更加实用。

除了AR眼镜外,还有一种新型眼镜也可以用来治疗眼病。

对于解决老花眼问题,通常是通过双光眼镜(双光镜片或双焦镜片是同时包含两个矫正区域的眼镜片,主要用于老视矫正)和渐进多焦点镜片(渐进多焦点镜片也称为渐进片,顾名思义一只镜片上有多个焦点。如果从焦点来划分,可以把镜片划分为单焦点镜片、双焦点镜片、多焦点镜片)进行解决。

但这类镜片并不理想。首先,它们可能要求你进行不自然的头部运动,比如开车时伸长脖子看后视镜,因为渐进式镜片可能无法提供足够有效的外围聚焦。研究人员还发现,戴隐形眼镜的人摔倒受伤的风险也更高,这表明自聚焦眼镜可能是一个更好的答案。

双光眼镜和渐进多焦点镜片可以弯曲光线,帮助用户聚焦近距离的对象。这是纯粹的光学解决方案,而且便宜。但它们并不灵活,只能提供一个小小的窗口来感知世界。市场上存在着可调节镜片眼镜,但你必须通过侧面的轮盘进行缓慢的手动调节。所以,斯坦福大学研究人员提出了一种能够根据用户需要实时自动改变镜片形状的自动聚焦眼镜。

经过对56名老花眼患者试用自聚焦眼镜的测试发现,该眼镜比渐进多焦点镜片更有效。

THE END
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