Jedná se o novinku, kterou vyvíjejí vědci z USA a Číny. První výsledky byly po pokusech na zvířatech a lidech zveřejněny v časopise Cell. Jaké jsou problémy?
AI Podcast – Nový vědecký průlom v oblasti infračervených kontaktních čoček, které vám umožní vidět se zavřenýma očima
Tým provádějící výzkum se skládá z vědců z University of Science and Technology a Fudan University v Číně a University of Massachusetts Medical School v USA.
Tým neurovědců a odborníků na materiálové vědy z Číny a USA vyvinul čočky neboli kontaktní čočky, které by mohly lidem umožnit vnímat infračervené světlo, tedy oblast elektromagnetického spektra, která je pro oko normálně neviditelná.
Zařízení mohou fungovat i při zavřených očích díky nanočásticím, které přeměňují blízké infračervené světlo na světlo viditelné.
Vyvíjená inovace by mohla položit základ pro nová přenosná zařízení, jako jsou speciální brýle nebo pokročilé kontaktní čočky, která by posunula hranice lidského vidění. Je však třeba upřesnit, že účinnost a bezpečnost čoček, které zatím nejsou komerčně dostupné, musí být teprve důkladněji vyhodnocena.
Vědci tvrdí, že tyto poznatky nabízejí možnosti, jak zlepšit vidění za zhoršených světelných podmínek, detekovat signály zakódované v infračerveném spektru a vyvinout inteligentní zařízení pro nouzové a záchranné situace.
Jedná se o velmi slibný výzkum, který zvyšuje schopnost člověka vidět v infračerveném spektru pomocí jediného páru kontaktních čoček.
To by umožnilo mnohem lepší vidění ve tmě a v mlze při řízení. Jedná se o zajímavý začátek něčeho, co by mohlo vyvolat etickou debatu o využití, které by mohlo zahrnovat i vojenské aplikace.
Z čeho jsou čočky vyrobeny
Tyto čočky fungují pomocí nanočástic, které převádějí infračervené světlo na světlo viditelné pro člověka.
Výzkumný tým použil k vývoji čoček nanočástice vyrobené z kovů vzácných zemin, jako je erbium a ytterbium.
Tyto částice mají schopnost převádět infračervené záření v rozsahu 800 až 1600 nanometrů. Přeměnou na vlnové délky v rozmezí 400 až 700 nanometrů ho zviditelní pro lidské oko.
Tato technologie je neuvěřitelně inovativní, jako by byla převzata ze sci-fi filmu.
Je jiná v tom, že umožňuje lidem vnímat infračervené světlo, které lidské oko přirozeně nevnímá. Výzkumník se proto domnívá, že se tím otevírá možnost „mnohem lepšího pochopení světa kolem nás“.
Výhody a omezení experimentálních čoček
Čočky jsou lehčí a méně objemné než tradiční brýle pro noční vidění.
Kontaktní čočky, které jsou stále ve vývoji, jsou ve srovnání s tradičními brýlemi pro noční vidění výhodné v tom, že nevyžadují zdroj energie, takže jsou lehčí a méně objemné.
Na rozdíl od brýlí pro noční vidění, které zobrazují monochromatický obraz, obvykle v zelené barvě, tyto čočky vytvářejí vícebarevný obraz.
Nejsou však bez nevýhod. Jedním z problémů je, že zabudované nanočástice rozptylují světlo, což vede k rozmazanému obrazu.
Výzkumníci vysvětlili, že se jim tuto nevýhodu podařilo částečně překonat použitím dalších skel, která světlo přesměrovávají.
Mezi současná omezení vyvíjených čoček patří rozmazaný obraz a detekce pouze intenzivních infračervených signálů.
Další nevýhodou je, že čočky zachycují pouze intenzivní infračervené signály, jako jsou signály vysílané LED diodami, a nikoliv slabší signály, které jsou vidět v přirozené tmě.
V rozhovoru neurolog z University College London, vyjádřil pochybnosti o praktické využitelnosti čoček: „Nenapadá mě jediná aplikace, která by byla jednodušší než použití infračervených brýlí.“
Vědec také tvrdil, že lidská evoluce tuto schopnost pochopitelně nevyvinula.
Výzvy v infračervené technologii
Čočky by mohly být využity v optické chirurgii, při ověřování pravosti v oblasti bezpečnosti a při detekci rakoviny.
Navzdory námitkám se tvůrci čoček domnívají, že jejich technologii lze ještě optimalizovat a uplatnit v nejrůznějších oblastech.
Nherobiolog a spoluautor studie upozornil na možné praktické aplikace, jako je detekce infračervených tagů v autentizačních nebo bezpečnostních systémech.
Kromě toho se domnívá, že by čočky mohly být užitečné v chirurgii pomocí infračervené fluorescence.
Tento postup se používá k detekci a odstranění rakovinné tkáně a pomocí čoček by mohl být vylepšen tím, že by se eliminovalo použití objemnějších zařízení.
Další potenciální využití spočívá v tom, že lékaři budou moci pomocí čoček přímo detekovat rakovinné nádory bez nutnosti použití tradičního vybavení.
Studie navazuje na předchozí práci, v níž bylo myším umožněno detekovat infračervené světlo vstřikováním nanočástic přímo do sítnice.
Vědci se pak rozhodli pro méně invazivní strategii: začlenění těchto částic do měkkého polymeru používaného k výrobě kontaktních čoček.
Testy na lidech a myších potvrdily účinnost a bezpečnost čoček pro detekci infračerveného záření.
Během testů, kdy byly myši vybaveny čočkami, byly schopny rozlišit mezi oblastí osvětlenou infračerveným světlem a oblastí v úplné tmě.
U lidí použití čoček umožnilo zachytit infračervené záblesky z LED diody a dekódovat signály v Morseově abecedě.
Nečekaným zjištěním bylo, že infračervené vidění se zlepšilo, když účastníci zavřeli oči.
Je to proto, že oční víčka častěji blokují viditelné světlo než infračervené světlo, a tím snižují rušivé vlivy na proces tvorby obrazu.
Co se udělá pro zlepšení inovace
Čočky vybavené nanočásticemi poskytují duální vidění a detekují blízké infračervené světlo (800-1600 nm).
Výzkumný tým plánuje tuto technologii dále rozvíjet. Jejich cílem je přidat do čoček další nanočástice, aby se zvýšila citlivost a účinnost detekce infračerveného světla.
Dalším cílem je zlepšit účinnost přeměny světla, což jim umožní zachytit slabší signály.
Pokud materiály zlepší konverzi, bude možné pomocí těchto čoček vidět infračervené světlo v přirozeném prostředí.
Kromě zlepšení kvality života lidí se zrakovým postižením, jako je například barvoslepost, si vědci představují i další kreativní využití.
Například posílání tajných zpráv pomocí infračervených signálů, které budou schopni rozluštit pouze ti, kteří tyto čočky používají. Tato technologie má změnit smyslové vnímání i interakci člověka s okolím.
