Cách mạng hóa kính áp tròng thông minh: Pin sạc bằng nước mắt mang lại tầm nhìn tương lai cho cuộc sống

Trang chủ / Tin tức / Công nghệ sinh học / Cách mạng hóa kính áp tròng thông minh: Pin sạc bằng nước mắt mang lại tầm nhìn tương lai cho cuộc sống

Giới thiệu 

Hãy tưởng tượng một thế giới nơi kính áp tròng không chỉ giúp bạn nhìn rõ hơn mà còn cung cấp màn hình thực tế tăng cường hoặc theo dõi các chỉ số sức khỏe của bạn trong thời gian thực. Tầm nhìn tương lai này gần với thực tế hơn nhờ nghiên cứu mang tính đột phá trong cảnh quan công nghệ kính áp tròng thông minh.  

Một nhóm từ Đại học Công nghệ Nanyang (NTU) ở Singapore đã phát triển một loại pin mới có thể được sạc bằng thứ gì đó đơn giản và tự nhiên như nước mắt của bạn. Sự đổi mới này có thể cách mạng hóa cách chúng ta cung cấp năng lượng cho kính áp tròng thông minh, giúp chúng an toàn hơn và thiết thực hơn khi sử dụng hàng ngày. 

Mục lục

Thông tin cơ bản về Kính áp tròng thông minh 

Kính áp tròng thông minh là công nghệ mới nổi tích hợp các thiết bị điện tử thu nhỏ vào dạng kính áp tròng truyền thống.

Những ống kính này có thể thực hiện nhiều chức năng nâng cao khác nhau, từ hiển thị nội dung thực tế tăng cường (AR) đến theo dõi các thông số sức khỏe như nồng độ glucose ở bệnh nhân tiểu đường.

Các công ty đã và đang khám phá công nghệ này để cung cấp cho người dùng khả năng theo dõi sức khỏe và thị lực nâng cao mà không cần đến các thiết bị bên ngoài.

Giải pháp năng lượng hiện tại 

Theo truyền thống, việc cung cấp năng lượng cho những chiếc kính áp tròng thông minh này đã đặt ra những thách thức đáng kể. Hầu hết các giải pháp hiện nay đều dựa vào pin mỏng với cuộn dây cảm ứng và các thành phần kim loại.  

Những thành phần này có thể gây hại nếu tiếp xúc với mắt người và thường làm phức tạp thiết kế cũng như sự thoải mái của tròng kính. Ví dụ: sạc cảm ứng yêu cầu cuộn dây kim loại bên trong ống kính để truyền năng lượng, tương tự như miếng sạc không dây dành cho điện thoại thông minh.  

Phương pháp này tuy hiệu quả nhưng có thể cồng kềnh và gây khó chịu cho người dùng. 

Sự đổi mới: Pin sạc bằng nước mắt 

Một bước đột phá đáng kể trong lĩnh vực này đến từ nhóm nghiên cứu do Lee Seok Woo đứng đầu tại Trường Kỹ thuật Điện và Điện tử của NTU. Họ đã phát triển một loại pin không chứa kim loại cho kính áp tròng thông minh có thể được sạc bằng nước mắt của người dùng.  

Loại pin này được chế tạo từ vật liệu tương thích sinh học và được phủ một lớp gốc glucose. Lớp phủ phản ứng với các ion natri và clorua có trong nước mắt, tạo ra điện thông qua enzyme. 

Phương thức hoạt động 

Pin sạc bằng nước mắt cải tiến hoạt động thông qua sự kết hợp giữa phản ứng enzym và phản ứng tự khử. Lớp phủ glucose trên pin phản ứng với các ion trong nước mắt để tạo ra điện tích.  

Phương pháp này đảm bảo rằng cả hai điện cực của pin đều được sạc đồng thời, một cải tiến đáng kể so với các kỹ thuật trước đây chỉ sạc một bên. Thiết kế này không chỉ giúp pin an toàn hơn và hiệu quả hơn mà còn tận dụng chất lỏng tự nhiên của cơ thể để duy trì năng lượng. 

Cách tiếp cận mang tính cách mạng này giải quyết nhiều hạn chế của nguồn năng lượng truyền thống dành cho kính áp tròng thông minh. Pin siêu mỏng, có kích thước khoảng 0.5 mm và linh hoạt, vừa vặn thoải mái trong kính áp tròng.  

Nó tạo ra dòng điện 45 microampe và công suất tối đa là 201 microwatt, đủ để cung cấp năng lượng cho ống kính suốt cả ngày. Hơn nữa, nó có thể được sạc lại bằng cách chỉ cần đặt ống kính vào dung dịch muối qua đêm, đảm bảo nó bắt đầu được sạc đầy mỗi ngày. 

Chi tiết kỹ thuật 

  • Thông số kỹ thuật của pin 

Pin sạc bằng nước mắt do các nhà nghiên cứu của NTU phát triển có thông số kỹ thuật ấn tượng khiến nó phù hợp để tích hợp vào kính áp tròng thông minh.  

Pin cực kỳ mỏng, có kích thước khoảng 0.5 mm, tương đương với độ dày của kính áp tròng. Thiết kế siêu mỏng này đảm bảo ống kính vẫn mang lại cảm giác thoải mái cho người đeo đồng thời tích hợp các chức năng điện tử tiên tiến. 

Pin tạo ra dòng điện 45 microampe và công suất tối đa là 201 microwatt.  

Những con số này đủ để cung cấp năng lượng cho kính áp tròng thông minh sử dụng cả ngày. Công suất đầu ra này hỗ trợ các chức năng cơ bản như truyền dữ liệu và các tính năng có thể nâng cao hơn như màn hình thực tế tăng cường và cảm biến theo dõi sức khỏe. 

  • Cơ chế sạc 

Khía cạnh đổi mới của loại pin này nằm ở cơ chế sạc kép. Nó có thể được sạc lại bằng cả phương pháp có dây thông thường và phương pháp hóa học sử dụng nước mắt của người dùng.  

Phương pháp hóa học sử dụng lớp phủ gốc glucose trên pin, phản ứng với các ion natri và clorua có trong nước mắt. Phản ứng này tạo ra điện tích giúp bổ sung năng lượng cho pin. 

Về mặt thực tế, pin có thể kéo dài tuổi thọ thêm một giờ sau mỗi 12 giờ sử dụng khi tiếp xúc với nước mắt của người dùng.  

Để sạc mạnh hơn, thấu kính có thể được ngâm qua đêm trong dung dịch muối được làm giàu với các ion glucose, kali và natri. Điều này đảm bảo pin được sạc đầy và sẵn sàng cho một ngày sử dụng mới vào mỗi buổi sáng. 

Tính linh hoạt và hiệu quả của cơ chế sạc này khiến nó đặc biệt có lợi cho kính áp tròng thông minh vì nó tận dụng chất lỏng tự nhiên của cơ thể để duy trì năng lượng mà không cần các bộ phận cồng kềnh hoặc nặng nề. 

  • Thành phần và cơ chế pin 

Pin sạc bằng nước mắt do các nhà nghiên cứu của NTU phát triển bao gồm các vật liệu tương thích sinh học, đảm bảo an toàn khi sử dụng cho kính áp tròng. Cải tiến cốt lõi của pin nằm ở lớp phủ gốc glucose, phản ứng với các ion natri và clorua có trong nước mắt để tạo ra điện.  

Phản ứng enzyme này không chỉ hiệu quả mà còn an toàn, tránh sử dụng các kim loại độc hại có thể gây nguy hiểm cho mắt. Bản chất tương thích sinh học của vật liệu được sử dụng có nghĩa là pin có thể được tích hợp vào ống kính mà không gây kích ứng hoặc phản ứng bất lợi. 

  • Hiệu quả năng lượng và tuổi thọ 

Hiệu suất năng lượng của pin là đáng chú ý. Nó có thể tạo ra dòng điện 45 microampe và công suất đầu ra tối đa là 201 microwatt, đủ để cung cấp năng lượng cho các chức năng cơ bản trong kính áp tròng thông minh.  

Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm sử dụng dung dịch xé mô phỏng, người ta nhận thấy rằng cứ sau 200 giờ đeo, tuổi thọ pin có thể được kéo dài thêm một giờ. Pin có thể chịu được tới XNUMX chu kỳ sạc-xả, mang lại tuổi thọ hợp lý cho việc sử dụng thường xuyên. 

Chi tiết kỹ thuật

Ưu điểm của pin sạc bằng nước mắt 

  • An toàn và thoải mái 

Một trong những ưu điểm đáng kể nhất của pin sạc bằng nước mắt là sự an toàn và thoải mái. Giải pháp pin truyền thống cho kính áp tròng thông minh thường sử dụng các điện cực kim loại hoặc cuộn dây cảm ứng, có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe mắt của người đeo.  

Ngược lại, pin sạc bằng nước mắt được chế tạo từ vật liệu tương thích sinh học và hoàn toàn tránh sử dụng kim loại. Thiết kế này giảm thiểu nguy cơ kích ứng hoặc tổn thương mắt, giúp tròng kính an toàn khi sử dụng trong thời gian dài. 

  • Tác động môi trường 

Việc sử dụng glucose và phản ứng gốc nước thay vì kim loại nặng độc hại cũng khiến những loại pin này thân thiện với môi trường.  

Cách tiếp cận này làm giảm tác động đến môi trường trong quá trình sản xuất và xử lý các ống kính này, phù hợp với xu hướng rộng hơn hướng tới các công nghệ bền vững và thân thiện với môi trường. 

Ưu điểm của pin sạc bằng nước mắt

 

Các ứng dụng tiềm năng và triển vọng trong tương lai 

  • Theo dõi sức khỏe 

Một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất của kính áp tròng thông minh có khả năng xé rách là theo dõi sức khỏe.  

Ví dụ, những thấu kính này có thể theo dõi liên tục nồng độ glucose ở bệnh nhân tiểu đường, cung cấp phương pháp thuận tiện và không xâm lấn để theo dõi tình trạng của họ.  

Việc tích hợp các cảm biến với pin sạc bằng nước mắt có thể cho phép truyền dữ liệu theo thời gian thực tới các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe, tăng cường chăm sóc và quản lý bệnh nhân. 

  • Khả năng AR nâng cao 

Ngoài việc theo dõi sức khỏe, kính áp tròng thông minh có khả năng xé rách còn có khả năng cách mạng hóa trải nghiệm thực tế tăng cường (AR).  

Năng lượng được tạo ra bởi pin sạc bằng nước mắt có thể hỗ trợ các chức năng AR cơ bản, chẳng hạn như hiển thị lớp phủ thông tin hoặc lời nhắc điều hướng trực tiếp trong tầm nhìn của người dùng.  

Khi công nghệ trưởng thành, nó có thể mở đường cho các ứng dụng AR phức tạp hơn, thay đổi cách chúng ta tương tác với môi trường và nội dung số. 

Thương mại hóa và các bước tiếp theo 

Nhóm nghiên cứu của NTU đang tích cực nỗ lực cải thiện các thông số kỹ thuật của pin sạc bằng nước mắt để nâng cao hiệu suất của nó hơn nữa.  

Họ đang hợp tác với các nhà sản xuất kính áp tròng để tích hợp công nghệ này vào sản phẩm có tính thương mại. Sự hợp tác này nhằm mục đích đưa kính áp tròng thông minh có khả năng chống rách ra thị trường, giúp người tiêu dùng trên toàn thế giới có thể tiếp cận công nghệ tiên tiến này. 

Kết luận

Sự phát triển của pin sạc điện cho kính áp tròng thông minh thể hiện một bước đột phá công nghệ đáng kể.  

Bằng cách sử dụng các vật liệu tương thích sinh học và tận dụng chất lỏng tự nhiên của cơ thể, những loại pin này mang đến giải pháp năng lượng an toàn, hiệu quả và thân thiện với môi trường.  

Khi nghiên cứu tiếp tục và quan hệ đối tác thương mại phát triển, kính áp tròng thông minh có khả năng xé rách có tiềm năng cách mạng hóa hoạt động chăm sóc sức khỏe, thực tế tăng cường và công nghệ cá nhân. 

Về TTC

At TT tư vấn, chúng tôi là nhà cung cấp hàng đầu về sở hữu trí tuệ tùy chỉnh (IP), thông tin công nghệ, nghiên cứu kinh doanh và hỗ trợ đổi mới. Cách tiếp cận của chúng tôi kết hợp các công cụ AI và Mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) với kiến ​​thức chuyên môn của con người, mang đến những giải pháp chưa từng có.

Nhóm của chúng tôi bao gồm các chuyên gia IP lành nghề, chuyên gia tư vấn công nghệ, cựu giám định viên USPTO, luật sư sáng chế Châu Âu, v.v. Chúng tôi phục vụ cho các công ty, nhà đổi mới, công ty luật, trường đại học và tổ chức tài chính trong danh sách Fortune 500.

Dịch vụ:

Hãy chọn TT Consultants để có các giải pháp phù hợp, chất lượng hàng đầu giúp xác định lại hoạt động quản lý sở hữu trí tuệ.

LIÊN HỆ VỚI CHÚNG TÔI

Nói chuyện với chuyên gia của chúng tôi

Hãy liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để đặt lịch tư vấn và bắt đầu định hình chiến lược vô hiệu hóa bằng sáng chế của bạn một cách chính xác và có tầm nhìn xa. 

Chia sẻ bài viết

Danh Mục

TOP

Yêu cầu gọi lại!

Cảm ơn bạn đã quan tâm đến TT Consultants. Vui lòng điền vào biểu mẫu và chúng tôi sẽ liên hệ với bạn ngay

    Popup

    MỞ KHÓA SỨC MẠNH

    Của bạn Ý tưởng

    Nâng cao kiến ​​thức về bằng sáng chế của bạn
    Thông tin chi tiết độc quyền đang chờ đợi trong Bản tin của chúng tôi

      Yêu cầu gọi lại!

      Cảm ơn bạn đã quan tâm đến TT Consultants. Vui lòng điền vào biểu mẫu và chúng tôi sẽ liên hệ với bạn ngay