超级隐形眼镜 眨眨眼就拍照

来源 :电脑爱好者 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuanlaiyizhizailiula
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  《碟中谍4》一开始,又帅又邪的乔什·哈洛威用一枚毒戒指轻松搞定了倒霉的快递特工,几秒钟之后却被女王范儿杀手蕾雅·赛杜干掉,好一出螳螂捕蝉黄雀在后。不过在倒下的那一刻,哈洛威的隐形眼镜摄像机将蕾雅的相貌拍摄下来,并传到了手机里(顺带说一句,那好像是一部iPhone 4S),从而留下杀手的蛛丝马迹。
  眨眨眼就能拍照
  在接受《大众机械》杂志采访时,《碟中谍4》的导演布兰德·伯德说:“有些技术是已经实现了的,例如隐形眼镜摄像头,还有些未来几年将会投入使用,例如壁虎手套。”这句话只对了后一半。要把高清级别的摄像头整合进隐形眼镜中,恐怕存在着无法逾越的巨大鸿沟。
  虽然现在摄像头的体积已经越来越小,能够以毫米级的体积提供不输于十几年前手持摄像机的功能,但是它们的基本原理并没有变化—这种原理和我们的眼睛十分相似。对我们的眼睛来说,光线进入瞳孔,经过晶状体的调节,投影在视网膜上,而摄像头使用的则是镜头组和感光器件,把光转化成电信号,再存储或者播放出来。
  摄像头的成像过程就是将光信号数字化的过程。光线首先通过镜头到达感光元件(可能是CCD或者是CMOS,两者的作用都是将光线转换为数字信号),然后数字信号被传送到一个专门的处理器(DSP),进行图像信号增强以及压缩优化后再传输到电脑或者其他存储设备上。摄像头最主要有三个部分:镜头、感光元件、DSP芯片。
  摄像头研发的重点之一,正在于镜头组的焦距和感光元件的尺寸。但是隐形眼镜的表面积和厚度限制,却让摄像头无法施展。即使最厚的隐形眼镜,厚度也只在0.1毫米以下,留给镜头聚焦的空间实在太小。如果想要布设摄像头的话,也许更好的方式是像远程视频指挥特种部队那样,把摄像头固定在眼镜框上—甚至可以说,这是唯一的随身摄像方式。如果哈洛威出场时戴一副框架眼镜(就像谷歌新推的概念眼镜Google Glass)的话,可能会更有说服力一些。
  紧贴瞳孔的显示
  既然拍摄无法实现,那么其他功能是不是也是科幻呢?幸好并非如此。实际上,影片中这副隐形眼镜的其他所有功能都是可以实现的。
  从显示装置开始吧。我们都知道,虽然隐形眼镜覆盖整个角膜,但是其中真正起作用的只有覆盖瞳孔的那部分。这也就意味着在隐形眼镜上,依然还有相当大的空间可以利用,而不至于遮挡视线。
  华盛顿大学的电子工程学助理教授巴巴克·帕尔维兹,目前主要关注的是微机电系统和生物电机系统界面,试图把人和机器更好地连接在一起—为了这一目的,他还花了很多时间和兔子打交道。就是他,率先把显示装置集成在隐形眼镜上。
  他采用的材料是OLED,即有机发光二极管,一种耗电低、耐用而且可以做得很薄的显示材料。最好的一点,是这种三明治结构的显示单元可以实现柔软的透明显示面板。实际上,索尼爱立信的某款实验性手机和三星的一款概念笔记本电脑已经实现了基于OLED技术的透明显示屏。
  2008年,帕尔维兹把OLED像素阵列、控制显示的芯片和供电模块集成在隐形眼镜上,并且给兔子试戴了一段时间。据他说,“兔子没有表现出不舒服的迹象。”
  虽然如此,但是就目前来看,这还只是一个概念性的设计,而只让温顺的兔子带上这种隐形眼镜还远远不够。帕尔维兹设计的这种显示器只能提供100个像素的显示,还不足以推向市场。当然,如果IMF(美国特工组织)有兴趣进一步开发的话,让特工们戴上这种东西并非完全没有可能。而IMF版隐形眼镜显示器的功能还需要再强大一点—最少需要能够实现人脸识别吧。
  眼镜知道你是谁
  姑且让我们给电影中的特工戴上一副假想的框架眼镜好了。就算眼镜拍摄到了图像,然后进行人脸识别—且慢,难道一听就很高科技的人脸识别系统也能集成到隐形眼镜中吗?
  本着多一事不如少一事的设计原则,我认为人脸识别技术并没有内置在隐形眼镜之中。人脸识别需要快速的计算和大量的存储,而这些都会增大隐形眼镜的厚度,挤占本来就不多的空间。更好的做法,是把它们分离出去,比方说,让随时在线的手机和远程服务器来完成这种计算工作,而只把识别结果显示在隐形眼镜上。
  其实,计算机人脸识别系统和我们认出熟悉的人的过程差不多。我们在大脑中已经存储了目标人物的长相,在人来人往中只需要观察所有的人脸,并且和脑中的人脸逐一进行对比就好。对机器来说,这个过程则意味着事先需要准备好一个数据库,里面存放着目标人物的面部特征。对今天的人脸识别系统来说,这些特征主要包括面部骨骼和结构特征—特别是眉骨、双眼、鼻和嘴等在五官轮廓中的距离、位置、角度和大小,来作为判断依据。
  如今的面部识别系统每秒钟可以比较五十万张以上的面孔,对影片开头那种任务已是绰绰有余。即使不用连接到IMF总部的服务器,单凭iPhone 4S的存储和运算能力也能实现。要是早两年有了这种技术,《穿普拉达的恶魔》的助理小姐也就不用背人名背得那么辛苦了吧。
  那么,既然隐形眼镜显示器需要和手机连接,下一个问题就应该是:选取什么类型的网络?
  无处不在的WiFi
  《碟中谍4》有这么一个场景,特工假装与对手谈判,浏览对手的机密文件,而他眼中的隐形眼镜摄像机已偷偷启动,翻阅的同时将所有资料扫描,并通过无线网络传到隔壁房间中打印出来,神不知鬼不觉。
  这一点通过WiFi无线网络可以轻松实现。隐形眼镜将拍摄到的照片传递给兼做WiFi热点和数据接收装置的iPhone,再由iPhone转发给打印机,或者直接传给打印机就好。当然,隐形眼镜使用蓝牙和手机连接也是一样,但是鉴于影片中这一段并没有出现手机,所以我们姑且认为采用最简单的方式就好。
  不过,还有最重要的一个问题没有解决:它的电源是从哪里来的呢?
  无线供电的梦想
  无线供电其实不神秘,看看公交一卡通就知道。公交一卡通中的无线射频识别(RFID)芯片周围总是绕着几圈线圈,当人们把卡片放进读卡机的磁场的时候,这些线圈就会产生感应电流,让芯片发出信号。电磁感应原理嘛,中学就学过了。
  不过,身负重任的隐形眼镜显示器不能使用这样不稳定的电源。也许另一种电磁感应技术可能更合适一点—一种叫做“耦合共振”的技术。
  我们对共振都很熟悉,而人们也早就发现,共振能够非常高效地传递能量。但是,把共振用于无线供电,却还只是近几年的事。2007年6月,麻省理工学院的物理学助理教授马林·索尔贾希克用两个精确调制过的线圈制造出了第一个室内距离无线供电系统,所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一,产生的磁场只与地球磁场类似,而能量转化效率能达到40%。
  一年后,英特尔公司西雅图实验室的约书亚·史密斯把这一技术发扬光大,实现了75%的能量转化效率。在2011年6月,他更是和一位胸外科医生合作,开发出了能够无线供电的人工心脏系统,能输送超过90%的能量。这种技术同样可以用于隐形眼镜的供电系统中,只要使用者口袋里带着一块电池就行。
  所以我们可以看出,如果想买《碟中谍4》中的那种隐形眼镜,怕是会受到一些物理学上的阻力,不过如果变通一下的话,也并非全不可能。
其他文献
1例70岁女性患者在心房颤动射频消融术后开始服用利伐沙班(10 mg、1次/d)、盐酸胺碘酮(200 mg、3次/d,8 d后减量为200 mg、2次/d)、单硝酸异山梨酯缓释片(30 mg、1次/d)。治疗5 d后
[目的]了解漳平市2006年居民户碘盐质量和盐碘含量。[方法]抽取9个乡(镇)27个行政村居民户碘盐216份.采用直接滴定法检测盐碘含量。[结果]居民户食盐的非碘盐率为2.8%(碘盐覆
1例76岁男性不稳定型心绞痛患者因肺炎使用阿莫西林克拉维酸钾联合左氧氟沙星治疗无效,换用亚胺培南西司他丁钠1.0 g静脉滴注、1次/8 h。用药前患者血小板计数(PLT)109×10n
1例77岁女性患者因骨质疏松症接受唑来膦酸注射液5 mg静脉滴注。该患者既往有哮喘病史,用药前无哮喘发作。静脉滴注唑来膦酸注射液19 h后,患者出现喘憋、呼吸困难,肺部可闻及哮
1例36岁异位妊娠患者采用药物保守治疗。医嘱为米非司酮100 mg口服,1次/d,连续3 d;第4天甲氨蝶呤(MTX)80 mg入0.9%氯化钠注射液40 ml静脉泵入。第4天,当班护士未严格核对医嘱,误将规
目的:探讨综合内科老年住院患者潜在不适当用药(PIM)发生情况及其影响因素。方法:收集北京同仁医院综合内科2019年1月1日至12月31日出院老年患者(≥65岁)的病历资料,分别采用美国