本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
在过去的125年中，隐形眼镜经历了漫长的发展历程。最初由德国眼科医生阿道夫·费克（Adolf Fick）创造的相对较厚的棕色玻璃眼罩，已经发展成为载有生物传感器的聚合物镜片，可以测量眼球运动、泪液中的葡萄糖浓度和眼内压。现在，一个研究团队正在研究将发光二极管（LED）、电路和天线集成到改良的隐形眼镜中，是否可以将它们转变为微型增强现实显示器。
华盛顿大学副电气工程教授巴巴克·帕尔维兹（Babak Parviz）及其同事正在稳步起步。在物理学会出版社周二出版的《微机械与微工程杂志》（Journal of Micromechanics and Microengineering）上（(pdf)），他们报告说已经开发出一种隐形眼镜，佩戴后可以向佩戴者显示单个像素。最终目标是创建一个多像素显示器，让佩戴者可以在观看物理世界的同时，观看数字文本和图像，而无需眨眼。
例如，如果您在移动应用程序的帮助下游览纽约市，该应用程序标记了不同的地标，当您看到自由女神像时，“自由女神像”字样可能会漂浮在您和雕像之间的空气中。视频游戏公司可能会使用隐形眼镜让玩家沉浸在虚拟世界中，而无需笨重的护目镜甚至眼镜。研究人员表示，隐形眼镜佩戴者也可能能够在只有他们才能看到的虚拟显示屏上浏览互联网。
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帕尔维兹和他的团队于2008年1月在电气和电子工程师协会的微电子机械系统国际会议上首次报告了他们将电子电路和灯光印在隐形眼镜上的能力。当时，他们的目标是证明这种镜片可以安全佩戴，他们通过将镜片放置在实验兔子的眼睛上来证明了这一点。
最新版本的镜片包括天线，用于收集外部来源（如手机）发出的能量，以及集成电路，用于存储能量并将其传输到LED光源，从而照亮镜片上的图像。帕尔维兹说：“到目前为止，我们已经制造了很多隐形眼镜，但没有一个真正经过活体眼睛操作测试。”他还补充说，开发镜片半导体的大部分工作是与芬兰阿尔托大学的研究人员合作完成的。“这是我们第一次打开它们，并证明它们可以工作，并且至少在短时间内是安全的。”
出于多种原因，制造这种镜片是一项挑战。电气电路的制造通常涉及无机材料、高温和有毒化学物质——这些都不利于眼睛安全。为了应对这一挑战，研究人员使用最少的材料构建了电路，包括仅有几个纳米厚的金属层——约为人类头发宽度的千分之一——并构建了直径为三分之一毫米的微型发光二极管。
该研究的另一个关键部分是测试他们是否可以将图像投射到镜片上，以便眼睛能够看到它。由于人眼通常无法聚焦于距离小于15厘米的物体，帕尔维兹和他的团队通过将微型菲涅尔透镜纳入到他们的隐形眼镜中来解决这个问题。菲涅尔透镜最初是为灯塔设计的，它扁平而薄，并具有大孔径和短焦距。“如果将图像放置在菲涅尔隐形眼镜上，我可以迫使光线会聚在视网膜上，使光源更加聚焦，”帕尔维兹说。“从某种意义上说，这种镜片欺骗了眼睛，让眼睛认为图像更远，从而可以聚焦在其上。”
其他挑战包括缩小LED的尺寸，以便研究人员可以在保持系统低功耗的同时增加像素数量，从而使其电路可以使用无线电波或光而不是电池运行。众所周知，电池效率低下，并且通常由您不希望靠近眼睛的有毒物质制成。考虑到眼睛的敏感性，隐形眼镜可以产生的能量量也有限制，以免损坏角膜。帕尔维兹说：“我们希望将功率限制在几微瓦以内，因为实际上没有很好的方法可以从眼睛表面散热。”
显然，在我们拥有《终结者》电影中那种计算机增强的赛博格视觉之前，还需要做更多的工作，但你永远不知道未来18年会发生什么——这些电影中描绘的未来是2029年。
帕尔维兹说：“最终，我们的计划是拥有全功能的显示器，具有合理的分辨率和色彩，可以从外部设备接收图像，并将这些图像叠加到你通常看到的东西之上。”“我们离这个目标还很遥远，但我们正在朝着这个方向迈出小步。”
图片由西雅图华盛顿大学提供