Mai più bifocali grazie alle lenti liquide con messa a fuoco intelligente

Sicuramente, dai 45 anni in poi, la maggior parte delle persone sarà accomunata da una problematica relativa all’insorgere della presbiopia. Usufruire di lenti “smart” che adattino il focus di ogni individuo automaticamente, a prescindere dalla distanza dell’oggetto da mettere a fuoco, potrebbe rivoluzionare anche la quotidianità sia di miopi che di ipermetropi, abbandonando per sempre la schiavitù da lenti multifocali o dal continuo cambio di occhiali.

La capacità di focalizzare oggetti a distanze diverse dopo la mezza età diminuisce radicalmente. Ciò si deve al cristallino del bulbo oculare, che nei giovani cambia forma facilmente, permettendo di modificare il focus in modo naturale. Negli anziani, l’irrigidimento di quest’ultimo fa sì che gli oggetti a distanza ravvicinata appaiano sfocati. Ad oggi, una soluzione esistente consiste nell’utilizzo di lenti che presentano due zone funzionali, una nella parte superiore per la focalizzazione da lontano e l’altra per la visione da vicino nella zona inferiore.

Bisogna considerare però che le lenti progressive presentano notevoli condizionamenti legati alle cosiddette zone non funzionali, ossia zone periferiche, nelle quali la qualità della visione diminuisce a causa delle aberrazioni.

Gli occhiali intelligenti

L’uso di occhiali intelligenti che riescano ad adattare il focus automaticamente, prescindendo dalla distanza degli oggetti, potrebbe essere la soluzione alla presbiopia.

Credit: Dan Hixson / University of Utah College of Engineering

Un primo prototipo di “occhiali intelligenti” con lenti liquid-based che può regolare automaticamente la messa a fuoco su ciò che una persona sta vedendo, se è lontano o da vicino. Le lenti sono poste in una camera circolare posta tra due membrane: su quella inferiore, vi è un sistema di attuazione piezoelettrica in grado di regolare automaticamente la distanza focale in base all’oggetto osservato da chi le indossa.

Carlos Mastrangelo e Nazmul Hasan, ricercatori dell’Università dello Utah, hanno prodotto un primo prototipo di questi occhiali.

In primis, per poter mettere a fuoco qualsiasi punto senza prescindere dalla nitidezza, non è possibile utilizzare lenti realizzate con materiali rigidi come il vetro. Difatti, per questo prototipo sono state messe a punto delle lenti flessibili a base di glicerina, alloggiate in una camera circolare e collegate ad una membrana su cui sono posizionati tre attuatori piezoelettrici alimentati a batteria, che consentono una curvatura graduale della lente.

“Il principale vantaggio di questi occhiali intelligenti è che una volta che una persona li indossa, gli oggetti che ha davanti si mostrano sempre a fuoco, a prescindere dalla distanza alla quale si trovano”, dice Carlos Mastrangelo, il professore Ingegneria Elettrica e Informatica che ha guidato la ricerca insieme al dottorando Nazmul Hasan.

Con questa configurazione, in base alla distanza dell’oggetto da mettere a fuoco, le lenti si comportano come dei pistoni trasparenti: più convesse se spinte dagli attuatori in avanti e più concave in indietro. A questo punto è necessaria solo la prescrizione dell’oculista per poter calibrare le lenti attraverso una apposita app per cellulare.

Per consentire di adattarsi alla particolare visione di un individuo, è necessario inoltre conoscere la distanza dal punto focale desiderata. Ciò è reso possibile da un distanziometro, un dispositivo che sfrutta impulsi di luce infrarossa per rilevare la distanza degli oggetti. Un apposito microcontrollore riceve dal sensore la misura della distanza e memorizza i dati della prescrizione.

Una volta inseriti i dati in un algoritmo specializzato, si determina la tensione da far applicare ai piezoelettrici per ottenere la curvatura per la messa a fuoco ideale.

Sviluppi futuri

Gli ideatori degli “occhiali intelligenti” hanno fondato una startup per commercializzare un modello più leggero del prototipo esistente entro i prossimi tre anni.

Focalizziamo l’attenzione sui passi seguiti dai ricercatori per la realizzazione del dispositivo intelligente nel video che segue.