Rewolucyjne inteligentne soczewki kontaktowe: naładowane łzami baterie ożywiają futurystyczną wizję

Home / Blog / Biotechnologia / Rewolucyjne inteligentne soczewki kontaktowe: naładowane łzami baterie ożywiają futurystyczną wizję

Wprowadzenie 

Wyobraź sobie świat, w którym soczewki kontaktowe nie tylko pomagają Ci widzieć lepiej, ale także zapewniają wyświetlanie w rzeczywistości rozszerzonej lub monitorują wskaźniki zdrowotne w czasie rzeczywistym. Ta futurystyczna wizja jest bliższa rzeczywistości dzięki przełomowym badaniom w krajobraz technologii inteligentnych soczewek kontaktowych.  

Zespół z Uniwersytetu Technologicznego Nanyang (NTU) w Singapurze opracował nowatorską baterię, którą można ładować czymś tak prostym i naturalnym jak łzy. Ta innowacja może zrewolucjonizować sposób zasilania inteligentnych soczewek kontaktowych, czyniąc je bezpieczniejszymi i bardziej praktycznymi w codziennym użytkowaniu. 

Spis treści

Tło na inteligentnych soczewkach kontaktowych 

Inteligentne soczewki kontaktowe to nowa technologia, która integruje zminiaturyzowaną elektronikę w tradycyjnej formie soczewek kontaktowych.

Soczewki te mogą wykonywać różne zaawansowane funkcje, od wyświetlania treści w rzeczywistości rozszerzonej (AR) po monitorowanie parametrów zdrowotnych, takich jak poziom glukozy u pacjentów z cukrzycą.

Firmy badają tę technologię, aby zapewnić użytkownikom ulepszone możliwości monitorowania wzroku i stanu zdrowia bez konieczności stosowania urządzeń zewnętrznych.

Aktualne rozwiązania w zakresie zasilania 

Tradycyjnie zasilanie tych inteligentnych soczewek kontaktowych wiązało się z poważnymi wyzwaniami. Większość obecnych rozwiązań opiera się na cienkich akumulatorach z cewkami indukcyjnymi i elementami metalowymi.  

Elementy te mogą być potencjalnie szkodliwe w przypadku kontaktu z ludzkim okiem i często komplikują konstrukcję i komfort soczewek. Na przykład ładowanie indukcyjne wymaga metalowych cewek w soczewce do przesyłania mocy, podobnie jak w przypadku bezprzewodowych podkładek do ładowania smartfonów.  

Ta metoda, choć skuteczna, może być nieporęczna i niewygodna dla użytkowników. 

Innowacja: akumulatory naładowane rozdarciem 

Znaczącego przełomu w tej dziedzinie dokonał zespół badawczy kierowany przez Lee Seoka Woo ze Szkoły Inżynierii Elektrycznej i Elektronicznej NTU. Opracowali bezmetalową baterię do inteligentnych soczewek kontaktowych, którą można ładować łzami użytkownika.  

Bateria ta jest wykonana z biokompatybilnych materiałów i pokryta warstwą na bazie glukozy. Powłoka reaguje z jonami sodu i chloru obecnymi we łzach, wytwarzając energię elektryczną za pomocą enzymu. 

Jak to działa 

Innowacyjny akumulator ładowany łzami działa poprzez kombinację reakcji enzymatycznych i samoredukcyjnych. Powłoka glukozowa akumulatora reaguje z jonami zawartymi w łzach, wytwarzając ładunek elektryczny.  

Metoda ta zapewnia jednoczesne ładowanie obu elektrod akumulatora, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu z poprzednimi technikami, w których ładowana była tylko jedna strona. Taka konstrukcja nie tylko sprawia, że ​​bateria jest bezpieczniejsza i bardziej wydajna, ale także wykorzystuje naturalne płyny ustrojowe do utrzymania mocy. 

To rewolucyjne podejście rozwiązuje wiele ograniczeń tradycyjnych źródeł zasilania inteligentnych soczewek kontaktowych. Bateria jest wyjątkowo cienka, ma około 0.5 mm grubości i jest elastyczna, dzięki czemu doskonale mieści się w soczewce kontaktowej.  

Wytwarza prąd o natężeniu 45 mikroamperów i maksymalną moc wyjściową 201 mikrowatów, wystarczającą do zasilania soczewki przez cały dzień. Co więcej, można go naładować, po prostu umieszczając soczewkę w roztworze soli fizjologicznej na noc, dzięki czemu będziesz mieć pewność, że każdego dnia będzie w pełni naładowany. 

Dane Techniczne 

  • Specyfikacje baterii 

Bateria naładowana łzami opracowana przez badaczy z NTU może pochwalić się imponującymi specyfikacjami technicznymi, dzięki czemu nadaje się do integracji z inteligentnymi soczewkami kontaktowymi.  

Bateria jest niezwykle cienka, ma grubość około 0.5 mm, co jest porównywalne z grubością samej soczewki kontaktowej. Ta wyjątkowo cienka konstrukcja zapewnia wygodę użytkownika, a jednocześnie zawiera zaawansowane funkcje elektroniczne. 

Bateria generuje prąd o natężeniu 45 mikroamperów i maksymalnej mocy wyjściowej 201 mikrowatów.  

Liczby te wystarczą, aby zasilić inteligentną soczewkę kontaktową na cały dzień użytkowania. Ta moc wyjściowa obsługuje podstawowe funkcje, takie jak transmisja danych i potencjalnie bardziej zaawansowane funkcje, takie jak wyświetlacze rzeczywistości rozszerzonej i czujniki monitorujące stan zdrowia. 

  • Mechanizm ładowania 

Innowacyjny aspekt tego akumulatora polega na jego podwójnym mechanizmie ładowania. Można go ładować zarówno zwykłą metodą przewodową, jak i metodą chemiczną z udziałem łez użytkownika.  

Metoda chemiczna wykorzystuje powłokę na bazie glukozy, która reaguje z jonami sodu i chloru obecnymi we łzach. W wyniku tej reakcji powstaje ładunek elektryczny, który uzupełnia energię akumulatora. 

W praktyce bateria może wydłużyć jej żywotność o dodatkową godzinę na każde dwanaście godzin użytkowania pod wpływem łez użytkownika.  

W celu intensywniejszego ładowania soczewkę można namoczyć na noc w roztworze soli wzbogaconym jonami glukozy, potasu i sodu. Dzięki temu każdego ranka akumulator będzie w pełni naładowany i gotowy do pracy na nowy dzień. 

Elastyczność i wydajność tego mechanizmu ładowania sprawiają, że jest on szczególnie korzystny w przypadku inteligentnych soczewek kontaktowych, ponieważ wykorzystuje naturalne płyny ustrojowe do podtrzymania zasilania bez konieczności stosowania nieporęcznych lub ciężkich komponentów. 

  • Skład i mechanizm baterii 

Bateria naładowana łzami opracowana przez badaczy z NTU składa się z biokompatybilnych materiałów, dzięki czemu można ją bezpiecznie stosować w soczewkach kontaktowych. Podstawową innowacją akumulatora jest jego powłoka na bazie glukozy, która reaguje z jonami sodu i chloru znajdującymi się we łzach, wytwarzając energię elektryczną.  

Ta reakcja enzymatyczna jest nie tylko skuteczna, ale także bezpieczna i pozwala uniknąć stosowania szkodliwych metali, które mogłyby stanowić ryzyko dla oka. Biokompatybilność zastosowanych materiałów oznacza, że ​​baterię można zintegrować z soczewką, nie powodując podrażnień ani niepożądanych reakcji. 

  • Efektywność energetyczna i trwałość 

Na uwagę zasługuje wydajność energetyczna akumulatora. Może wytwarzać prąd o natężeniu 45 mikroamperów i maksymalnej mocy wyjściowej 201 mikrowatów, co jest wystarczające do zasilania podstawowych funkcji inteligentnych soczewek kontaktowych.  

W testach laboratoryjnych z użyciem symulowanych roztworów łez stwierdzono, że każde dwanaście godzin użytkowania pozwala wydłużyć żywotność baterii o dodatkową godzinę. Bateria wytrzymuje do 200 cykli ładowania i rozładowania, zapewniając rozsądną żywotność przy regularnym użytkowaniu. 

Dane Techniczne

Zalety akumulatorów naładowanych rozdarciem 

  • Bezpieczeństwo i komfort 

Jedną z najważniejszych zalet akumulatorów ładowanych rozrywaniem jest ich bezpieczeństwo i wygoda. Tradycyjne rozwiązania akumulatorowe do inteligentnych soczewek kontaktowych często wykorzystują metalowe elektrody lub cewki indukcyjne, co może stanowić zagrożenie dla zdrowia oczu użytkownika.  

Natomiast akumulator ładowany przez łzy jest wykonany z materiałów biokompatybilnych i całkowicie unika stosowania metali. Taka konstrukcja minimalizuje ryzyko podrażnienia lub uszkodzenia oka, dzięki czemu soczewki są bezpieczne podczas długotrwałego użytkowania. 

  • Wpływ na środowisko 

Zastosowanie reakcji na bazie glukozy i wody zamiast toksycznych metali ciężkich sprawia, że ​​akumulatory te są przyjazne dla środowiska.  

Takie podejście zmniejsza ślad środowiskowy wynikający z produkcji i utylizacji tych soczewek, wpisując się w szersze trendy w kierunku zrównoważonych i przyjaznych dla środowiska technologii. 

Zalety akumulatorów naładowanych rozdarciem

 

Potencjalne zastosowania i perspektywy na przyszłość 

  • Monitorowanie zdrowia 

Jednym z najbardziej obiecujących zastosowań inteligentnych soczewek kontaktowych ładujących łzy jest monitorowanie stanu zdrowia.  

Na przykład soczewki te mogłyby w sposób ciągły monitorować poziom glukozy u pacjentów z cukrzycą, zapewniając nieinwazyjną i wygodną metodę monitorowania ich stanu.  

Integracja czujników z naładowaną baterią może umożliwić transmisję danych w czasie rzeczywistym do placówek służby zdrowia, usprawniając opiekę nad pacjentami i zarządzanie nimi. 

  • Ulepszone możliwości AR 

Inteligentne soczewki kontaktowe odporne na łzy mogą nie tylko monitorować stan zdrowia, ale także zrewolucjonizować doświadczenia rzeczywistości rozszerzonej (AR).  

Energia generowana przez naładowany akumulator może obsługiwać podstawowe funkcje AR, takie jak wyświetlanie nakładek informacyjnych lub podpowiedzi nawigacyjnych bezpośrednio w polu widzenia użytkownika.  

W miarę dojrzewania technologii może utorować drogę bardziej złożonym aplikacjom AR, zmieniając sposób, w jaki współdziałamy z otoczeniem i treściami cyfrowymi. 

Komercjalizacja i kolejne kroki 

Zespół badawczy NTU aktywnie pracuje nad ulepszeniem specyfikacji akumulatora rozrywającego, aby jeszcze bardziej zwiększyć jego wydajność.  

Współpracują z producentami soczewek kontaktowych, aby zintegrować tę technologię produkty opłacalne komercyjnie. Celem tej współpracy jest wprowadzenie na rynek inteligentnych soczewek kontaktowych odpornych na łzawienie, dzięki czemu ta innowacyjna technologia będzie dostępna dla konsumentów na całym świecie. 

Podsumowanie

Opracowanie akumulatorów ładowanych łzami do inteligentnych soczewek kontaktowych stanowi znaczący przełom technologiczny.  

Wykorzystując biokompatybilne materiały i naturalne płyny ustrojowe, akumulatory te stanowią bezpieczne, wydajne i przyjazne dla środowiska rozwiązanie w zakresie zasilania.  

W miarę kontynuacji badań i rozwoju partnerstw handlowych inteligentne soczewki kontaktowe odporne na łzy mogą potencjalnie zrewolucjonizować opiekę zdrowotną, rzeczywistość rozszerzoną i technologię osobistą. 

O TTC

At Konsultanci TT, jesteśmy wiodącym dostawcą niestandardowej własności intelektualnej (IP), wywiadu technologicznego, badań biznesowych i wsparcia innowacji. Nasze podejście łączy narzędzia AI i modelu wielkojęzykowego (LLM) z ludzką wiedzą, dostarczając niezrównane rozwiązania.

Nasz zespół składa się z wykwalifikowanych ekspertów ds. własności intelektualnej, konsultantów technicznych, byłych egzaminatorów USPTO, europejskich rzeczników patentowych i nie tylko. Obsługujemy firmy z listy Fortune 500, innowatorów, kancelarie prawne, uniwersytety i instytucje finansowe.

Usługi:

Wybierz konsultantów TT, aby uzyskać dostosowane do indywidualnych potrzeb rozwiązania najwyższej jakości, które na nowo definiują zarządzanie własnością intelektualną.

Skontaktuj Się z Nami

Porozmawiaj z naszym ekspertem

Skontaktuj się z nami już teraz, aby umówić się na konsultację i rozpocząć precyzyjne i przewidywalne kształtowanie strategii unieważniania patentów. 

Udostępnij artykuł

Kategorie

TOP

Poproś o oddzwonienie!

Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy

    popup

    ODBLOKUJ MOC

    Twojego Pomysły

    Podnieś swoją wiedzę patentową
    Ekskluzywne spostrzeżenia czekają na Ciebie w naszym biuletynie

      Poproś o oddzwonienie!

      Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy