Autofocusing reading glasses of the future | Nitish Padmanaban

Transcriber: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Detelina Mileva Reviewer: Anton Hikov

Every single one of us will lose

Всеки един от нас ще загуби

or has already lost something we rely on every single day.

или вече е загубил нещо, на което разчитаме всеки божи ден.

I am of course talking about our keys.

Естествено, говоря за ключовете ни.

(Laughter)

(Смях)

Just kidding.

Шегувам се.

Това, за което всъщност искам да говоря, е сред най-важните ни сетива: зрението.

What I actually want to talk about is one of our most important senses: vision.

Всеки ден, всеки от нас губи частица от способността

Every single day we each lose a little bit of our ability

to refocus our eyes

да фокусира очите си,

until we can't refocus at all.

докато не я загуби напълно.

We call this condition presbyopia,

Това състояние се нарича пресбиопия

and it affects two billion people worldwide.

и засяга два милиарда души по света.

That's right, I said billion.

Точно така, казах милиарди.

If you haven't heard of presbyopia,

Ако не сте чували за пресбиопия

and you're wondering, "Where are these two billion people?"

и се чудите "Къде са тези милиарди хора?"

ето ви жокер, преди да навляза в детайлите.

here's a hint before I get into the details.

Тя е причината да се носят очила или бифокални контактни лещи.

It's the reason why people wear reading glasses or bifocal lenses.

I'll get started by describing the loss in refocusing ability

Ще започна като опиша загубата на способността за фокусиране,

leading up to presbyopia.

която води до пресбиопия.

As a newborn, you would have been able to focus

Когато сте се родили, сте умеели да фокусирате

as close as six and a half centimeters,

едва на шест и половина сантиметра,

if you wished to.

ако пожелаете.

By your mid-20s, you have about half of that focusing power left.

Към средата на 20-те ви години това умение е наполовина.

10 centimeters or so,

Около 10-тина сантиметра,

но достатъчно близко, за да не усетите разлика.

but close enough that you never notice the difference.

Но към края на 40-те си години

By your late 40s though,

фокусирате най-малко на 25 см,

the closest you can focus is about 25 centimeters,

а може би и по-далеч.

maybe even farther.

Неспособността да фокусирате по-наблизо

Losses in focusing ability beyond this point

започва да влияе на дейности като четенето

start affecting near-vision tasks like reading,

и докато стигнете 60-годишна възраст,

and by the time you reach age 60,

nothing within a meter radius of you is clear.

всичко в радиус от един метър е замъглено.

Right now some of you are probably thinking,

Вероятно в момента някои от вас си мислят,

that sounds bad but he means you in a figurative sense,

"Това звучи зле, но той говори на всички нас,

only for the people that actually end up with presbyopia.

а има предвид само тези, които страдат от пресбиопия."

But no, when I say you, I literally mean that every single one of you

Но не. Когато говоря на вас, наистина имам предвид, че всеки от вас

will someday be presbyopic if you aren't already.

рано или късно ще стане пресбиопичен, ако все още не е.

That sounds a bit troubling.

Това звучи леко притеснително.

I want to remind you that presbyopia has been with us for all of human history

Напомням, че пресбиопията е с нас от зората на човечеството

and we've done a lot of different things to try and fix it.

и сме направили много различни опити да я коригираме.

So to start, let's imagine that you're sitting at a desk, reading.

За начало си представете, че седите на бюро и четете.

If you were presbyopic,

Ако бяхте пресбиопи,

щяхте да виждате ето така.

it might look a little something like this.

Всичко наблизо, като списанието, щеше да е замъглено.

Anything close by, like the magazine, will be blurry.

Продължаваме към решенията.

Moving on to solutions.

First, reading glasses.

Първо, диоптричните очила.

These have lenses with a single focal power

Техните лещи са еднофокусни

и са настроени да фокусират близки обекти.

tuned so that near objects come into focus.

But far objects necessarily go out of focus,

Но далечните обекти непременно излизат от фокус,

meaning you have to constantly switch back and forth

което означава, че трябва постоянно

between wearing and not wearing them.

да ги слагате или махате от очите си.

To solve this problem

За да реши този проблем,

Benjamin Franklin invented what he called "double spectacles."

Бенджамин Франклин изобретил "двойните очила".

Today we call those bifocals,

Днес ги наричаме бифокални очила

and what they let him do was see far when he looked up

и те му позволявали да вижда надалеч, когато погледне нагоре

and see near when he looked down.

и да вижда наблизо, гледайки надолу.

Today we also have progressive lenses which get rid of the line

Днешните прогресивни лещи скриват тази линия,

като променят плавно оптичната сила отгоре надолу.

by smoothly varying the focal power from top to bottom.

Недостатъците в тези два случая са

The downside to both of these

is that you lose field of vision at any given distance,

че губим от зрителното поле на дадено разстояние,

понеже то се разделя отгоре надолу по този начин.

because it gets split up from top to bottom like this.

To see why that's a problem,

За да разберете, защо това е проблем,

представете си, че слизате по стълба или стълбище.

imagine that you're climbing down a ladder or stairs.

Поглеждате надолу към стъпалото, но то е замъглено.

You look down to get your footing but it's blurry.

Why would it be blurry?

Защо да е замъглено?

Well, you look down and that's the near part of the lens,

Когато гледате надолу, това е частта за наблизо,

but the next step was past arm's reach,

но следващото стъпало е отвъд обсега на ръката ви,

which for your eyes counts as far.

което за очите ви е далеч.

The next solution I want to point out is a little less common

Следващото решение е по-рядко срещано,

но се проявява при контактните лещи или LASIK процедурите

but comes up in contact lenses or LASIK surgeries,

and it's called monovision.

и се нарича монозрение.

При него водещото око се настройва да фокусира надалеч,

It works by setting up the dominant eye to focus far

and the other eye to focus near.

а другото око се настройва наблизо.

Your brain does the work of intelligently putting together

Вашият мозък сглобява интелигентно

най-ясните части от образа на всяко око,

the sharpest parts from each eye's view,

но двете очи виждат леко различни неща

but the two eyes see slightly different things,

и това затруднява бинокулярната преценка за разстояние.

and that makes it harder to judge distances binocularly.

So where does that leave us?

И къде ни поставя това?

Измислили сме много решения,

We've come up with a lot of solutions

но нито едно не връща напълно естествения фокус.

but none of them quite restore natural refocusing.

None of them let you just look at something

С нито едно не можем просто да погледнем към нещо

and expect it to be in focus.

и да очакваме да е фокусирано.

But why?

Но защо?

Well, to explain that

За да обясним това,

ще погледнем анатомията на човешкото око.

we'll want to take a look at the anatomy of the human eye.

The part of the eye that allows us to refocus to different distances

Тази част, с която фокусираме на различни разстояния,

се нарича леща.

is called the crystalline lens.

There are muscles surrounding the lens that can deform it into different shapes,

Около нея има мускули, които могат да променят формата ѝ

which in turn changes its focusing power.

и по този начин да влияят на оптичната ѝ сила.

What happens when someone becomes presbyopic?

Какво се случва, когато някой е пресбиопичен?

It turns out that the crystalline lens stiffens

Оказва се, че очната леща се втвърдява

to the point that it doesn't really change shape anymore.

до толкова, че престава да променя формата си.

Сега, ако се върнем към всички решения, които описах по-рано,

Now, thinking back on all the solutions I listed earlier,

we can see that they all have something in common with the others

ще видим, че всяко от тях има нещо общо с останалите,

but not with our eyes,

но не и с нашите очи

and that is that they're all static.

и то е, че всички те са статични.

It's like the optical equivalent of a pirate with a peg leg.

Това е като оптичен еквивалент на пират с дървен крак.

Какъв е оптичният еквивалент на модерната крачна протеза?

What is the optical equivalent of a modern prosthetic leg?

The last several decades have seen the creation and rapid development

През последните десетилетия бяха създадени и развити значително

of what are called "focus-tunable lenses."

така наречените "фокусируеми лещи".

There are several different types.

Съществуват няколко различни вида.

Механично-регулируеми лещи Алварец,

Mechanically-shifted Alvarez lenses,

deformable liquid lenses

деформируеми флуидни лещи

and electronically-switched, liquid crystal lenses.

и електронно-регулируеми лещи с течни кристали.

Now these have their own trade-offs,

Всички имат своите недостатъци,

but what they don't skimp on is the visual experience.

но не ни спестяват визуално преживяване.

Пълно зрително поле, което може да е ясно на всяко желано разстояние.

Full-field-of-view vision that can be sharp at any desired distance.

Добре, чудесно. Тези които ни трябват, вече съществуват.

OK, great. The lenses we need already exist.

Problem solved, right?

Проблемът е решен, нали?

Not so fast.

Не бързайте толкова.

Focus-tunable lenses add a bit of complexity to the equation.

Фокусируемите лещи усложняват малко уравнението.

Лещите няма как да знаят, на какво разстояние да се фокусират.

The lenses don't have any way of knowing what distance they should be focused to.

Това което ни трябва е очила,

What we need are glasses

с които когато гледаме надалеч, далечните обекти са ясни,

that, when you're looking far, far objects are sharp,

and when you look near,

а когато гледаме наблизо,

близките обекти са на фокус навсякъде в полезрението ни

near objects come into focus in your field of view,

without you having to think about it.

и без да се налага да се замисляме.

What I've worked on these last few years at Stanford

Това, върху което работя последните години в Станфорд,

is building that exact intelligence around the lenses.

е да изградя точно този интелект около лещите.

Our prototype borrows technology from virtual and augmented reality systems

Прототипът ни използва технологии за виртуална и обогатена реалност,

за да прецени разстоянието за фокусиране.

to estimate focusing distance.

We have an eye tracker that can tell what direction our eyes are focused in.

Имаме проследяващо устройство, което знае къде се фокусират очите.

С помощта на две такива можем да открием посоката на погледа,

Using two of these, we can triangulate your gaze direction

за да изчислим фокуса.

to get a focus estimate.

Just in case though, to increase reliability,

За всеки случай и за повече надеждност

сме добавили и сензор за разстояние.

we also added a distance sensor.

Сензорът е камера, която гледа навън

The sensor is a camera that looks out at the world

и отчита разстоянието до обектите.

and reports distances to objects.

Можем отново да използваме посоката на погледа и да преценим разстоянието

We can again use your gaze direction to get a distance estimate

for a second time.

за втори път.

We then fuse those two distance estimates

След което комбинираме изчисленията

and update the focus-tunable lens power accordingly.

и настройваме съответно оптичната сила на фокусируемите лещи.

The next step for us was to test our device on actual people.

Следващата стъпка бе изпробването на уреда върху истински хора.

So we recruited about 100 presbyopes and had them test our device

Затова намерихме около 100 пресбиопи, които изпробваха нашето устройство,

while we measured their performance.

докато отчитахме показателите им.

What we saw convinced us right then that autofocals were the future.

Това което видяхме, ни убеди още тогава, че автофокалите са бъдещето.

Our participants could see more clearly, they could focus more quickly

Участниците виждаха по-ясно, фокусираха по-бързо

и намираха самото фокусиране за по-лесно и по-успешно

and they thought it was an easier and better focusing experience

от личните им корекции.

than their current correction.

Простичко казано, когато говорим за зрение,

To put it simply, when it comes to vision,

автофокалите не правят компромис така както статичните корекции използвани днес.

autofocals don't compromise like static corrections in use today do.

But I don't want to get ahead of myself.

Но... нека да не прибързвам.

There's a lot of work for my colleagues and me left to do.

Пред мен и колегите ми стои още много работа.

Например, нашите очила са малко --

For example, our glasses are a bit --

(Laughter)

(смях)

bulky, maybe?

грубички, може би?

And one reason for this is that we used bulkier components

Едната причина е че използвахме по-груби части,

that are often intended for research use or industrial use.

които са предназначени основно за научни или индустриални цели.

Another is that we need to strap everything down

Друга причина е че все още трябва да навържем всичко,

because current eye-tracking algorithms don't have the robustness that we need.

защото наличните проследяващи алгоритми не са достатъчно устойчиви.

So moving forward,

Затова докато напредваме

и се превръщаме от научен екип в стартъп,

as we move from a research setting into a start-up,

we plan to make future autofocals

смятаме да направим бъдещите автофокали

eventually look a little bit more like normal glasses.

да изглеждат в края на краищата като нормални очила.

За да се случи това, трябва да подобрим значително

For this to happen, we'll need to significantly improve

the robustness of our eye-tracking solution.

устойчивостта на нашето проследяващо устройство.

We'll also need to incorporate smaller and more efficient electronics and lenses.

Трябва също да вградим по-фини и по-ефикасни лещи и електроника.

That said, even with our current prototype,

Предвид това, дори със съществуващия прототип

we've shown that today's focus-tunable lens technology

ние показахме, че днешната технология за фокусируеми лещи

is capable of outperforming traditional forms of static correction.

може значително да превъзхожда традиционните форми на статична корекция.

So it's only a matter of time.

Така че е само въпрос на време.

Пределно ясно е, че в близкото бъдеще

It's pretty clear that in the near future,

вместо да се чудим, кой чифт очила да сложим и кога,

instead of worrying about which pair of glasses to use and when,

ще можем да се фокусираме върху важните неща.

we'll be able to just focus on the important things.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(Аплодисменти)