Autofocusing reading glasses of the future | Nitish Padmanaban

Transcriber: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Mona Jahanbakhshi Reviewer: Masoud Motamedifar

Every single one of us will lose

همه‌ی ما روزی چیزی را از دست خواهیم داد

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

یا همین الان از دست داده‌ایم، که به آن وابستگی داریم.

I am of course talking about our keys.

البته منظور من کلیدهایمان است.

(Laughter)

(خنده‌ی حضار)

Just kidding.

شوخی کردم.

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

منظورم یکی از مهمترین حواس پنجگانه‌ ماست: بینایی.

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

ما روزانه بخشی از توانایی تطبیق چشمانمان را

to refocus our eyes

از دست می‌دهیم

until we can't refocus at all.

تا وقتی که این توانایی بطور‌کامل از بین می‌رود.

We call this condition presbyopia,

به این حالت پیرچشمی می‌گویند،

and it affects two billion people worldwide.

و دو میلیارد نفر در سراسر دنیا درگیر آن هستند.

That's right, I said billion.

درست شنیدید، گفتم میلیارد.

If you haven't heard of presbyopia,

اگر در خصوص پیرچشمی نشنیده باشید،

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

با خود می‌گویید «این دو میلیارد نفر الان کجا هستند؟»

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

قبل از شروع، بگذارید نکته‌ای را بگویم.

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

علت پوشیدن عینک مطالعه و لنز‌ دوکانونی، پیرچشمی‌ است.

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

با این مسئله شروع می‌کنم که ازدست دادن قدرت تمرکز

leading up to presbyopia.

منجر به پیرچشمی می‌شود.

As a newborn, you would have been able to focus

در زمان نوزادی، چشم شما قادر بود

as close as six and a half centimeters,

تا فاصله‌ی شش‌و‌نیم سانتیمتر متمرکز شود،

if you wished to.

کافی بود اراده کنید.

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

در اواسط دهه سوم زندگی، حدوداً نیمی از این توانایی از بین می‌رود.

10 centimeters or so,

حدود ۱۰ سانتیمتر یا بیشتر،

but close enough that you never notice the difference.

اما آنقدر ناچیز است که متوجه تغییری نمی‌شوید.

By your late 40s though,

گرچه در اواخر دهه پنجم زندگی،

نزدیک‌ترین فاصله‌ی تمرکزتان حدود ۲۵ سانتی‌متر

the closest you can focus is about 25 centimeters,

یا حتی بیشتر است.

maybe even farther.

از دست دادن توانایی تمرکز بیشتر از این

Losses in focusing ability beyond this point

روی استفاده از نزدیک‌بینی مثل مطالعه اثر می‌گذارد،

start affecting near-vision tasks like reading,

و وقتی به ۶۰ سالگی پا می‌گذارید،

and by the time you reach age 60,

nothing within a meter radius of you is clear.

همه چیز تا شعاع یک متری شما تار است.

Right now some of you are probably thinking,

در حال حاضر احتمالاً شما به این فکر می‌کنید،

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

که به نظر بد می‌رسد اما منظورش از «شما» استعاری است،

only for the people that actually end up with presbyopia.

و مخاطب او فقط کسانی هستند که به پیرچشمی دچار می‌شوند.

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

اما نه، منظور من از «شما» این است که تک‌تک شما

will someday be presbyopic if you aren't already.

اگر هم دچار پیرچشمی نباشید، یک روز به آن دچار می‌شوید.

That sounds a bit troubling.

حالا قدری نگران‌کننده شد.

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

بگذارید بگویم که پیرچشمی در کل تاریخ بشریت با ما بوده

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

و ما برای برطرف کردن آن کارهای زیادی کرده‌ایم.

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

برای شروع، بیایید فرض کنیم شما در حال مطالعه هستید.

If you were presbyopic,

اگرشما دچار پیرچشمی باشید،

it might look a little something like this.

دید شما احتمالاً به این صورت خواهد‌ بود.

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

هر چیزی با فاصله نزدیک مثل مجله، تار خواهد بود.

Moving on to solutions.

پیش به سوی راه‌ حل‌‌ها.

First, reading glasses.

اول از همه، عینک مطالعه.

These have lenses with a single focal power

این‌ها لنزهایی با قدرت تک دید دارند

tuned so that near objects come into focus.

و تمرکز آنها روی اشیاء نزدیک می‌باشد.

But far objects necessarily go out of focus,

اما اشیاء دور از تمرکز آنها خارج هستند،

meaning you have to constantly switch back and forth

و این به این معنی‌ است که باید مدام آنها را

between wearing and not wearing them.

با پوشیدن و نپوشیدن عقب و جلو ببرید.

To solve this problem

برای حل این مسئله

Benjamin Franklin invented what he called "double spectacles."

بنجامین فرانکلین، «عینک دوکانونی» را اختراع کرد.

Today we call those bifocals,

که امروزه با نام بایفوکال شناخته می‌شود،

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

و مزیت این عینک، دیدن دور در زمان نگاه کردن به بالا

and see near when he looked down.

و دیدن نزدیک، موقع نگاه به پایین بود.

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

امروزه نیز نوعی لنز پروگرسیو وجود دارد

by smoothly varying the focal power from top to bottom.

که با تغییرکانون از بالا به پایین، این خط را حذف می‌کند.

The downside to both of these

اما هر‌دو یک نکته منفی دارند

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

اینکه میدان دید خود را در همه فواصل از دست می‌دهید،

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

چراکه از بالا به پایین تقسیم می‌شود.

To see why that's a problem,

برای درک بهتر این مشکل،

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

فرض کنید در حال پایین آمدن از یک نردبان یا پله هستید.

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

شما به سمت پایین نگاه می‌کنید اما پایین تار است.

Why would it be blurry?

علت چیست؟

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

خب، شما به پایین نگاه می‌کنید و آن قسمت نزدیک لنز است

but the next step was past arm's reach,

اما قدم بعدی خیلی نزدیک است،

which for your eyes counts as far.

که به نظر شما دور می‌آید.

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

راه حل بعدی که به آن اشاره می‌کنم روش متداولی نیست

but comes up in contact lenses or LASIK surgeries,

و درقالب لنزهای تماسی و جراحی‌ لیزیک ارائه می‌شود،

and it's called monovision.

و به آن مونو‌ ویژن می‌گویند.

It works by setting up the dominant eye to focus far

که کار آن متمرکز کردن چشم غالب در فاصله‌ی دور

and the other eye to focus near.

و چشم دیگر در فاصله‌ی نزدیک است.

Your brain does the work of intelligently putting together

مغز شما به طرزی هوشمندانه

the sharpest parts from each eye's view,

سالم‌ترین بخش‌های چشم را با هم جور می‌کند

but the two eyes see slightly different things,

اما هریک از چشم‌ها چیزهای متفاوتی می‌بیند،

and that makes it harder to judge distances binocularly.

و این مسئله، تخمین مسافت بطور دوچشمی را سخت‌تر می‌کند.

So where does that leave us?

پس چه نتیجه‌ای می‌گیریم؟

We've come up with a lot of solutions

ما راه حل‌های فراوانی ارائه دادیم

but none of them quite restore natural refocusing.

اما هیچ یک جای تطابق طبیعی چشم را نمی‌گیرد.

None of them let you just look at something

هیچکدام از آنها به شما این امکان را نمی‌دهد

and expect it to be in focus.

که واضح ببینید.

But why?

اما چرا؟

Well, to explain that

برای توضیح این مسئله

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

بیایید نگاهی به آناتومی چشم انسان داشته باشیم.

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

بخشی که اجازه‌ی انطباق چشم در فواصل متفاوت را می‌دهد

is called the crystalline lens.

لنز کریستالی نامیده می‌شود.

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

ماهیچه‌های اطراف این لنز باعث تغییر شکل آن می‌شوند،

which in turn changes its focusing power.

درنتیجه قدرت تطابق آن را هم تغییر می‌دهند.

What happens when someone becomes presbyopic?

این فرآیند در فرد مبتلا به پیرچشمی چگونه است؟

It turns out that the crystalline lens stiffens

لنزهای کریستالی این افراد تا حدی سفت می‌شوند

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

که در واقع دیگر تغییر شکل نمی‌دهند.

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

اکنون، با مروری بر همه راه حل‌های ذکر شده،

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

می‌توانیم ببینیم که همه آنها در یک مورد مشترک هستند

but not with our eyes,

موردیکه با ویژگی چشم درتضاد است

and that is that they're all static.

و آن هم غیرمتحرک بودن همه‌ی آنهاست.

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

درست مانند معادل بصری یک دزد دریایی با پای مصنوعی!

What is the optical equivalent of a modern prosthetic leg?

معادل بصری یک پای پروتزی چه می‌تواند باشد؟

The last several decades have seen the creation and rapid development

در چند دهه گذشته شاهد ایجاد و توسعه سریع لنزهایی بوده‌ایم

of what are called "focus-tunable lenses."

که از آنها تحت عنوان «لنزهای تطابقی» یاد می‌شود.

There are several different types.

مدل‌های گوناگونی ازآن وجود دارند.

Mechanically-shifted Alvarez lenses,

لنزهای آلوارز با قابلیت تغییر مکانیکی،

deformable liquid lenses

لنزهای مایع با قابلیت تغییرشکل

and electronically-switched, liquid crystal lenses.

و لنزهای کریستال مایع با قابلیت تغییر الکترونیکی.

Now these have their own trade-offs,

وهرکدام معادلات تجاری خاص خود را دارند

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

اما همه آنها در ارائه تجربه بینایی مشترک می‌باشند.

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

میدان دیدی که در همه‌ی فواصل واضح و مشخص می‌باشد.

OK, great. The lenses we need already exist.

بسیار خب. لنزهای مورد نیاز ما دیگر وجود دارند.

Problem solved, right?

مشکل ما حل شد، درست است؟

Not so fast.

به این راحتی‌ها هم نیست.

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

لنزهایی با فوکوس تنظیمی معادله را پیچیده می‌کنند.

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

این لنزها از کجا بدانند در چه فاصله‌ای باید متمرکز شوند.

What we need are glasses

حلال مشکلات ما عینک است

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

تا اینکه هنگام نگاه کردن به دور دور را ببینیم،

and when you look near,

و وقت نگاه کردن به نزدیک،

near objects come into focus in your field of view,

اشیاء نزدیک را،

without you having to think about it.

بدون ذره‌ای درنگ کردن ببینیم.

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

موضوعی که در دانشگاه استنفورد چند سال روی آن کار کردم

is building that exact intelligence around the lenses.

ایجاد آن هوش دقیق درباره لنزها بود.

Our prototype borrows technology from virtual and augmented reality systems

در نمونه‌ی اولیه‌ از سیستم‌های واقعیت مجازی و افزوده

to estimate focusing distance.

برای تخمین فاصله‌ استفاده شد.

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

ما ردیابی داریم که مسیر نگاه را پیش‌بینی می‌کند.

Using two of these, we can triangulate your gaze direction

با استفاده از این ردیاب‌ها

to get a focus estimate.

مسیرنگاه مثلث‌بندی می‌شود.

Just in case though, to increase reliability,

اگرچه محض اطمینان

we also added a distance sensor.

یک سنسور راه دور نیز بکار بردیم.

The sensor is a camera that looks out at the world

این سنسور اطراف را چک می‌کند

و فاصله را با اشیاء گزارش می‌دهد.

and reports distances to objects.

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

با استفاده مجدد از مسیر نگاه

for a second time.

فاصله را برآورد می‌کنیم.

We then fuse those two distance estimates

سپس دو فاصله‌ی برآورد شده را ترکیب می‌کنیم

and update the focus-tunable lens power accordingly.

اینگونه قدرت لنزها با فوکوس تنظیمی را به روز می‌کنیم.

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

قدم بعدی، آزمایش دستگاهمان روی افراد واقعی بود.

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

ما ۱۰۰ بیمار پیرچشمی را به کار گرفتیم تا هنگام استفاده از دستگاه

while we measured their performance.

عملکردشان را برآورد کنیم.

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

نتیجه اینکه: آینده متعلق به لنزهای اتوفوکال است.

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

شرکت‌کنندگان واضح‌تر می‌دیدند، سریع‌تر تمرکز می‌کردند

and they thought it was an easier and better focusing experience

و ازنظرآنها این روش

than their current correction.

تجربه بهتر و راحت‌تری بود.

To put it simply, when it comes to vision,

به بیان دیگر،

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

لنزهای اتوفوکال مانند روش‌های استاتیک موقع نگاه کردن تأخیر ندارند.

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

با این حال بیشتر از این پیشروی نمی‌کنم.

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

من و همکارانم هنوز راه زیادی پیش رو داریم.

For example, our glasses are a bit --

مثلاً عینک‌ ما کمی- -

(Laughter)

(خنده حضار)

bulky, maybe?

حجیم است، فکر می‌کنم!

And one reason for this is that we used bulkier components

و علتش این است که ما از اجزای حجیم استفاده می‌کنیم

that are often intended for research use or industrial use.

که مختص مصارف تحقیقاتی و صنعتی هستند.

Another is that we need to strap everything down

بعلاوه، به علت نقص در الگوریتم فعلی

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

ما باید همه چیز را به پایین متصل کنیم.

So moving forward,

بنابراین

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

برای تبدیل طرح خود به یک استارتاپ،

we plan to make future autofocals

قصد داریم کاری کنیم که اتوفوکال‌‌های بعدی

eventually look a little bit more like normal glasses.

نهایتاً کمی شبیه عینک‌های معمولی باشند.

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

برای تحقق این موضوع

the robustness of our eye-tracking solution.

باید قدرت ردیاب را بطور اساسی افزایش دهیم.

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

والکترون‌ و لنز کوچک‌تر و کارآمدتری را بکارببریم.

That said, even with our current prototype,

البته ما حتی با نمونه اولیه خود نشان داده‌ایم،

که فناوری جدید لنزهای با فوکوس تنظیمی

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

is capable of outperforming traditional forms of static correction.

بهتراز اشکال سنتی و استاتیک هستند.

So it's only a matter of time.

پس فقط به زمان نیاز داریم.

مشخصاً در آینده نزدیک،

It's pretty clear that in the near future,

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

به جای فکر کردن به اینکه چه عینکی را درکجا بپوشیم،

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

قادر خواهیم بود تنها روی چیزهای مهم تمرکز کنیم.

Thank you.

ممنونم.

(Applause)

(تشویق)