Autofocusing reading glasses of the future | Nitish Padmanaban

Transcriber: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

번역: Sienna Lee 검토: YoonJu Mangione

Every single one of us will lose

우리 모두는 매일 의지하는 필수품을

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

이미 잃어버린 적이 있거나 앞으로 잃어버릴 거예요.

I am of course talking about our keys.

맞아요. 열쇠 얘기예요.

(Laughter)

(웃음)

Just kidding.

농담이에요.

오늘 이야기하고 싶은 것은 우리의 중요한 감각 중 하나인 시각이에요.

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

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

우린 매일매일 눈의 초점을 맞출 수 있는 능력을 조금씩 잃어갑니다.

to refocus our eyes

until we can't refocus at all.

완전히 맞출 수 없게 될 때까지요.

We call this condition presbyopia,

이러한 증상을 노안이라고 하죠.

and it affects two billion people worldwide.

전세계에 20억 명이나 되는 사람들이 가지고 있는 증상이에요.

That's right, I said billion.

네, 20억 명이요.

If you haven't heard of presbyopia,

혹시 노안에 대해 들어본 적이 없으시다면,

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

그래서 "어떻게 20억 명이나 된다는 거지?"하고 궁금하시다면

자세히 말씀드리기 전에 힌트를 드릴게요.

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

노안은 사람들이 독서 안경이나 이중 초점 렌즈를 착용하는 이유예요.

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

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

노안으로 이어지는 눈의 초점 능력 손실부터 설명드릴게요.

leading up to presbyopia.

As a newborn, you would have been able to focus

신생아는 원한다면

as close as six and a half centimeters,

6.5cm정도까지의 가까운 거리에서도

if you wished to.

초점을 맞출 수 있어요.

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

20대 중반이 되면 눈의 초점 능력이 절반 정도 줄어듭니다.

10 centimeters or so,

10cm쯤 되는 거리에서 초점을 맞출 수 있어요.

but close enough that you never notice the difference.

그치만 그 차이를 전혀 눈치채지는 못합니다

By your late 40s though,

40대 후반이 되면

초점을 맞출 수 있는 거리는 약 25cm예요.

the closest you can focus is about 25 centimeters,

어쩌면 그보다 멀리요.

maybe even farther.

그 이후 눈의 초점 능력 상실은

Losses in focusing ability beyond this point

독서 같은 근거리 주시 활동에 영향을 미치기 시작합니다.

start affecting near-vision tasks like reading,

60세가 될 때 쯤이면

and by the time you reach age 60,

nothing within a meter radius of you is clear.

반경 1m내의 사물이 흐릿하게 보이게 되죠.

Right now some of you are probably thinking,

지금 아마 여러분 중 몇몇은

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

안 좋은 얘기같지만 표현만 여러분이라 하는 거고

only for the people that actually end up with presbyopia.

실제로는 결국 노안이 되는 사람들에게만 해당되는 거라고 생각하실 수도 있겠네요.

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

하지만 제 말은, 여러분이 지금 노안이 아니더라도

will someday be presbyopic if you aren't already.

여러분 모두 언젠가 노안이 될거라는 거예요.

That sounds a bit troubling.

좀 골치 아파지죠.

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

노안은 인류 역사 전반에 걸쳐 우리와 함께 해왔고

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

노안을 개선하기 위해 다양한 일들을 해왔다는 것을 상기시켜드리고 싶어요.

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

책상에 앉아서 독서를 하고 있다고 상상해보세요.

If you were presbyopic,

여러분이 노안이 있다면,

it might look a little something like this.

이런 식으로 보일 수 있어요.

이 잡지처럼 가까이 있는 것들이 흐릿하게 보일 거예요.

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

Moving on to solutions.

해결 방안을 살펴보죠.

First, reading glasses.

첫 번째, 독서 안경이에요.

These have lenses with a single focal power

이 안경은 가까이에 있는 물체에

tuned so that near objects come into focus.

초점을 맞출 수 있도록 조정하는 렌즈를 갖추고 있어요.

But far objects necessarily go out of focus,

하지만 멀리 있는 물체는 초점이 맞지 않아 흐릿하게 보입니다.

meaning you have to constantly switch back and forth

즉, 계속 안경을 벗었다 썼다를 반복해야 한다는 거죠.

between wearing and not wearing them.

To solve this problem

이러한 불편함을 해소하기 위해

Benjamin Franklin invented what he called "double spectacles."

벤자민 프랭클린이 '이중 안경'을 발명했어요.

Today we call those bifocals,

오늘날 이것을 우리는 '이중 초점 안경'라고 불러요.

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

위로 보면 멀리 있는 것을 볼 수 있고

and see near when he looked down.

아래로 보면 가까이 있는 것을 볼 수 있게 해줍니다.

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

오늘날엔 다초점 렌즈도 있는데요.

위아래 부드럽게 초점의 변화를 주기 때문에 경계감를 없애주죠.

by smoothly varying the focal power from top to bottom.

이 두 가지 렌즈의 공통적인 단점은

The downside to both of these

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

이렇게 위와 아래로 나뉘어져 있기 때문에

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

주어진 거리에서 시야가 좁아진다는 점입니다.

To see why that's a problem,

그게 왜 문제가 되는지 모르시겠다면

사다리나 계단을 오르는 상황을 상상해보세요.

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

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

발 밑을 내려다보는데 흐릿한 거예요.

Why would it be blurry?

왜 흐릿해질까요?

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

아래쪽 렌즈는 가까이 있는 것을 보는 렌즈인데

but the next step was past arm's reach,

눈은 팔이 닿지 않는 거리의

which for your eyes counts as far.

멀리 있는 것을 보려고 하고 있기 때문이죠.

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

다음 해결 방안은 흔한 방법은 아니지만

but comes up in contact lenses or LASIK surgeries,

콘텍트 렌즈나 라식 수술에서 자주 거론되는 방법인

and it's called monovision.

"모노비전"이라는 것입니다.

주시안은 먼 곳을, 비주시안은 가까운 곳을

It works by setting up the dominant eye to focus far

and the other eye to focus near.

잘 볼 수 있도록 각각 다르게 교정하는거에요.

Your brain does the work of intelligently putting together

여러분의 뇌는 각 눈으로 본 뚜렷한 부분들을

지능적으로 조합하는 작업을 수행해요.

the sharpest parts from each eye's view,

그치만 두 눈이 보는 것은 살짝 다르기 때문에

but the two eyes see slightly different things,

양안으로 거리를 판단하기는 어렵습니다.

and that makes it harder to judge distances binocularly.

So where does that leave us?

그럼 이제 어떻게 해야하는 걸까요?

많은 해결방안을 내놓았지만

We've come up with a lot of solutions

그 중 어느 것도 자연적으로 초점 능력을 회복하는데 그리 도움이 되진 않아요.

but none of them quite restore natural refocusing.

None of them let you just look at something

그 중 어느 것도 뭔가 보는 것만으로

and expect it to be in focus.

초점을 맞춰주진 못하죠.

But why?

왜 그럴까요?

Well, to explain that

이를 설명하기 위해서는

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

인간의 눈의 해부학을 살펴봐야해요.

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

다양한 거리에 있는 물체에 초점을 다시 맞출 수 있게 하는 부분을

수정체라고 해요.

is called the crystalline lens.

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

수정체를 둘러싼 근육들은

수정체의 모양을 변형시켜 초점의 변화를 줍니다.

which in turn changes its focusing power.

What happens when someone becomes presbyopic?

노안이 되면 어떻게 될까요?

It turns out that the crystalline lens stiffens

수정체 모양이 더 이상 바뀌지 않는 상태로 굳어집니다.

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

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

앞서 설명한 모든 해결방안을 다시 생각해보면,

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

변화가 있는 우리 눈과는 다르게 그 해결 방안들은 모두

but not with our eyes,

변화가 없는 고정된 교정 방법이라는

and that is that they're all static.

공통점이 있다는 것을 알 수 있어요.

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

시력 보완 장치는 해적이 차고 있는 의족과 같아요.

현대 의족과 같은 시력 보완 장치는 무엇일까요?

What is the optical equivalent of a modern prosthetic leg?

The last several decades have seen the creation and rapid development

지난 수십 년 동안 렌즈는 빠르게 발전했고

of what are called "focus-tunable lenses."

'초점 가변 렌즈'가 개발되었습니다.

There are several different types.

여러 종류가 있는데요.

기계식 전환 앨버레즈 렌즈,

Mechanically-shifted Alvarez lenses,

deformable liquid lenses

가변 초점 액체 렌즈,

and electronically-switched, liquid crystal lenses.

그리고 전자식 전환 액정 렌즈가 있어요.

Now these have their own trade-offs,

각각 장단점은 있지만

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

시각적인 경험을 간과하지 않아요.

원하는 어떤 거리에서든 선명하게 볼 수 있는 전체적인 시야 말이죠.

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

OK, great. The lenses we need already exist.

좋아요. 우리가 필요한 렌즈는 이미 존재하는군요.

Problem solved, right?

문제가 해결된 것 같죠, 그렇죠?

Not so fast.

아직은 이릅니다.

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

초점 가변 렌즈는 복합적인 문제가 있는데요.

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

이 렌즈들은 어느 거리에 초점을 맞춰야 하는지를 모른다는 겁니다.

우리가 필요한 것은

What we need are glasses

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

멀리 볼 때는 멀리 있는 물체를

and when you look near,

가까이 볼 때는 가까이 있는 물체를

near objects come into focus in your field of view,

선명하게 볼 수 있도록 초점이 잘 맞춰지는 안경이죠.

without you having to think about it.

일부러 신경쓰지 않아도 말이에요.

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

지난 몇 년간 저는 스탠포드 대학에서

is building that exact intelligence around the lenses.

렌즈 주변에서 정확한 정보가 구축될 수 있도록 연구해왔어요.

Our prototype borrows technology from virtual and augmented reality systems

프로토타입은 가상 및 증강 현실

시스템에서 기술을 빌려 초점 거리를 추정하게 했어요.

to estimate focusing distance.

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

눈의 초점 방향을 탐지하는 시선 추적기가 있고요.

이 두 가지를 사용해 시선 방향을 삼각 측량해서

Using two of these, we can triangulate your gaze direction

초점 추정치를 얻을 수 있어요.

to get a focus estimate.

Just in case though, to increase reliability,

그리고 보다 안정성을 높이기 위해

거리 측정 센서도 추가했어요.

we also added a distance sensor.

이 센서는 세상을 바라보고

The sensor is a camera that looks out at the world

물체까지의 거리를 알려주는 카메라예요.

and reports distances to objects.

시선 방향을 이용하여

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

두 번째로 거리 추정치를 얻을 수 있습니다.

for a second time.

We then fuse those two distance estimates

그런 다음 두 거리 추정치를 합친 것에 따라

and update the focus-tunable lens power accordingly.

초점 조정 렌즈 굴절력을 업데이트하죠.

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

다음 단계는 실제로 사람에게 이 장치를 실험해보는 거였습니다.

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

우리는 노안을 가진 100명의 사람들을 모집해서

그들이 장치를 시험해 보는 동안 성능을 측정해봤습니다.

while we measured their performance.

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

우리는 미래에는 "자동 초점 렌즈"가 널리 이용 될거라 확신하게 됐죠.

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

실험 참가자들은 보다 선명하게 보고 더 빨리 초점을 맞출 수 있었어요.

그리고 현재 교정 방법보다 더 쉽고 더 나은 경험이었다고 했어요.

and they thought it was an easier and better focusing experience

than their current correction.

간단히 말해, 시각에 관해서

To put it simply, when it comes to vision,

자동 초점은 현재 사용되는 고정적인 교정법을 절충해서 나온 것이 아니에요.

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

하지만 너무 섣불리 마음만 앞서고 싶진 않아요.

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

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

동료들과 제가 해야 할 일이 많이 남았어요.

예를 들어, 이 안경은 좀...

For example, our glasses are a bit --

(Laughter)

(웃음)

bulky, maybe?

크다고 해야할까요?

And one reason for this is that we used bulkier components

한 가지 이유는 보통 연구용이나 산업용으로 사용되는

that are often intended for research use or industrial use.

큰 부품들을 사용했기 때문이에요.

Another is that we need to strap everything down

또 다른 이유는 현재의 시선 추적 알고리즘은

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

그렇게 튼튼하지 못하기 때문에 꽁꽁 묶어둬야했기 때문이지요.

So moving forward,

그래서 앞으로

연구 단계에서 스타트업으로 발전해 나아가면서

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

we plan to make future autofocals

미래에는 일반 안경처럼 생긴 자동 초점 안경을 만들 계획입니다.

eventually look a little bit more like normal glasses.

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

그러기 위해선 시선 추적 솔루션을 보다 견고하게 개선해나가야 해요.

the robustness of our eye-tracking solution.

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

그리고 작고 효율적인 전자 장치와 렌즈를 통합해야 해요.

That said, even with our current prototype,

저희의 현재 프로토타입만으로도

오늘날의 초점 가변 렌즈 기술은

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

is capable of outperforming traditional forms of static correction.

기존의 고정적인 교정 기술보다 성능이 뛰어다는 걸 입증했습니다.

So it's only a matter of time.

이제 시간 문제인거죠.

앞으로 미래에 어떤 안경을 사용할지,

It's pretty clear that in the near future,

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

언제 사용하게 될지 걱정하는 대신

정말 중요한 것들에 집중할 수 있을거라는 점은 꽤 분명해졌습니다.

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

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)