ثورة في العدسات اللاصقة الذكية: البطاريات المشحونة بالدموع تجلب رؤية مستقبلية إلى الحياة

الرئيسية / المدونه / التكنولوجيا الحيوية / ثورة في العدسات اللاصقة الذكية: البطاريات المشحونة بالدموع تجلب رؤية مستقبلية إلى الحياة

المُقدّمة 

تخيل عالمًا لا تساعدك فيه عدساتك اللاصقة على الرؤية بشكل أفضل فحسب، بل توفر أيضًا شاشات الواقع المعزز أو تراقب مقاييسك الصحية في الوقت الفعلي. هذه الرؤية المستقبلية أقرب إلى الواقع بفضل الأبحاث الرائدة في مجال مشهد تكنولوجيا العدسات اللاصقة الذكية.  

قام فريق من جامعة نانيانغ التكنولوجية (NTU) في سنغافورة بتطوير بطارية جديدة يمكن شحنها بشيء بسيط وطبيعي مثل دموعك. يمكن لهذا الابتكار أن يحدث ثورة في الطريقة التي نستخدم بها العدسات اللاصقة الذكية، مما يجعلها أكثر أمانًا وعملية للاستخدام اليومي. 

جدول المحتويات

خلفية عن العدسات اللاصقة الذكية 

العدسات اللاصقة الذكية هي تقنية ناشئة تدمج الإلكترونيات المصغرة في عامل شكل العدسات اللاصقة التقليدية.

يمكن لهذه العدسات أداء العديد من الوظائف المتقدمة، بدءًا من عرض محتوى الواقع المعزز (AR) وحتى مراقبة المعلمات الصحية مثل مستويات الجلوكوز لدى مرضى السكري.

تستكشف الشركات هذه التقنية لتزويد المستخدمين بقدرات محسنة على الرؤية والتتبع الصحي دون الحاجة إلى أجهزة خارجية.

حلول الطاقة الحالية 

تقليديًا، شكّل تشغيل هذه العدسات اللاصقة الذكية تحديات كبيرة. تعتمد معظم الحلول الحالية على بطاريات رفيعة ذات ملفات تحريضية ومكونات معدنية.  

يمكن أن تكون هذه المكونات ضارة إذا تعرضت للعين البشرية وغالبًا ما تؤدي إلى تعقيد تصميم العدسات وراحتها. على سبيل المثال، يتطلب الشحن التعريفي ملفات معدنية داخل العدسة لنقل الطاقة، على غرار منصات الشحن اللاسلكية للهواتف الذكية.  

هذه الطريقة، على الرغم من فعاليتها، يمكن أن تكون ضخمة وغير مريحة للمستخدمين. 

الابتكار: البطاريات المشحونة بالدموع 

يأتي التقدم الكبير في هذا المجال من فريق بحث بقيادة Lee Seok Woo في كلية الهندسة الكهربائية والإلكترونية بجامعة NTU. لقد طوروا بطارية خالية من المعدن للعدسات اللاصقة الذكية التي يمكن شحنها بدموع المستخدم.  

تم تصنيع هذه البطارية من مواد متوافقة حيوياً ومغطاة بطبقة تعتمد على الجلوكوز. يتفاعل الطلاء مع أيونات الصوديوم والكلوريد الموجودة في الدموع، ويولد الكهرباء من خلال الأنزيمات. 

آلية العمل 

تعمل البطارية المبتكرة المشحونة بالدموع من خلال مجموعة من التفاعلات الأنزيمية والذاتية الاختزال. يتفاعل طلاء الجلوكوز الموجود على البطارية مع الأيونات الممزقة لتوليد شحنة كهربائية.  

تضمن هذه الطريقة شحن كلا قطبي البطارية في وقت واحد، وهو تحسن كبير مقارنة بالتقنيات السابقة حيث تم شحن جانب واحد فقط. وهذا التصميم لا يجعل البطارية أكثر أمانًا وفعالية فحسب، بل يعزز أيضًا سوائل الجسم الطبيعية للحفاظ على الطاقة. 

يعالج هذا النهج الثوري العديد من القيود المفروضة على مصادر الطاقة التقليدية للعدسات اللاصقة الذكية. تتميز البطارية بأنها رفيعة جدًا، حيث يصل حجمها إلى حوالي 0.5 ملم، وهي مرنة وتتلاءم بشكل مريح مع العدسات اللاصقة.  

وتنتج تيارًا يبلغ 45 ميكروأمبير وإخراج طاقة أقصى يبلغ 201 ميكرووات، وهو ما يكفي لتشغيل العدسة طوال اليوم. علاوة على ذلك، يمكن إعادة شحنها ببساطة عن طريق وضع العدسة في محلول ملحي طوال الليل، مما يضمن أنها تبدأ كل يوم مشحونة بالكامل. 

التفاصيل الفنية 

  • مواصفات البطارية 

تتميز البطارية المشحونة بالدموع التي طورها باحثون في جامعة NTU بمواصفات فنية مثيرة للإعجاب تجعلها مناسبة للدمج في العدسات اللاصقة الذكية.  

تتميز البطارية بأنها رفيعة بشكل لا يصدق، إذ يصل سمكها إلى 0.5 ملم تقريبًا، وهو ما يعادل سمك العدسة اللاصقة نفسها. ويضمن هذا التصميم الرفيع للغاية بقاء العدسة مريحة لمرتديها مع دمج الوظائف الإلكترونية المتقدمة. 

تولد البطارية تيارًا يبلغ 45 ميكروأمبير وأقصى خرج للطاقة يبلغ 201 ميكرووات.  

هذه الأرقام كافية لتشغيل العدسات اللاصقة الذكية ليوم كامل من الاستخدام. يدعم خرج الطاقة هذا الوظائف الأساسية مثل نقل البيانات وميزات أكثر تقدمًا مثل شاشات الواقع المعزز وأجهزة استشعار المراقبة الصحية. 

  • آلية الشحن 

يكمن الجانب المبتكر لهذه البطارية في آلية الشحن المزدوج. يمكن إعادة شحنه باستخدام الطريقة السلكية العادية والطريقة الكيميائية التي تتضمن دموع المستخدم.  

تستخدم الطريقة الكيميائية طلاءًا يعتمد على الجلوكوز على البطارية، والذي يتفاعل مع أيونات الصوديوم والكلوريد الموجودة في الدموع. يولد هذا التفاعل شحنة كهربائية تعمل على تجديد طاقة البطارية. 

ومن الناحية العملية، يمكن للبطارية إطالة عمرها بمقدار ساعة إضافية لكل اثنتي عشرة ساعة من التآكل عند تعرضها لدموع المستخدم.  

ولشحن أكثر كثافة، يمكن نقع العدسة طوال الليل في محلول ملحي غني بأيونات الجلوكوز والبوتاسيوم والصوديوم. وهذا يضمن أن البطارية مشحونة بالكامل وجاهزة ليوم جديد من الاستخدام كل صباح. 

إن مرونة وكفاءة آلية الشحن هذه تجعلها مفيدة بشكل خاص للعدسات اللاصقة الذكية، حيث إنها تستفيد من سوائل الجسم الطبيعية للحفاظ على الطاقة دون الحاجة إلى مكونات ضخمة أو ثقيلة. 

  • تكوين البطارية وآلية 

تتكون البطارية المشحونة بالدموع التي طورها باحثون من جامعة NTU من مواد متوافقة حيوياً، مما يضمن أنها آمنة للاستخدام في العدسات اللاصقة. ويكمن الابتكار الأساسي للبطارية في طلائها المعتمد على الجلوكوز، والذي يتفاعل مع أيونات الصوديوم والكلوريد الموجودة في الدموع لتوليد الكهرباء.  

هذا التفاعل الأنزيمي ليس فعالاً فحسب، بل آمن أيضًا، مما يؤدي إلى تجنب استخدام المعادن الضارة التي قد تشكل مخاطر على العين. إن الطبيعة المتوافقة حيويًا للمواد المستخدمة تعني أنه يمكن دمج البطارية في العدسة دون التسبب في تهيج أو ردود فعل سلبية. 

  • كفاءة الطاقة وطول العمر 

كفاءة طاقة البطارية ملحوظة. ويمكنه إنتاج تيار يبلغ 45 ميكروأمبير وإخراج طاقة أقصى يبلغ 201 ميكرووات، وهو ما يكفي لتشغيل الوظائف الأساسية في العدسات اللاصقة الذكية.  

في الاختبارات المعملية باستخدام محاليل التمزق المحاكاة، وجد أنه مقابل كل اثنتي عشرة ساعة من التآكل، يمكن إطالة عمر البطارية لمدة ساعة إضافية. يمكن للبطارية أن تتحمل ما يصل إلى 200 دورة شحن وتفريغ، مما يوفر عمرًا معقولاً للاستخدام المنتظم. 

التفاصيل الفنية

مزايا البطاريات المشحونة بالدموع 

  • السلامة والراحة 

واحدة من أهم مزايا البطاريات المشحونة بالدموع هي سلامتها وراحتها. غالبًا ما تشتمل حلول البطاريات التقليدية للعدسات اللاصقة الذكية على أقطاب كهربائية معدنية أو ملفات تحريضية، مما قد يشكل مخاطر على صحة عين مرتديها.  

وفي المقابل، فإن البطارية المشحونة بالدموع مصنوعة من مواد متوافقة حيويًا وتتجنب استخدام المعادن تمامًا. يقلل هذا التصميم من خطر تهيج العين أو تلفها، مما يجعل العدسات آمنة للاستخدام لفترة طويلة. 

  • تأثير بيئي 

كما أن استخدام تفاعلات الجلوكوز والماء بدلاً من المعادن الثقيلة السامة يجعل هذه البطاريات صديقة للبيئة.  

ويقلل هذا النهج من البصمة البيئية لتصنيع هذه العدسات والتخلص منها، بما يتماشى مع الاتجاهات الأوسع نحو التقنيات المستدامة والصديقة للبيئة. 

مزايا البطاريات المشحونة بالدموع

 

التطبيقات المحتملة والآفاق المستقبلية 

  • المراقبة الصحية 

أحد التطبيقات الواعدة للعدسات اللاصقة الذكية المشحونة بالدموع هو مراقبة الصحة.  

على سبيل المثال، يمكن لهذه العدسات مراقبة مستويات الجلوكوز بشكل مستمر لدى مرضى السكري، مما يوفر طريقة غير جراحية ومريحة لتتبع حالتهم.  

يمكن أن يؤدي دمج أجهزة الاستشعار مع البطارية المشحونة بالدموع إلى تمكين نقل البيانات في الوقت الفعلي إلى مقدمي الرعاية الصحية، مما يعزز رعاية المرضى وإدارتهم. 

  • قدرات الواقع المعزز المحسنة 

إلى جانب مراقبة الحالة الصحية، تتمتع العدسات اللاصقة الذكية المشحونة بالدموع بالقدرة على إحداث ثورة في تجارب الواقع المعزز.  

يمكن للطاقة المولدة من البطارية المشحونة بالدموع أن تدعم وظائف الواقع المعزز الأساسية، مثل عرض تراكبات المعلومات أو مطالبات التنقل مباشرة في مجال رؤية المستخدم.  

مع نضوج التكنولوجيا، يمكن أن تمهد الطريق لتطبيقات الواقع المعزز الأكثر تعقيدًا، مما يؤدي إلى تغيير كيفية تفاعلنا مع بيئتنا والمحتوى الرقمي. 

التسويق والخطوات التالية 

يعمل فريق البحث التابع لجامعة NTU بشكل نشط على تحسين مواصفات البطارية المشحونة بالدموع لتعزيز أدائها بشكل أكبر.  

إنهم يتعاونون مع الشركات المصنعة للعدسات اللاصقة لدمج هذه التكنولوجيا فيها منتجات قابلة للحياة تجاريا. ويهدف هذا التعاون إلى طرح العدسات اللاصقة الذكية المشحونة بالدموع في الأسواق، مما يجعل هذه التكنولوجيا المبتكرة في متناول المستهلكين في جميع أنحاء العالم. 

وفي الختام

يمثل تطوير البطاريات المشحونة بالدموع للعدسات اللاصقة الذكية طفرة تكنولوجية كبيرة.  

ومن خلال استخدام مواد متوافقة حيويًا والاستفادة من سوائل الجسم الطبيعية، توفر هذه البطاريات حلاً للطاقة آمنًا وفعالًا وصديقًا للبيئة.  

مع استمرار الأبحاث وتطور الشراكات التجارية، تتمتع العدسات اللاصقة الذكية المشحونة بالدموع بالقدرة على إحداث ثورة في الرعاية الصحية والواقع المعزز والتكنولوجيا الشخصية. 

حول TTC

At تي تي للاستشارات، نحن المزود الأول للملكية الفكرية المخصصة (IP)، وذكاء التكنولوجيا، وأبحاث الأعمال، ودعم الابتكار. يمزج نهجنا بين أدوات الذكاء الاصطناعي ونماذج اللغة الكبيرة (LLM) والخبرة البشرية، ويقدم حلولاً لا مثيل لها.

يضم فريقنا خبراء ماهرين في مجال الملكية الفكرية، ومستشارين تقنيين، وفاحصي USPTO السابقين، ومحامي براءات الاختراع الأوروبيين، وغيرهم. نحن نقدم خدماتنا لشركات Fortune 500 والمبتكرين وشركات المحاماة والجامعات والمؤسسات المالية.

خدمات:

اختر TT Consultants للحصول على حلول مخصصة وعالية الجودة تعيد تعريف إدارة الملكية الفكرية.

اتصل بنــا

تحدث إلى خبيرنا

اتصل بنا الآن لتحديد موعد للاستشارة والبدء في صياغة إستراتيجية إبطال براءات الاختراع الخاصة بك بدقة وبصيرة. 

شارك بمقال

الأقسام

اذهب للأعلى

طلب استدعاء!

شكرًا لك على اهتمامك بشركة TT Consultants. يرجى ملء النموذج وسوف نتصل بك قريبا

    المنبثق

    أطلق العنان للقوة

    من الخاص بك أفكار

    ارفع مستوى معرفتك ببراءات الاختراع
    رؤى حصرية بانتظارك في نشرتنا الإخبارية

      طلب استدعاء!

      شكرًا لك على اهتمامك بشركة TT Consultants. يرجى ملء النموذج وسوف نتصل بك قريبا