2回まばたきでズーム――目の動きで制御する”ロボティックレンズ”を研究開発

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カリフォルニア大学サンディエゴ校を中心とした研究チームは、目の動きによって動作を制御するソフトロボティックレンズを開発した。2回まばたきをするとレンズがズームイン、ズームアウトし、左、右、上、下を見るとレンズが追従する。研究成果は、2019年7月16日付で『Advanced Functional Materials』のEarly Viewに掲載された。

今回開発されたレンズは、人間とソフトマシンを接続するインターフェースとして研究されたものだ。これまでに開発されたソフトロボットのほとんどは、手動で操作するか、事前に書いたプログラムによって制御するものだったという。

それに対し、今回開発されたレンズのプロトタイプシステムは、目が動く際に目の周りに生成される電気信号に反応する。眼電図(EOG:ElectroOculography)と呼ばれる手法で、人間の眼球の角膜側に存在する正の電位、網膜側に存在する負の電位を測定し、眼科診断や眼球運動の記録に用いられるものだ。目の周りの皮膚に配置された電極パッチがEOG信号を測定し、シグナルプロセッサを通じてレンズに送信する仕組みになっている。

このシステムは、人間の目の機能を模倣して設計された。レンズ自体は、筋肉のようにふるまう2つの電気活性エラストマーフィルム内に塩水が入れられた構造になっている。電位を印加することで、レンズを拡張・収縮させて、レンズの向きや焦点を調整できる。レンズは柔らかい素材で作られているため、焦点距離を最大32%変更可能だ。

このレンズは、身体からの信号によって遠隔制御できるソフトアクティブマテリアルの概念実証として作られた。原理的には、目の動き以外にも、手の動きや心拍などの生物学的信号を制御に利用できる。今回開発されたシステムは将来的に、視覚の人工器官、調節可能な眼鏡、遠隔操作ロボット工学などで使用される可能性があるという。

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Eye-Controlled Soft Lens Paves Way to Soft Human-Machine Interfaces

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