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Lenti a contatto smart: cosa sono? – Parte 2

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Le lenti a contatto smart promettono di migliorare sensibilmente la qualità di vita e la capacità visiva di tanti pazienti affetti da ipovisione o affetti da determinate patologie. Si tratta di dispositivi intelligenti ad altissimo apporto tecnologico. Molti di essi oggi sono ancora in fase di sperimentazione. Sono dotati di peculiarità e funzionalità interessanti e potenzialmente rivoluzionarie: dall’assistenza nei confronti di pazienti affetti da gravi stati di ipovisione, sino alla misurazione di diversi parametri misurabili, quali livelli di glucosio ma anche colesterolo, ioni di potassio e sodio. Vediamo insieme nuove proposte attualmente al vaglio della scienza medica, con l’aiuto della Dott.ssa Maria Luisa Verbelli del Centro Ambrosiano Oftalmico.

Le lenti a contatto smart sviluppate dall’Università di San Diego

I ricercatori dell’Università di San Diego stanno lavorando ad un prototipo di lenti a contatto smart. Si tratta di lenti a contatto morbide in grado di ingrandire con uno zoom ciò che si sta guardando semplicemente ammiccando due volte. Un risultato raggiunto utilizzando materiali che di solito vengono utilizzati nella robotica.

La giusta combinazione tra biomimetica ed elettrooculografia

Alla base del progetto, l’intuizione che combinando biomimetica ed elettrooculografia è possibile ottenere un prodotto finale altamente tecnologico ed efficiente. La biomimetica è una scienza che osservando la natura trae spunti utili a riprodurre strutture artificiali. L’elettrooculografia, invece, permette di registrare la differenza di potenziale esistente tra cornea e retina. I ricercatori hanno misurato i segnali elettrooculografici che si ottengono quando gli occhi effettuano determinati movimenti. In questo modo sono riusciti a costruire una lente a contatto morbida biomimetica in grado di rispondere agli impulsi elettrici; i movimenti della lente si hanno con l’attivazione di alcune aree di pellicola di elastomero dielettrico. L’obiettivo è quello di imitare il meccanismo di funzionamento degli occhi umani. 

Le lenti a contatto smart per diabetici

Avviene sovente che la tecnologia si ponga al servizio della salute, del benessere e soprattutto della prevenzione in ambito medico e sanitario. Le lenti a contatto smart che stiamo per illustrare non sono pensate per compensare uno stato di ipovisione. Le lenti a contatto smart per diabetici sono state messe a punto da un gruppo di ricercatori sudcoreani e sono in grado di misurare il livello di glucosio nelle lacrime che si è visto essere correlato a quello del sangue.

Un dispositivo che infonde ottimismo nei confronti di una patologia ad ampia diffusione

Il progetto è ancora in fase puramente sperimentale, ma apre le porte ad un futuro nel quale la prevenzione nei confronti del diabete potrebbe diventare una realtà tangibile capace di invertire la tendenza per la quale, ad oggi, la patologia sta assumendo i contorni di una vera e propria pandemia. Com’è noto, il diabete colpisce oltre 400 milioni di persone nel mondo con un impatto importante sulla società sia sanitario che economico. Questa tecnologia permetterebbe di sostituire i controlli dei livelli di glucosio nel sangue nei pazienti che sono costretti a farlo quotidianamente. Ma non solo. Essa è pensata per svolgere anche un importante ruolo preventivo: tenere sotto controllo il glucosio nelle lacrime (e di conseguenza nel sangue) svolge un importante ruolo di prevenzione nei confronti di alcune patologie tipicamente correlate al diabete: tra queste menzioniamo la retinopatia diabetica, l’insufficienza renale e complicanze cardiovascolari.

Come sono fatte le lenti a contatto smart per diabetici

Il dispositivo è costruito su un polimero biocompatibile e contiene circuiti elettrici ultrasottili e flessibili, biosensori e sistemi di somministrazione controllata di farmaci oltre che di comunicazione dati. 

La lente è composta da cinque parti principali:

  1. biosensore
  2. sistema per l’erogazione di farmaci
  3. sistema di trasferimento di energia senza fili
  4. microcontrollore a circuito integrato con un’unità di gestione dell’alimentazione
  5. sistema di comunicazione a distanza a radiofrequenza

Le lenti a contatto smart per diabetici sono state prodotte con un materiale che garantisce una trasparenza ottimale e sono molto flessibili. Sul bordo della lente sono collocati minuscoli sensori in grafene che permettono, essendo a contatto diretto con la lacrima, di far partire un segnale che viene captato da un dispositivo wireless che legge la concentrazione di glucosio nel film lacrimale. Quando i livelli del paziente superano una soglia predefinita, un led presente nella lente lo segnala. E’ in progetto un’App in grado di monitorare e archiviare le varie registrazioni.

A cura della Dott.ssa Maria Luisa Verbelli, medico oculista presso CAMO – Centro Ambrosiano Oftalmico.

Lenti a contatto smart: cosa sono? – Parte 1

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La bioelettronica è una materia di grande interesse con una spiccata applicabilità in più ambiti. Permette di unire le proprietà dei materiali e dell’elettronica per creare dispositivi sanitari innovativi e soprattutto indossabili. La diagnosi rapida e lo screening delle malattie sono diventati sempre più importanti nella medicina preventiva. Il loro obiettivo è migliorare le strategie di trattamento dei pazienti. Ma anche ridurre gli oneri per il sistema sanitario. I dispositivi indossabili stanno emergendo come diagnostica efficace ed affidabile al fine di monitorare la propria salute a casa. Ma non solo. Molti di essi sono altresì pensati per fronteggiare meglio stati di ipovisione anche particolarmente marcati. Tra i vari dispositivi in fase di studio, le lenti a contatto smart sono molto promettenti.

Le lenti a contatto speciali progettate da Samsung

La compagnia sud-coreana Samsung ha depositato il brevetto per lenti a contatto smart che utilizzano l’intelligenza artificiale. Il prodotto è ancora in fase di sperimentazione. Si tratta di lenti con uno spessore uguale a quello delle altre lenti a contatto.

Queste sono equipaggiate di:

  • display;
  • fotocamera;
  • antenna per connettività wireless;
  • sensori per il rilevamento dei movimenti oculari (in particolare per l’ammiccamento).

Le immagini proiettate dalle lenti possono essere visionate da chi indossa le lenti grazie ad un specifico device associato. Per esempio un comune smartphone. Le lenti a contatto smart di Samsung di si applicano sulla cornea e si rimuovono come le altre lenti a contatto. Non c’è bisogno di alcun intervento chirurgico. Esse sono in grado di migliorare il campo visivo, di zoomare e di vedere al buio. Sono, in breve, una sorta di dispositivo mobile su lente a contatto: in futuro sostituiranno lo schermo di uno smartphone o di un tablet.

Questa innovazione aprirà sicuramente un acceso dibattito in materia di privacy: questo dispositivo praticamente invisibile è in grado di scattare immagini all’insaputa delle persone e di trasmettere informazioni in tempo reale in modalità wireless ad un device.

Le lenti a contatto smart di casa Sony

Anche SONY ha richiesto il brevetto per lenti a contatto smart chiamato Contact Lens and Storage Medium. Grazie a queste lenti è possibile scattare foto e girare video salvando tutto il materiale automaticamente all’interno di un piccolo spazio di archiviazione presente nella lente. Con un semplice movimento di ammiccamento si aziona la micro fotocamera della lente a contatto. I ricercatori stanno progettando due ulteriori funzioni:

  • l’introduzione dell’autofocus, che permetterebbe la stabilizzazione ottica dell’immagine
  • un sensore di inclinazione che potrebbe essere utilizzato per aprire un menù a tendina con opzioni aggiuntive.

Le lenti a contatto smart di casa Sony saranno anche in grado di interagire con dispositivi esterni, come smartphone o tablet. A questi dispositivi sarà infatti possibile inviare i file prodotti con la fotocamera. Anche questo progetto è in fase sperimentale. Verosimilmente, passerà molto tempo prima di vedere realizzato un prototipo funzionante ed indossabile.

Le nuove LAC speciali progettate da Mojo Vision

Mojo Vision è una nuova start up della Silicon Valley. Al momento sta elaborando un prototipo di lenti a contatto smart. Le nuove lenti dispongono di un display miniaturizzato pensato per proiettare le immagini sulla retina. E non solo. Sono anche in grado di fornire informazioni di vario tipo:

  • messaggi di testo (informazioni meteo, livelli di glicemia in tempo reale, traduzioni di parole o brevi testi, risultati sportivi);
  • indicazioni di navigazione passo-passo;
  • elaborazione di punti di discussione per presentazioni;
  • indicazioni per la preparazione di macchinari;
  • indicazioni visive in condizioni di luminosità ridotta.

Il display MicroLed è collegato ad una batteria e ad un processore esterno: ha una densità di 14.000 pixel per pollice quadrato (ppi). Questo consente di avere contenuti ben definiti nonostante la distanza di pochi millimetri dalla retina. (Si consideri che gli smartphone di fascia alta toccano quota 300-500 ppi).

Le lenti a contatto intelligenti di casa Mojo Vision dispongono anche di 3 sensori:

  • di immagine integrato;
  • radio
  • di movimento (l’eye tracking) che tiene traccia dei movimenti oculari in modo da stabilizzare il display MicroLed

I ricercatori si stanno attualmente occupando di capire come integrare il processore e la batteria. L’attuale prototipo è alimentato in modalità wireless ma la versione finale prevede una batteria a film sottile che dovrebbe durare un giorno intero. La ricarica, stando al progetto, avviene tramite induzione.

Obiettivi delle lenti a contatto intelligenti di casa Mojo Vision

L’obiettivo di questo dispositivo è di mostrare a chi lo indossa informazioni utili e tempestive senza estrarre lo smartphone; la società promette che il sistema darà le informazioni richieste quando il portatore lo desidera  senza che questo subisca distrazioni da dati non voluti. Allo stesso modo degli occhiali AR, le informazioni visualizzate sono trasmesse in modalità wireless allo smartphone dell’utente tramite un piccolo dispositivo indossabile.

Gli utenti ai quali Mojo Vision si rivolge con il progetto relativo alle lenti a contatto smart sono:

  • aziende;
  • persone ipovedenti o con problemi di vista non gestibili con un comune paio di occhiali da vista.

A cura della Dott.ssa Maria Luisa Verbelli, medico oculista presso CAMO – Centro Ambrosiano Oftalmico.

Occhiali speciali, occhiali intelligenti – Parte 2

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Seconda parte dell’approfondimento a cura della Dott.ssa Maria Luisa Verbelli del Centro Ambrosiano Oftalmico sugli ausili ad alto apporto tecnologico e sugli occhiali per ipovedenti che possono migliorare sensibilmente la qualità di vita di chi è affetto da ipovisione.

Gli occhiali intelligenti di Stephen Hicks

Stephen Hicks, inventore e neurologo dell’università di Oxford, ha messo a punto assieme al suo team di ricerca un prototipo di occhiali intelligenti per disabili visivi che potrebbero aiutare le persone ad utilizzare la vista residua per vedere ed evitare gli ostacoli e godere di una maggiore indipendenza. 

Consentono di vedere le immagini innanzi a sé in modo ravvicinato, permettendo di evitare eventuali ostacoli; le immagini vengono captate e visualizzate in tempo reale su speciali display che permettono anche di zoomare.

Questo prototipo di occhiali per ipovedenti si avvale di videocamere incorporate nella montatura dell’occhiale e di un software per rilevare gli oggetti più vicini, che vengono visualizzati su lenti trasparenti dotate di led e presentati in forma semplificata e intuitiva. Il prototipo segnala acusticamente gli ostacoli, che visivamente risultano tanto più luminosi quanto sono prossimi e che si presentano come sagome chiare su sfondo scuro. Si sta mettendo a punto una funzione che tradurrà in audio le scritte.

Gli occhiali intelligenti potrebbero essere disponibili tra qualche anno e permetterebbero agli ipovedenti di spostarsi in ambienti non familiari aiutandoli ad orientarsi.

Il progetto EVA: Extended Visual Assistant

Il progetto EVA, finanziato dall’Unione Europea, ha sviluppato occhiali a comando vocale per le persone affette da disabilità visiva. EVA si basa sulla visione automatica che riconosce oggetti, testi e descrive verbalmente ciò che vede.

Si tratta di un prototipo di occhiali leggeri dotati di diverse funzionalità quali telecamera, microfono, altoparlante e pulsanti di comando. Gli occhiali EVA raccolgono e pre-elaborano i dati audiovisivi prima di inviarli allo smartphone di chi li indossa per ulteriori elaborazioni che si traducono per l’utente in indicazioni udibili. Un’interfaccia intuitiva aiuta chi li indossa a controllare gli occhiali non solo attraverso i pulsanti sul telaio ma anche attraverso i gesti, i movimenti della testa ed i comandi vocali.

Gli occhiali per ipovedenti possono leggere materiale stampato, riconoscere oggetti, gestire telefonate e messaggi brevi e aiutare a scrivere le risposte. In futuro saranno in grado di avvisare della vicinanza di veicoli e auto elettriche che sono più silenziose. La tecnologia EVA può anche integrarsi con le infrastrutture del traffico come i semafori, per darne informazioni sullo stato, e con i mezzi pubblici: se si è in prossimità di una fermata del bus, gli occhiali comunicheranno tutti i dati: qual è il prossimo autobus in arrivo e quali sono i tempi di percorrenza.

Liberty Delta

Tre studenti dell’Università di Almeria (Spagna) hanno ideato un prototipo di occhiali intelligenti in grado di rilevare ostacoli nell’ambiente urbano tramite speciali sensori, per permettere agli ipovedenti e ai ciechi di muoversi in sicurezza per le strade ed in ambito domestico.

Sono occhiali dotati di sensori ad ultrasuoni che individuano gli ostacoli e trasmettono le informazioni in fasce posizionate sui piedi; una applicazione trasforma queste informazioni in un codice di vibrazioni: quando il non vedente si avvicina ad un ostacolo il ritmo degli impulsi aumenta e l’impulso diventa continuo quando l’ostacolo è vicinissimo. Il prototipo attualmente funziona con cavi che in futuro saranno sostituiti dal Bluetooth.

Occhiali per ipovedenti per il riconoscimento dei volti

Progettati da un team brasiliano, questi occhiali intelligenti sono stati pensati per aiutare le persone ipovedenti a muoversi con facilità e sicurezza. Utilizzano una fotocamera ad alta risoluzione per riconoscere oggetti e volti, ed un sensore ad ultrasuoni per rilevare gli ostacoli. Quest’ultimo ha lo scopo di monitorare la distanza dell’oggetto più vicino, attivando un segnale di avvertimento se la persona sta per scontrarsi inavvertitamente con esso. Il dispositivo è costantemente collegato a Internet e con gli operatori sanitari, per trasformarsi all’occorrenza in dispositivo di emergenza per la localizzazione. 

A cura della Dott.ssa Maria Luisa Verbelli, medico oculista presso CAMO – Centro Ambrosiano Oftalmico.

Occhiali speciali, occhiali intelligenti – Parte 1

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L’ipovisione, condizione di riduzione irreversibile della funzione visiva centrale e/o periferica causata da patologie che colpiscono la cornea, la retina o il nervo ottico, condiziona la vita di relazione, l’attività lavorativa, la mobilità , l’orientamento spaziale. Colpisce milioni di adulti sopra i 40 anni e non può essere corretta da occhiali ordinari.
Sono in fase di studio e iniziano ad affacciarsi sul mercato diverse innovazioni tecnologiche – occhiali per ipovedenti, e non solo – in grado di aiutare gli ipovedenti a vivere una vita più indipendente. Scopriamone assieme alcuni, cominciando oggi da OrCam MyEye PRO, un innovativo dispositivo oggi di grande aiuto nella gestione della vita quotidiana di molte persone affette da ipovisione in tutto il mondo. 

Cos’è OrCam MyEye PRO

Sviluppato da OrCam Technologies, azienda con sede in Israele, è un ausilio di nuova generazione nato per migliorare l’autonomia di ipovedenti e non vedenti. Consente di convertire in tempo reale le informazioni visive in informazioni verbali. Per decifrare il mondo che li circonda, le persone cieche impiegano i quattro sensi rimanenti, in particolare il suono, con il cervello che usa segnali uditivi per creare immagini mentali: questa è la premessa alla base di OrCam MyEye Pro.

Non si tratta di un paio di occhiali per ipovedenti, è molto di più. Si tratta di una piccola videocamera wireless, compatta e leggera che pesa circa 28 grammi, basata su intelligenza artificiale che si aggancia sull’asticella di qualsiasi modello di occhiale mediante una clip magnetica consentendo ai non vedenti di leggere testi, di riconoscere volti, colori, il taglio delle banconote, codici a barre, di distinguere i prodotti.

Racchiude gli sviluppi più avanzati in fatto di tecnologia assistita per la visione artificiale e di “gesture technology“, una tecnologia che si attiva ed esegue operazioni interpretando i semplici gesti delle mani. E’ semplice da usare, risponde a semplici gesti della mano: quando OrCam è in posizione, basta indicare con il proprio indice cosa si vuole leggere o riconoscere ed il dispositivo attraverso l’auricolare dà le informazioni richieste attraverso la sintesi vocale installata. 

Com’è fatto OrCam My Eye Pro

Molto di più di un paio di occhiali per ipovedenti

Ha due estremità: quella da posizionare frontalmente ha una fotocamera, l’altra ha un altoparlante a connettività Bluetooth collegato ad un auricolare che punta verso l’orecchio dell’utente, consentendo così al paziente di ascoltare ciò che i suoi occhi non vedono. In mezzo c’è il corpo del dispositivo, dotato di una superficie touch che permette di comandare il dispositivo con un dito: basterà toccare la barra di sfioramento e la fotocamera acquisterà un’immagine di ciò che si ha di fronte comunicando le informazioni in audio attraverso il piccolo altoparlante che si trova sopra l’orecchio. Ecco l’ultima frontiera degli occhiali per ipovedenti.

Nelle versioni inglese ed americana del dispositivo sono anche disponibili i comandi vocali oltre a quelli touch: per leggere un articolo di un giornale basterà dare il comando “leggi l’articolo” e il dispositivo eseguirà automaticamente quanto indicato.

Il device non è connesso ad Internet: l’intelligenza di MyEye non deriva dalla connessione ad un cloud remoto, ma è già nell’hardware incluso nel dispositivo: questo per evitare che in caso di mancata connessione il non vedente non possa usare MyEye.

Sfruttandogli algoritmi di intelligenza artificiale, MyEye è in grado di individuare un testo e leggerlo per l’utente che pochi secondi dopo l’inquadratura potrà ascoltare il tutto dall’altoparlante posteriore. Può anche riconoscere i volti delle persone: basta inquadrare la persona e salvare il suo volto nel database interno del dispositivo. La volta successiva che quella persona entrerà nel campo visivo di MyEye il dispositivo pronuncerà il suo nome nell’orecchio del non vedente. 

Legge tutti i testi (giornali, libri, bugiardini medicinali, etichette, menù, schermi di computer, telefoni cellulari), data e ora, indicazioni stradali. Il modello OrCam My Eye 1.5 aggiunge anche le funzioni di riconoscimento automatico di volti di persone, oggetti precedentemente memorizzati, banconote e carte di credito.

Ha una velocità di riproduzione regolabile da 100 a 240 parole/minuto e una capacità della memoria interna di 100 volti e 150 prodotti. Ha inoltre autonomia per 24 ore e un tempo di carica di 4 ore( 8 ore per la prima carica).

Le persone con problemi di udito potrebbero non beneficiare del dispositivo; l’utente deve inoltre avere il pieno controllo sui movimenti della testa e delle mani. Il dispositivo oggi è già utilizzato in oltre 36 Paesi e supporta più di 20 lingue.

A cura della Dott.ssa Maria Luisa Verbelli, medico oculista presso CAMO – Centro Ambrosiano Oftalmico.

“Be My Eyes”, l’app solidale per non vedenti

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app ipovedenti - CAMO - Centro Ambrosiano Oftalmico

Si chiama Be My Eyes ed è un’applicazione capace di coniugare un alto contenuto tecnologico ad un forte senso di solidarietà e di voglia di aiutare il prossimo. Nulla di più utile e virtuoso, insomma. A inventarla, un signore danese ipovedente, che ha provato ad immaginare come sarebbe bello avere qualcuno che ti aiuta nei momenti di difficoltà, anche quando vicino a te non c’è nessuno. Vediamo di che si tratta.

L’obiettivo dell’inventore di Be My Eyes

L’inventore di questa applicazione si chiama Hans Jorgen Wiberg ed è danese. Non è uno scienziato, e nemmeno uno sviluppatore, ma un signore con un grave problema di ipovisione, che ha scelto di non rinunciare per nessun motivo al mondo alla sua indipendenza. Alla voglia di riuscire a fare le cose da solo. Per dimostrare agli altri, ma soprattutto a se stesso, di poter essere indipendente sempre e comunque. Di non dover sempre e comunque chiamare qualcuno perché venisse a casa ad aiutarlo nelle piccole mansioni quotidiane o lo accompagnasse in giro per la città. Di essere in grado di preparare una cena a sua moglie in autonomia, nonostante un campo visivo ridotto da 180° a soli 5°. E quale miglior mezzo per farlo, se non il grande protagonista del quotidiano di ognuno di noi, ovvero lo smartphone?

Come funziona Be My Eyes

Ecco la prova che il volontariato funziona. E fa bene.

Be My Eyes, che al momento è disponibile solamente per iPhone, è un’applicazione gratuita che consente di trasformare lo smartphone negli occhi di un utente ipovedente. Connettendosi all’applicazione ed inviando una richiesta d’aiuto, lo smartphone attiverà automaticamente la videocamera rivolta verso l’esterno e farà partire una chiamata verso una rete di volontari pronta ad entrare in soccorso del chiamante. In pratica, il primo volontario disponibile che accoglierà la chiamata potrà trasformarsi, grazie alla videocamera del chiamante, nei suoi stessi occhi, vedendo ciò che lui ha davanti, ed assistendolo nelle sue necessità. Un esempio virtuoso di come la tecnologia possa porsi al servizio del prossimo e di come si possa fare del sano volontariato anche senza investire troppo tempo nè allontanarsi da casa. Basta volerlo!

Il successo è già nell’aria: ma Dean guarda ancora più lontano

Anche se a prima vista Be My Eyes potrebbe sembrare l’ennesima applicazione al servizio di utenti con disabilità, il suo potenziale non è passato inosservato e ad oggi l’app ha superato quota 370mila iscritti. La preoccupazione di Hans non è quella di aumentare il numero degli iscritti, ma di aiutare concretamente tanti ipovedenti che oggi vivono in paesi come l’Africa o l’India dove si fa ancora troppo poca prevenzione e dove ancora si perde gran parte della propria capacità visiva a causa di patologie che altrove sono invece facilmente curabili. Un obiettivo ambizioso che va ad aggiungersi a quello già raggiunto della solidarietà via mobile.

Fonte: MobileAppDaily.com