Autofocusing reading glasses of the future | Nitish Padmanaban

300,144 views ・ 2020-06-19

TED


Пожалуйста, дважды щелкните на английские субтитры ниже, чтобы воспроизвести видео.

00:00
Transcriber: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz
0
0
7000
Переводчик: Vera Pikos Редактор: Anton Zamaraev
00:12
Every single one of us will lose
1
12875
1934
Каждый из нас потеряет
00:14
or has already lost something we rely on every single day.
2
14833
3851
или уже потерял нечто, на что ежедневно полагается.
00:18
I am of course talking about our keys.
3
18708
2810
Я, конечно, имею в виду связку ключей.
00:21
(Laughter)
4
21542
1642
(Смех)
00:23
Just kidding.
5
23208
1268
Шучу.
00:24
What I actually want to talk about is one of our most important senses: vision.
6
24500
3809
На самом деле я собираюсь поговорить о нашем самом главном чувстве: зрении.
00:28
Every single day we each lose a little bit of our ability
7
28333
2810
Ежедневно каждый из нас понемногу утрачивает свою способность
00:31
to refocus our eyes
8
31167
1309
перефокусировать глаза,
00:32
until we can't refocus at all.
9
32500
2309
вплоть до полной её потери.
00:34
We call this condition presbyopia,
10
34833
1976
Мы называем это заболевание пресбиопией,
00:36
and it affects two billion people worldwide.
11
36833
2518
и оно поражает два миллиарда человек по всем миру.
00:39
That's right, I said billion.
12
39375
2143
Я не оговорился, миллиарда.
00:41
If you haven't heard of presbyopia,
13
41542
1726
Если вы не знаете о пресбиопии
00:43
and you're wondering, "Where are these two billion people?"
14
43292
2809
и удивляетесь: «Где эти два миллиарда человек?»,
вот подсказка, пока я не углубился в детали:
00:46
here's a hint before I get into the details.
15
46125
2101
00:48
It's the reason why people wear reading glasses or bifocal lenses.
16
48250
3268
по этой причине люди носят очки для чтения или бифокальные линзы.
00:51
I'll get started by describing the loss in refocusing ability
17
51542
2858
Я начну с описания потери способности перефокусироваться,
00:54
leading up to presbyopia.
18
54424
1510
приводящей к пресбиопии.
00:55
As a newborn, you would have been able to focus
19
55958
2226
При рождении вы могли сфокусироваться,
00:58
as close as six and a half centimeters,
20
58208
2143
при желании,
01:00
if you wished to.
21
60375
1268
на 6,5 см вблизи.
01:01
By your mid-20s, you have about half of that focusing power left.
22
61667
3142
После 20 лет, у вас остаётся около половины этой способности,
01:04
10 centimeters or so,
23
64833
1268
порядка 10 см,
01:06
but close enough that you never notice the difference.
24
66125
2559
но разница невелика, поэтому вы её не замечаете.
01:08
By your late 40s though,
25
68708
1268
Однако, ближе к 50 годам
01:10
the closest you can focus is about 25 centimeters,
26
70000
2351
вы можете сфокусироваться только на 25 см,
01:12
maybe even farther.
27
72375
1268
возможно даже дальше.
01:13
Losses in focusing ability beyond this point
28
73667
2101
Потеря способности фокусироваться на большем расстоянии
01:15
start affecting near-vision tasks like reading,
29
75792
2226
начинает сказываться на занятиях вроде чтения,
01:18
and by the time you reach age 60,
30
78042
1601
и к 60 годам
01:19
nothing within a meter radius of you is clear.
31
79667
2351
всё становится расплывчатым для вас в радиусе метра.
01:22
Right now some of you are probably thinking,
32
82042
2267
Возможно, сейчас некоторые из вас думают:
01:24
that sounds bad but he means you in a figurative sense,
33
84333
3310
«Звучит мрачновато, но он говорит "вы" фигурально,
01:27
only for the people that actually end up with presbyopia.
34
87667
3434
имея в виду только тех, у кого разовьётся пресбиопия».
01:31
But no, when I say you, I literally mean that every single one of you
35
91125
4434
Но нет: говоря «вы», я имею в виду, что буквально у каждого из вас
01:35
will someday be presbyopic if you aren't already.
36
95583
3226
когда-нибудь начнётся пресбиопия, если уже не началась.
01:38
That sounds a bit troubling.
37
98833
1393
Звучит несколько тревожно.
01:40
I want to remind you that presbyopia has been with us for all of human history
38
100250
3684
Напомню, что пресбиопия существует на протяжении всей истории человечества,
01:43
and we've done a lot of different things to try and fix it.
39
103958
2810
и было много всего сделано, чтобы попытаться её исправить.
01:46
So to start, let's imagine that you're sitting at a desk, reading.
40
106792
3892
Для начала давайте представим, что вы сидите за столом и читаете.
01:50
If you were presbyopic,
41
110708
1351
Будь у вас пресбиопия,
01:52
it might look a little something like this.
42
112083
2060
это выглядело бы примерно так.
01:54
Anything close by, like the magazine, will be blurry.
43
114167
2892
Всё, что ближе, например, журнал, будет расплывчато.
01:57
Moving on to solutions.
44
117083
1351
Перейдём к решениям.
01:58
First, reading glasses.
45
118458
1643
Во-первых, очки для чтения.
02:00
These have lenses with a single focal power
46
120125
2059
В них есть однофокальные линзы,
подобранные так, чтобы находящееся вблизи попадало в фокус.
02:02
tuned so that near objects come into focus.
47
122208
2393
02:04
But far objects necessarily go out of focus,
48
124625
2601
Но удалённые предметы обязательно будут расплываться,
02:07
meaning you have to constantly switch back and forth
49
127250
2476
то есть вам придётся постоянно переключаться,
02:09
between wearing and not wearing them.
50
129750
1768
надевая и снимая очки.
02:11
To solve this problem
51
131542
1267
Для решения этой проблемы
02:12
Benjamin Franklin invented what he called "double spectacles."
52
132833
3268
Бенджамин Франклин изобрёл, как он выражался, «двойные очки».
02:16
Today we call those bifocals,
53
136125
2101
Сегодня мы называем это бифокальными очками.
02:18
and what they let him do was see far when he looked up
54
138250
3434
Они позволяют видеть вдали, смотря вверх
02:21
and see near when he looked down.
55
141708
1726
и видеть вблизи, смотря вниз.
02:23
Today we also have progressive lenses which get rid of the line
56
143458
2976
На сегодняшний день существуют лишённые границы прогрессивные линзы,
02:26
by smoothly varying the focal power from top to bottom.
57
146458
2601
мягко меняющие фокус сверху вниз.
02:29
The downside to both of these
58
149083
1435
Недостаток обоих решений в том,
02:30
is that you lose field of vision at any given distance,
59
150542
2601
что на любом расстоянии вы теряете часть поля зрения,
02:33
because it gets split up from top to bottom like this.
60
153167
2601
потому что оно разбито на верхнюю и нижнюю части.
02:35
To see why that's a problem,
61
155792
1392
Чтобы понять суть проблемы,
02:37
imagine that you're climbing down a ladder or stairs.
62
157208
2851
представьте, что спускаетесь вниз по лестнице или ступенькам.
02:40
You look down to get your footing but it's blurry.
63
160083
3601
Вы глядите вниз под ноги, но всё расплывается.
02:43
Why would it be blurry?
64
163708
1393
Почему расплывается?
02:45
Well, you look down and that's the near part of the lens,
65
165125
3434
Вы смотрите вниз, и это часть линз для ближнего видения,
02:48
but the next step was past arm's reach,
66
168583
2560
но делаете шаг на расстояние, превышающее длину вытянутой руки,
02:51
which for your eyes counts as far.
67
171167
2101
что ваши глаза оценивают как даль.
02:53
The next solution I want to point out is a little less common
68
173292
2892
Далее, я хочу остановиться на менее частом решении,
реализованном в контактных линзах или в лазерной коррекции зрения.
02:56
but comes up in contact lenses or LASIK surgeries,
69
176208
2393
02:58
and it's called monovision.
70
178625
1351
Оно называется монозрением.
03:00
It works by setting up the dominant eye to focus far
71
180000
2518
Это настройка доминирующего глаза на дальний фокус
03:02
and the other eye to focus near.
72
182542
1601
и другого глаза ― на ближний.
03:04
Your brain does the work of intelligently putting together
73
184167
2809
Ваш мозг выполняет работу по интеллектуальному совмещению
03:07
the sharpest parts from each eye's view,
74
187000
1976
резкостей, полученных от каждого глаза,
03:09
but the two eyes see slightly different things,
75
189000
2268
но каждый глаз видит слегка разные вещи,
03:11
and that makes it harder to judge distances binocularly.
76
191292
2642
и это затрудняет бинокулярную оценку расстояния.
03:13
So where does that leave us?
77
193958
1393
Что же в итоге остаётся?
03:15
We've come up with a lot of solutions
78
195375
1851
Было найдено много решений, но ни одно из них
03:17
but none of them quite restore natural refocusing.
79
197250
2601
не является полной заменой природной смене фокуса.
03:19
None of them let you just look at something
80
199875
2059
Ни одно из них не позволяет сфокусироваться
03:21
and expect it to be in focus.
81
201958
1476
одним лишь взглядом.
03:23
But why?
82
203458
1351
Почему?
03:24
Well, to explain that
83
204833
1268
Для объяснения этого
03:26
we'll want to take a look at the anatomy of the human eye.
84
206125
2726
давайте обратимся к анатомии человеческого глаза.
03:28
The part of the eye that allows us to refocus to different distances
85
208875
3226
Орган зрения, позволяющий фокусироваться на разные расстояния,
03:32
is called the crystalline lens.
86
212125
1559
называется хрусталиком.
03:33
There are muscles surrounding the lens that can deform it into different shapes,
87
213708
3851
Окружающие хрусталик мышцы могут менять его форму,
03:37
which in turn changes its focusing power.
88
217583
2101
что, в свою очередь, меняет силу фокусировки.
03:39
What happens when someone becomes presbyopic?
89
219708
2476
Что происходит когда у человека начинается пресбиопия?
03:42
It turns out that the crystalline lens stiffens
90
222208
2226
Оказывается, хрусталик затвердевает до такой степени,
03:44
to the point that it doesn't really change shape anymore.
91
224458
2685
что практически уже не меняет форму.
03:47
Now, thinking back on all the solutions I listed earlier,
92
227167
3726
Возвращаясь ко всем решениям, перечисленным мною ранее,
03:50
we can see that they all have something in common with the others
93
230917
3726
можно заметить, что у них много общего между собой,
03:54
but not with our eyes,
94
234667
1476
но мало общего с глазами,
03:56
and that is that they're all static.
95
236167
2017
и это обусловлено статичностью решений.
03:58
It's like the optical equivalent of a pirate with a peg leg.
96
238208
2893
Что-то вроде оптического эквивалента пирата на деревянной ноге.
04:01
What is the optical equivalent of a modern prosthetic leg?
97
241125
3143
Что же является оптическим эквивалентом современного протеза?
04:04
The last several decades have seen the creation and rapid development
98
244292
3267
В последние несколько десятилетий были созданы и быстро развиваются
04:07
of what are called "focus-tunable lenses."
99
247583
2685
так называемые «линзы с настраиваемым фокусом».
04:10
There are several different types.
100
250292
1684
Есть несколько видов таких линз:
механически смещающиеся линзы Альвареса,
04:12
Mechanically-shifted Alvarez lenses,
101
252000
1809
04:13
deformable liquid lenses
102
253833
1435
меняющие форму жидкие линзы
04:15
and electronically-switched, liquid crystal lenses.
103
255292
2559
и электронно-переключаемые жидкокристаллические линзы.
04:17
Now these have their own trade-offs,
104
257875
1809
У них есть свои плюсы и минусы,
04:19
but what they don't skimp on is the visual experience.
105
259708
2601
но грех было бы жаловаться на визуальные ощущения.
04:22
Full-field-of-view vision that can be sharp at any desired distance.
106
262333
3268
Полнообзорное чёткое зрение достижимо на любом желаемом расстоянии.
04:25
OK, great. The lenses we need already exist.
107
265625
2143
Отлично, нужные нам линзы уже существуют.
04:27
Problem solved, right?
108
267792
1892
Проблема решена, да?
04:29
Not so fast.
109
269708
1435
Не будем забегать вперёд.
04:31
Focus-tunable lenses add a bit of complexity to the equation.
110
271167
2976
При использование линз с настраиваемым фокусом есть свои нюансы.
04:34
The lenses don't have any way of knowing what distance they should be focused to.
111
274167
3851
Линзы не в курсе, на какое расстояние им нужно сфокусироваться.
04:38
What we need are glasses
112
278042
1309
Нам же нужны очки,
в которых удалённые предметы выглядят чётко при взгляде вдаль,
04:39
that, when you're looking far, far objects are sharp,
113
279375
2559
04:41
and when you look near,
114
281958
1310
а близлежащие попадают в фокус вашего зрения
04:43
near objects come into focus in your field of view,
115
283292
2434
при взгляде вблизь,
04:45
without you having to think about it.
116
285750
1851
причём без необходимости об этом задумываться.
04:47
What I've worked on these last few years at Stanford
117
287625
2518
Последние несколько лет в Стэнфорде я работал
04:50
is building that exact intelligence around the lenses.
118
290167
2601
над созданием именно таких интеллектуальных линз.
04:52
Our prototype borrows technology from virtual and augmented reality systems
119
292792
3601
Наш прототип использует для оценки фокусного расстояния
элементы виртуальной и дополненной реальностей.
04:56
to estimate focusing distance.
120
296417
1517
04:57
We have an eye tracker that can tell what direction our eyes are focused in.
121
297958
3643
Система отслеживания взгляда позволяет вычислить направление фокусировки глаз.
05:01
Using two of these, we can triangulate your gaze direction
122
301625
2809
С помощью этих измерений
05:04
to get a focus estimate.
123
304458
1310
производится оценка точки фокуса.
05:05
Just in case though, to increase reliability,
124
305792
2184
На всякий случай для большей надёжности
мы ещё добавили датчик расстояния.
05:08
we also added a distance sensor.
125
308000
1559
05:09
The sensor is a camera that looks out at the world
126
309583
2393
Датчик ― это камера, направленная вовне,
которая определяет расстояние до предметов.
05:12
and reports distances to objects.
127
312000
1601
05:13
We can again use your gaze direction to get a distance estimate
128
313625
2976
Можно опять же использовать направление взгляда
05:16
for a second time.
129
316625
1268
для повторной оценки расстояния.
05:17
We then fuse those two distance estimates
130
317917
1976
Затем мы объединяем обе оценки расстояния
05:19
and update the focus-tunable lens power accordingly.
131
319917
2476
и, соответственно, обновляем силу настраиваемых линз.
05:22
The next step for us was to test our device on actual people.
132
322417
2934
Следующим шагом было тестирование устройства на людях.
05:25
So we recruited about 100 presbyopes and had them test our device
133
325375
3143
Мы привлекли для тестирования и оценки качества устройства
05:28
while we measured their performance.
134
328542
1809
порядка ста человек с пресбиопией.
05:30
What we saw convinced us right then that autofocals were the future.
135
330375
3268
Увиденное сразу убедило нас, что будущее ― за самофокусированием.
05:33
Our participants could see more clearly, they could focus more quickly
136
333667
3351
Участники тестирования чётче видели, быстрее фокусировали взгляд
и полагали, что этот способ фокусирования проще и лучше,
05:37
and they thought it was an easier and better focusing experience
137
337042
3017
чем их текущее приспособление для коррекции.
05:40
than their current correction.
138
340083
1476
05:41
To put it simply, when it comes to vision,
139
341583
2060
Проще говоря, в том, что касается зрения,
05:43
autofocals don't compromise like static corrections in use today do.
140
343667
3226
самофокусирование, в отличие от статичной коррекции, — не компромисс.
05:46
But I don't want to get ahead of myself.
141
346917
1934
Но мне бы не хотелось забегать вперёд.
05:48
There's a lot of work for my colleagues and me left to do.
142
348875
2726
Для меня и моих коллег остаётся ещё много работы.
05:51
For example, our glasses are a bit --
143
351625
2268
Например, наши очки немного...
05:53
(Laughter)
144
353917
1017
(Смех)
05:54
bulky, maybe?
145
354958
1351
громоздкие, что ли?
05:56
And one reason for this is that we used bulkier components
146
356333
3351
Одна из причин тому ― используемые громоздкие части,
05:59
that are often intended for research use or industrial use.
147
359708
2810
рассчитанные на исследовательские и промышленные нужды.
06:02
Another is that we need to strap everything down
148
362542
2267
Кроме того, нам приходится много всего на человека нацеплять,
06:04
because current eye-tracking algorithms don't have the robustness that we need.
149
364833
3810
ведь пока алгоритмы отслеживания взгляда недостаточно надёжны.
06:08
So moving forward,
150
368667
1309
В дальнейшем,
по мере продвижения от исследований к стартапу,
06:10
as we move from a research setting into a start-up,
151
370000
2476
06:12
we plan to make future autofocals
152
372500
1934
мы со временем планируем сделать будущие устройства
06:14
eventually look a little bit more like normal glasses.
153
374458
2560
больше похожими на обычные очки.
06:17
For this to happen, we'll need to significantly improve
154
377042
3351
Для этого предстоит значительно улучшить надёжность
06:20
the robustness of our eye-tracking solution.
155
380417
2142
устройств для отслеживания направления взгляда.
06:22
We'll also need to incorporate smaller and more efficient electronics and lenses.
156
382583
4185
Предстоит внедрить меньшие по размеру и более эффективные электронику и линзы.
06:26
That said, even with our current prototype,
157
386792
2184
При этом даже существующие прототипы показали,
06:29
we've shown that today's focus-tunable lens technology
158
389000
2726
что сегодняшняя технология линз с настраиваемым фокусом
06:31
is capable of outperforming traditional forms of static correction.
159
391750
3559
способна превзойти традиционные виды статической коррекции зрения.
06:35
So it's only a matter of time.
160
395333
1643
Это лишь вопрос времени.
06:37
It's pretty clear that in the near future,
161
397000
2059
Совершенно ясно, что в ближайшем будущем
06:39
instead of worrying about which pair of glasses to use and when,
162
399083
3060
вместо беспокойства о том, какую пару очков когда использовать,
06:42
we'll be able to just focus on the important things.
163
402167
2541
можно будет просто сфокусироваться на более важных делах.
06:45
Thank you.
164
405667
1267
Спасибо.
06:46
(Applause)
165
406958
1625
(Аплодисменты)
Об этом сайте

Этот сайт познакомит вас с видеороликами YouTube, полезными для изучения английского языка. Вы увидите уроки английского языка, преподаваемые высококлассными учителями со всего мира. Дважды щелкните по английским субтитрам, отображаемым на каждой странице видео, чтобы воспроизвести видео оттуда. Субтитры прокручиваются синхронно с воспроизведением видео. Если у вас есть какие-либо комментарии или пожелания, пожалуйста, свяжитесь с нами, используя эту контактную форму.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7