Die Lesebrille der Zukunft, die selber fokussiert.

Wenn wir älter werden, wird es für unserer Augen immer schwieriger, neu zu fokussieren. Dieses Phänomen ist so alt, wie die Menschheit selbst. Deswegen sind wir auf Mehrstärkenbrillen, Kontaktlinsen und medizinische Eingriffe wie die LASIK-Operation angewiesen. In seinem Vortrag stellt uns der Elektroingenieur Nitish Padmanaban eine hochmoderne Technologie vor, die manch einem die Augen öffnen wird: Dynamischen Linsen, die von selber fokussieren, unseren Blick verfolgen und sich darauf einstellen, was wir in der Nähe und in der Ferne sehen.

Jeder von uns wird etwas verlieren

oder hat schon etwas verloren,
auf das wir uns jeden Tag verlassen.

Ich spreche natürlich über Schlüssel.

(Lachen)

Das war nur ein Witz.

Eigentlich möchte ich über
unseren Sehsinn sprechen.

Jeden Tag fällt es uns
ein bisschen schwerer,

unsere Augen neu zu fokussieren,

bis wir es überhaupt nicht mehr können.

Diese Krankheit heißt Presbyopie.

Weltweit leiden zwei Milliarden
Menschen darunter.

Genau, Milliarden.

Wenn ihr Presbyopie nicht kennt

und euch fragt: "Wo sind diese Menschen?",

hier ein Hinweis,
bevor ich ins Detail gehe.

Deswegen trägt man
Lese- oder Mehrstärkenbrillen.

Zuerst gehe ich auf den Verlust
der Nahanpassungsfähigkeit ein,

der zur Presbyopie führt.

Als Neugeborenes konntet ihr bis zu
sechseinhalb Zentimeter scharfstellen,

wenn ihr es wolltet.

Als Mittzwanziger hatet ihr noch
etwa die Hälfte dieser Fähigkeit.

10 Zentimeter oder so,

aber nahe genug, dass man
den Unterschied nie bemerkt.

Als Endvierziger

kann man jedoch nicht
näher als ca. 25 cm fokussieren,

oder sogar noch weniger.

Verluste über diesen Punkt hinaus,

beeinflussen Tätigkeiten
im Nahbereich wie Lesen

und wenn ihr 60 Jahre alt sind,

könnt ihr nichts im
Umkreis von 1 m klar sehen.

Jetzt denken einige
von euch wahrscheinlich:

"Das klingt schlecht, aber er meint
euch im übertragenen Sinne,

nur die Menschen, die
tatsächlich Presbyopie haben".

Aber nein, wenn ich euch sage,
meine ich, jeder einzelne von euch

wird eines Tages Presbyopie haben,
wenn ihr es noch nicht habt.

Das klingt beunruhigend.

Ich erinnere euch daran, dass Presbyopie
uns schon immer begleitet hat

und wir viel getan haben,
um das Problem zu lösen.

Stellen wir uns einmal vor,
ihr sitzt am Schreibtisch und lest.

Wenn ihr presbyopisch wärt,

könnte es vielleicht so aussehen.

Alles in der Nähe,
wie das Magazin, wird unscharf sein.

Weiter zu den Lösungen:

Zuerst, die Lesebrille.

Die haben Linsen
mit einer eingestellten Brennweite,

sodass nahe Objekte fokussiert werden.

Weit entfernte Objekte sind aber
zwangsläufig unscharf.

Man muss die Lesebrille also

ständig auf- und absetzen.

Benjamin Franklin erfand
die Bifokalbrille,

um dieses Problem zu lösen.

Mit dieser Brille

konnte er in die Ferne sehen,
wenn er aufschaute

und in der Nähe sehen,
wenn er herunter schaute.

Heute gibt es außerdem Gleitsichtgläser,
bei welchen die Brechwerte

stufenlos ineinander übergehen.

Der Nachteil von beiden Optionen ist,

dass man bei jeder Distanz
Sehbereich verliert,

da er so von oben nach unten
aufgeteilt wird.

Warum ist das ein Problem?

Stell euch vor,
ihr klettert eine Leiter herunter.

Ihr schaut zu euren Füßen
und seht unscharf.

Warum ist das so?

Ihr schaut runter,
das ist der Nahbereich der Linse,

die nächste Sprosse war aber
weiter entfernt

und für eure Augen ist das
der Fernbereich.

Die nächste Lösung, die ich vorstelle,
ist weniger häufig,

wird aber bei Kontaktlinsen

oder LASIK-Operationen verwendet

und heißt Monovision.

Dabei fokussiert
das dominante Auge in die Ferne

und das andere Auge in die Nähe.

Das Gehirn verbindet

die schärfsten Bereiche von beiden Augen.

Was die Augen sehen
unterscheidet sich aber ein bisschen

und deshalb ist es schwieriger,
Abstände beidäugig einzuschätzen.

Was bedeutet das alles?

Wir haben viele Lösung entwickelt,

aber keine davon stellt die natürliche
Nahanpassung wieder her.

Keine garantiert, dass jedes Objekt

auch scharf gesehen wird.

Aber warum?

Damit wir das verstehen können,

müssen wir uns die Anatomie
des menschlichen Auges anschauen.

Die Augenlinse ermöglicht es,

den Blick auf verschiedene
Abstände scharfzustellen.

Um die Linse herum sind Muskeln,
die sie verformen können,

wodurch sich die
Fokussierungsstärke verändert.

Was passiert bei Presbyonpie?

Die Augenlinse versteift,

bis sie ihre Form irgendwann
nicht mehr verändern kann.

Die Lösungen, die ich vorhin
aufgelistet habe,

haben untereinander alle etwas gemeinsam,

das sie aber von den Augen unterscheidet:

Sie sind feststehend.

Sie sind wie das Holzbein eines Piraten.

Wie sähe dann die Augenversion
der modernen Beinprothese aus?

In den vergangenen Jahrzehnten

wurden sogenannte
"focus-tunable lenses" entwickelt.

Es gibt verschiedene Typen:

Mechanisch verstellbare Alvarez-Linsen,

verformbare Flüssiglinsen

und elektronisch geschaltete
Flüssigkristalllinsen.

Auch sie haben Nachteile,

aber machen keine Abstriche
bei den visuellen Aspekten.

Vollbild-Sicht kann scharf
auf jede Entfernung sein.

Die benötigten Linsen
gibt es also bereits.

Problem gelöst, oder?

Nicht so schnell.

Fokusabstimmbare Linsen
machen die Gleichung komplizierter.

Linsen können nicht die Entfernung wissen,
auf die sie scharf stellen sollen.

Wir brauchen Brillen,

die ferne Objekte scharf stellen,

und wenn man nah schaut,

nahe Objekte in den Fokus rücken,

ohne das man darüber nachdenken muss.

Über die letzten Jahre
habe ich an Stanford,

genau an dieser Intelligenz
für Linsen gearbeitet.

Unser Prototyp nutzt Technologie von
virtuellen Augmented-Reality-Systemen,

um Entfernungen abzuschätzen.

Mit dem Augen-Trecker sehen wir,
in welche Richtung die Augen fokussieren.

Mit zwei davon können wir
die Blickrichtung bestimmen,

für eine Fokusschätzung.

Für alle Fälle und
für höhere Zuverlässigkeit,

nutzen wir einen Abstandssensor.

Der Sensor ist eine Kamera,
die in die Welt schaut,

und Entfernungen bestimmt.

Wir können unsere Blickrichtung
ein zweites Mal

für Abstansschätzung nutzen,

Wir kombinieren beide Abstansschätzungen

und aktualisieren die
einstellbare Objektivstärke.

Als nächstes testeten wir
unser Gerät an echten Menschen.

Wir haben gut 100 Presbyope
gefragt, unser Gerät zu testen,

während wir ihre Leitung messen.

Die Ergebnisse überzeugten uns,
dass Autofokale die Zukunft sind.

Unsere Teilnehmer konnten deutlicher sehen
und schneller fokussieren

und sie empfanden das Fokussieren
einfacher und besser,

als ihre gegenwärtige Brille.

Kurz gesagt, bezogen auf Sehen,

machen Autofokale keine Kompromisse,
wie statische Korrektoren.

Aber ich will nichts versprechen.

Es gibt noch viel zu tun für
meine Kollegen und mich.

Zum Beispiel, unsere Brillen sind etwas,

(Lachen)

sperrig, vielleicht?

Das ist wegen der sperrigeren Teile,
die wir benutzen,

die oft für Forschungszwecke
oder industrielle Nutzung sind.

Außerdem brauchen wir mehr Stabilität,

weil aktuelle Eye-Tracking-Algorithmen
nicht robust genug sind.

Für die Zukunft,

wenn wir von Forschung
zum Start-Up kommen,

planen wir Autofokal herzustellen,

die etwas mehr wie normale
Brillen aussehen.

Dafür müssen wir deutlich

die Robustheit
unseres Produkts verbessern.

Wir müssen auch kleinere und effektivere
Elektronik und Linsen nutzen.

Somit, sogar mit unserem
aktuellen Prototypen,

haben wir gezeigt, dass
fokussierbare Objektivtechnologie

besser sein kann als
traditionelle Brillen.

Es ist nur eine Frage der Zeit.

Es ist klar, dass in naher Zukunft,

anstatt sich über das richtige Paar
Brillen Gedanken zu machen,

wir uns auf die wichtigen Dinge
fokussieren können.

Danke.

(Applaus)