Como funcionam os óculos inteligentes?

Os óculos inteligentes são a próxima grande novidade na tecnologia inteligente vestível. Eles oferecem a capacidade de levar a tecnologia encontrada em nossos smartphones diretamente aos nossos olhos e ouvidos.

Em 2013, o Google lançou os primeiros óculos inteligentes. O Google Glass Explorer acabou sendo um fracasso comercial, mas desde então, várias empresas lançaram sua própria versão de óculos inteligentes, e o campo está ficando mais emocionante a cada mês.

Então, como funcionam os óculos inteligentes? Eles são tão complicados quanto parecem? Leia mais para descobrir.

O que são óculos inteligentes?

Os óculos inteligentes são óculos de computador que podem ser usados ​​e podem ter várias funções. Alguns sobrepõem informações no campo de visão como uma sobreposição de realidade aumentada (AR) . Alguns podem fornecer a capacidade de atender chamadas e ouvir música, mas não oferecem nenhuma saída visual. Outros podem simplesmente alterar a escuridão das lentes dependendo da iluminação.

Basicamente, os óculos inteligentes visam fornecer a funcionalidade sem fio de smartphones e dispositivos semelhantes diretamente em seu rosto ou cabeça. Os óculos inteligentes podem ser controlados por toque ou totalmente mãos livres. Eles podem permitir que você faça chamadas ou receba mensagens, tire fotos e vídeos do seu ponto de vista, ouça música, interaja com aplicativos, use a navegação GPS ou exiba uma sobreposição de RA.

Os óculos inteligentes também têm recursos possíveis significativos em vários setores , incluindo logística, saúde e construção.

De que peças são compostos os óculos inteligentes?

Para que os óculos inteligentes ofereçam funcionalidade semelhante aos smartphones e outros dispositivos, eles precisam ser controlados facilmente, ter vários sensores e produzir saídas visuais e de áudio.

Aqui estão as partes funcionais dos óculos inteligentes e como eles funcionam.

Capacidade de áudio

Os óculos inteligentes podem oferecer a capacidade de fazer chamadas ou assistir a vídeos. Essas e muitas funções semelhantes exigem que a saída de áudio seja possível. Em vez de usar alto-falantes, alguns óculos inteligentes transferem o som para a cóclea (osso do ouvido) por condução óssea, e não pelo ar. Isso envolve o envio de vibrações da armação dos óculos para a cóclea através do crânio, contornando o tímpano.

Um microfone

A maioria dos óculos inteligentes possui um pequeno microfone que pode gravar sua voz e sons ao redor. Isso é necessário para óculos inteligentes com controle de voz, funcionalidade de chamada ou gravação de vídeo com áudio.

Processador de Computador

Como qualquer computador, os óculos inteligentes requerem uma unidade de processamento central (CPU). Geralmente é segurado em um dos braços das armações e, portanto, deve ser pequeno. Normalmente, a CPU é igual ou semelhante a um processador de smartphone, como o Qualcomm Snapdragon XR1.

A Interface Homem-Computador (HCI)

É assim que uma pessoa controla seus óculos inteligentes. A interface homem-computador deve ser aplicada aos óculos, o que significa que controles típicos, como uma tela sensível ao toque ou mouse de computador, são inadequados.

Em vez disso, os óculos inteligentes podem ser controlados por um ou combinações dos seguintes:

• Botões.
• Reconhecimento de fala.
• Reconhecimento de gestos.
• Rastreamento ocular.
• Controle remoto (via smartphone).

Lentes

Como os óculos normais, muitos óculos inteligentes podem ser ajustados com diferentes tipos de lentes. Podem ser lentes de prescrição (para visão deficiente), lentes de filtro de luz azul para uso em computador ou lentes “inteligentes”, que se tornam mais escuras dependendo das condições de luz ao redor.

Câmera

Muitos óculos inteligentes precisam de uma câmera. O Google Glass Explorer foi criticado porque registrava constantemente as pessoas ao redor, representando um problema legal e ético significativo para qualquer óculos inteligente. A câmera é usada para filmagem e análise pelos óculos para que uma sobreposição de AR seja possível.

Alguns óculos inteligentes mais recentes não incluem câmera. Geralmente, eles fornecem apenas recursos de áudio.

Tela: espelhos curvos e guias de onda

A tela tem sido a parte mais desafiadora no desenvolvimento de óculos inteligentes até agora. Vamos dar uma olhada em algumas das tecnologias por trás dos visores AR em óculos inteligentes.

Existem dois tipos principais de visores para óculos inteligentes. Estes são os visores de espelho curvo e os visores de guia de ondas.

Um espelho curvo funciona projetando uma imagem em um espelho curvo que reflete a luz diretamente nos olhos do usuário. O problema com a abordagem do espelho curvo é que o dispositivo precisa ser mais volumoso e a imagem é menos nítida.

Os guias de onda, por outro lado, são um conjunto de tecnologias mais recentes (com muitas ainda em desenvolvimento). Esses incluem:

• Guia de ondas difrativo.
• Guia de ondas holográfico.
• Guia de ondas reflexivo.
• Visor retinal virtual.

Um guia de ondas funciona “dobrando” a luz projetada na frente de seus olhos para exibir um campo visual (incluindo objetos de realidade aumentada 3D). A luz é enviada através de um pedaço de plástico ou vidro quase totalmente translúcido, projetado para refletir a luz ao longo do material. A luz salta ao longo do guia de ondas para a parte na frente do olho e, em seguida, projeta uma imagem diretamente no olho.

Um problema com os guias de onda é o FOV limitado que eles fornecem. Por exemplo, o guia de onda HoloLens fornece um FOV de 30-50 graus, enquanto a visão humana normal é de cerca de 220 graus. Existem algumas reivindicações de guias de onda FOV de mais de 100 graus, mas nenhum deles passou atualmente do estágio de prova de conceito.

O principal problema é que aumentar o FOV significa aumentar o tamanho das guias de ondas e o volume dos vidros.

Outro desafio é a resolução. Os óculos inteligentes precisam ter uma tela de alta resolução para serem realistas ou para que os detalhes sejam distinguidos (como texto). O desafio é que, ao contrário de uma tela que você pode ver diretamente, os óculos inteligentes têm um sistema óptico complexo que pode degradar a resolução.

Adicione outras complicações, como precisão de cores e distorções do mundo real, e é incrivelmente desafiador criar uma tela de alta qualidade.

Como são os óculos inteligentes atuais?

Existem dezenas de óculos inteligentes disponíveis comercialmente ou em desenvolvimento. Nenhum é perfeito e muitos são caros, mas a tecnologia está avançando rapidamente. Aqui estão dois exemplos de óculos inteligentes disponíveis atualmente.

Amazon Echo Frames

Os óculos inteligentes Amazon Echo não são AR, portanto, não fornecem nenhuma exibição visual. Em vez disso, eles vêm com quatro alto-falantes direcionais e um microfone para que você possa ouvir música, controlar sua Alexa Home ou fazer ligações.

Vuzix Blade atualizado

Estes são óculos AR adequados, oferecendo uma tela de guia de ondas completa sobre o olho direito. Com uma câmera de 8 MP e controles de voz, os óculos permitem que os usuários tirem fotos, joguem uma seleção de jogos, assistam a serviços de streaming e muito mais.

O Futuro da Realidade Aumentada

Os óculos inteligentes já percorreram um longo caminho desde a primeira tentativa do Google. Agora, existem dezenas de fabricantes, e a tecnologia está chegando a velocidades tremendas. Com novos monitores de guia de ondas em desenvolvimento, oferecendo melhor resolução, campo de visão e clareza do que nunca, o futuro da RA é empolgante.

Os óculos AR disponíveis no mercado ainda são caros e deixam a desejar, mas quem sabe o que os próximos anos trarão.

Crédito da imagem: Dan Leveille / website