sobota, 24 października, 2026
Godzinnik.pl Biznes Polacy stworzyli okulary wyświetlające obraz za pomocą podczerwieni. To pierwszy taki prototyp...

Polacy stworzyli okulary wyświetlające obraz za pomocą podczerwieni. To pierwszy taki prototyp na świecie

Data publikacji:

Polscy naukowcy stworzyli pierwszy na świecie prototyp okularów rozszerzonej rzeczywistości wykorzystujących widzenie dwufotonowe. Technologia pozwala wyświetlać za pomocą impulsów podczerwieni treści, które mają zachować ostrość przy przenoszeniu wzroku między różnymi planami. Ma również ograniczyć przyciemnienie i zniekształcenie obrazu otoczenia. Trwają prace nad mobilną wersją urządzenia przeznaczoną m.in. dla medycyny, lotnictwa i wojska.

– Widzenie dwufotonowe, najprościej mówiąc, polega na tym, że człowiek widzi podczerwień, przy czym długość fali 950 nanometrów wydaje się nam niebieska, 1000 nanometrów zielona, a 1100 nanometrów żółta, czyli kolory odpowiadają z grubsza takim kolorom, jakie ma dla nas światło widzialne, które ma połowę długości fali – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr hab. inż. Katarzyna Komar, prof. UMK, badaczka Międzynarodowego Centrum Badań Oka ICTER działającego w Instytucie Chemii Fizycznej PAN.

Zjawisko widzenia dwufotonowego zostało opisane w 2014 roku przez międzynarodowy zespół naukowców, w którym uczestniczyła Katarzyna Komar. Badacze wykazali, że człowiek może zobaczyć krótkie impulsy bliskiej podczerwieni, choć ten zakres promieniowania jest zwykle niewidoczny dla oka. Dzieje się tak, gdy pigment wzrokowy niemal jednocześnie pochłonie dwa fotony podczerwieni. Ich łączna energia wystarcza do pobudzenia fotoreceptorów, a mózg odbiera powstały bodziec jako światło widzialne.

W okularach rozszerzonej rzeczywistości cyfrowy obraz musi być nałożony na widok otoczenia. Stosowane obecnie układy optyczne mogą jednak powodować straty światła, przyciemnienie lub zniekształcenie obrazu świata zewnętrznego. Trudnością jest również utrzymanie ostrości dodatkowych treści, gdy użytkownik przenosi wzrok między obiektami znajdującymi się w różnych odległościach. Widzenie dwufotonowe może ograniczyć te problemy, ponieważ wykorzystuje inny zakres promieniowania niż światło docierające z otoczenia. Dzięki temu oba tory optyczne można połączyć za pomocą zwierciadła dichroicznego, które przepuszcza światło widzialne, a odbija podczerwień. W prototypie przepuszcza ono 96 proc. światła widzialnego i odbija 98 proc. bodźca podczerwonego.

– Widzenie dwufotonowe jest procesem nieliniowym optycznie, co oznacza, że jasność bodźca kwadratowo zależy od mocy wiązki pobudzającej, w związku z czym o wiele łatwiej będzie osiągnąć sytuację, że widzimy bodziec ostro i wyraźnie zarówno w warunkach jasnego dnia, jak i w ciemniejszym oświetleniu. Dodatkowo bodziec dwufotonowy, z tego powodu, że wywołuje go proces nieliniowy, jest zawsze ostry – mówi prof. UMK.

Większą tolerancję obrazu dwufotonowego na rozogniskowanie potwierdzają wyniki badania zespołu prof. Katarzyny Komar, opublikowanego w sierpniu 2026 roku w czasopiśmie „Optics Letters”. Naukowcy wyświetlali uczestnikom zieloną literę za pomocą światła widzialnego oraz impulsów podczerwieni, a następnie stopniowo zwiększali rozogniskowanie obrazu. U osób z większą zdolnością akomodacji średnia tolerancja wyniosła 6,6 dioptrii dla widzenia dwufotonowego i 4,3 dioptrii dla tradycyjnego obrazu. Podobną przewagę odnotowano również u osób z prezbiopią.

Ma to znaczenie w urządzeniach AR, ponieważ odległość, w której użytkownik widzi wirtualny obiekt, nie zawsze odpowiada płaszczyźnie, na której oko musi ustawić ostrość. Taka rozbieżność – konflikt akomodacji i konwergencji – może powodować dyskomfort podczas dłuższego korzystania z okularów. Autorzy badania wskazują, że większa tolerancja na rozogniskowanie może poprawić jakość obrazu w przyszłych wyświetlaczach AR. To, czy przełoży się również na mniejsze zmęczenie wzroku podczas długiego korzystania z urządzenia, wymaga dalszych badań.

– Idea stworzenia okularów opartych na widzeniu dwufotonowym zakłada, że na głowie użytkownika umieścimy układ optyczny, który normalnie zajmuje sporą część stołu optycznego. Ludzie mają różną anatomię i musimy tak dostosować sposób zakładania tego układu optycznego, żeby pasowało do osób o różnej anatomii. Pomógł nam pomysł, żeby użyć optometrycznej ramy, na której umocowaliśmy elementy, które służą do wyświetlania bodźców dwufotonowych. Dodatkowo musimy szukać jak najmniejszych i jak najlżejszych wersji urządzeń, żeby wyświetlać dwufotonowe bodźce – mówi prof. Katarzyna Komar.

W ciągu roku naukowcy zbudowali prototyp łączący skaner MEMS, regulowane elementy optyczne, światłowodowy tor laserowy i oprogramowanie, które synchronizuje pracę całego układu w czasie rzeczywistym. Elementy umieszczono na lekkiej oprawie optometrycznej, która utrzymuje je w odpowiedniej odległości i pozycji względem oka. Urządzenie wykorzystuje femtosekundowy laser światłowodowy domieszkowany erbem, opracowany przez dr inż. Dorotę Stachowiak i jej współpracowników z Politechniki Wrocławskiej. Laser można przestrajać w zakresie od 872 do 1075 nm, co odpowiada potrzebom badań nad widzeniem dwufotonowym.

– Przy wsparciu projektu Proof of Concept powstał prototyp, który jest w pełni możliwy do użycia i który już założyliśmy kilkudziesięciu osobom i pokazaliśmy im widzenie dwufotonowe jako element rozszerzonej rzeczywistości. Natomiast wymaga on nadal udoskonaleń, obecnie założenie go trwa kilka minut i wymaga pomocy operatora. Prototyp jest przypięty do lasera, który zajmuje trochę miejsca w laboratorium optycznym – wskazuje ekspertka.

- Reklama -

Zobacz również:

Darmowe szczepienia dla seniorów mogą zniknąć. Niepokojące plany Ministerstwa ZdrowiaBIZNES · 04.09.2026Darmowe szczepienia dla seniorów mogą zniknąć. Niepokojące plany Ministerstwa Zdrowia

Prototyp powstał w ramach projektu „Wyświetlacz siatkówkowy oparty na widzeniu dwufotonowym dla potrzeb rozszerzonej rzeczywistości”, który otrzymał dofinansowanie w programie Proof of Concept Fundacji na rzecz Nauki Polskiej ze środków Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki 2021–2027. Kolejnym etapem prac będzie zmniejszenie źródła laserowego i zastąpienie pozostałych elementów układu rozwiązaniami światłowodowymi, aby z okularów można było korzystać poza laboratorium.

– Chcielibyśmy użyć mniejszego lasera i zastąpić wszystkie elementy elementami światłowodowymi, żeby całość można było założyć na siebie i żeby można było wyjść w tych okularach poza laboratorium. Chcemy to zrealizować już w ramach spółki spin-off, która teraz powstaje w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. Mamy nadzieję, że jak stworzymy mobilną wersję prototypu, to będziemy mogli zainteresować nim użytkowników końcowych – zapowiada badaczka.

W pierwszej kolejności naukowcy chcą rozwijać technologię z myślą o zastosowaniach specjalistycznych. Okulary mogłyby wyświetlać dodatkowe informacje pilotom i żołnierzom, wspierać realizację programów kosmicznych, a w medycynie dostarczać dane chirurgom bezpośrednio podczas operacji. Samo zjawisko widzenia dwufotonowego jest również badane pod kątem diagnostyki okulistycznej, m.in. w mikroperymetrii służącej do oceny czułości siatkówki.

– Na razie przede wszystkim celujemy w zastosowania ściśle specjalistyczne, jak na przykład lotnictwo, wojskowość, być może programy kosmiczne, ale również chirurgia i wyposażenie sal operacyjnych. Aby takie okulary mogły być szerzej dostępne dla zwykłych użytkowników, musimy jednak poczekać, aż te krótkoimpulsowe lasery się jeszcze bardziej zminiaturyzują – tłumaczy dr hab. inż. Katarzyna Komar.

Miniaturyzację może przyspieszyć rozwój femtosekundowych laserów na chipach. Zdaniem ekspertki w ciągu kilku lat takie źródła światła mogą trafić do produkcji, co otworzyłoby drogę do powstania okularów przeznaczonych także dla zwykłych użytkowników.

 


Projekt jest realizowany z działania Proof of Concept prowadzonego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej i finansowanego ze środków pochodzących z Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki. 

 

Źródło: Newseria

NAJNOWSZE INFORMACJE

Polacy chcą płacić czynsz przez internet jak za zakupy online. Nieliczne spółdzielnie dają taką możliwość

66 proc. Polaków chciałoby płacić czynsz i inne opłaty mieszkaniowe przez internet – wynika z badania przeprowadzonego dla Fundacji Polska Bezgotówkowa.

Monika Richardson zafascynowana Japonią i uczy się japońskiego. Odkryła zaskakujące podobieństwa do polskiej kuchni

Byłą dziennikarska przyznaje, że kultura Japonii tak mocno ją zaintrygowała, że postanowiła ją bliżej poznać. Monika Richardson intensywnie uczy się języka japońskiego, a swoje zainteresowania rozwija również poprzez poznawanie tamtejszej kuchni.

Cyberbezpieczeństwo stało się częścią zarządzania gminą. Samorządom może brakować finansowania i wykwalifikowanej kadry

Nowelizacja ustawy o krajowym systemie cyberbezpieczeństwa (KSC), wdrażająca do polskiego prawa unijną dyrektywę NIS 2, wprowadziła szereg nowych obowiązków i zadań dla podmiotów kluczowych i ważnych, w tym jednostek samorządu terytorialnego.

UE dostrzega deficyt kadry medycznej. Posłowie apelują o plan kryzysowy dotyczący pracowników ochrony zdrowia

Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że do 2030 roku w europejskim regionie zabraknie blisko miliona pracowników ochrony zdrowia. Parlament Europejski dostrzega problem i wzywa Komisję do opracowania kompleksowej i długoterminowej strategii.

Polacy chcą płacić czynsz przez internet jak za zakupy online. Nieliczne spółdzielnie dają taką możliwość [DEPESZA]

66 proc. Polaków chciałoby płacić czynsz i inne opłaty mieszkaniowe przez internet – wynika z badania przeprowadzonego dla Fundacji Polska Bezgotówkowa.

Kolej zyskuje na popularności. Trwają duże projekty modernizacji taboru i dworców kolejowych

2025 rok był rekordowy dla polskiej kolei pod względem liczby pasażerów. Pociągami podróżowało 438,9 mln osób, a prognozy na 2026 rok przewidują jeszcze lepszy wynik.

Szczepienia przeciw COVID-19 bez e-skierowania. Szczepić można się w punktach POZ i aptekach [DEPESZA]

Wraz z początkiem sezonu jesienno-zimowego w całej Polsce ruszyły bezpłatne szczepienia przeciw COVID-19 na sezon 2026/2027.

Mikroprzedsiębiorcy są przeciążeni codziennymi obowiązkami. Sztuczna inteligencja może dać im więcej czasu na rozwój biznesu

Ponad 80 proc. polskich mikroprzedsiębiorców samodzielnie zajmuje się administracją, dokumentami i formalnościami, a niemal trzy czwarte ma poczucie, że ciągle jest coś do zrobienia – wynika z badania Orange Polska.

Transfer technologii do biznesu wciąż słabą stroną polskiej nauki. Finansowanie uczelni ma być powiązane z realnymi wdrożeniami

Współpraca nauki z biznesem może zwiększać innowacyjność i konkurencyjność polskiej gospodarki, ale wciąż ograniczają ją bariery w dostępie do technologii i transferze wiedzy.

Jadwiga Wiśniewska: Siedem lat temu zmierzyłam się z rakiem piersi. Teraz nawet w natłoku obowiązków nie zapominam o badaniach

Europosłanka przypomina o tym, jak ogromne znaczenie ma regularna kontrola stanu zdrowia i profilaktyka. Siedem lat temu Jadwiga Wiśniewska sama zmierzyła się z rakiem piersi.

Procedury przetargowe blokują wdrażanie innowacji. Firmy potrzebują możliwości eksperymentowania, a nie biurokracji

– Nie każdy innowacyjny pomysł ma szansę trafić na rynek. Kluczowe jest jak najszybsze zweryfikowanie pomysłu i rezygnacja z tych, które nie rokują – podkreśla przedstawiciel Orange Innovation Poland.

Miliardowe koszty absencji chorobowej Polaków. Aktywność fizyczna mogłaby przynieść oszczędności

W 2025 roku odnotowano 27,5 mln zaświadczeń lekarskich o czasowej niezdolności do pracy na łącznie 290,5 mln dni absencji chorobowej.

O TYM SIĘ MÓWI

Monika Richardson zafascynowana Japonią i uczy się japońskiego. Odkryła zaskakujące podobieństwa do polskiej kuchni

Byłą dziennikarska przyznaje, że kultura Japonii tak mocno ją zaintrygowała, że postanowiła ją bliżej poznać. Monika Richardson intensywnie uczy się języka japońskiego, a swoje zainteresowania rozwija również poprzez poznawanie tamtejszej kuchni.

Cyberbezpieczeństwo stało się częścią zarządzania gminą. Samorządom może brakować finansowania i wykwalifikowanej kadry

Nowelizacja ustawy o krajowym systemie cyberbezpieczeństwa (KSC), wdrażająca do polskiego prawa unijną dyrektywę NIS 2, wprowadziła szereg nowych obowiązków i zadań dla podmiotów kluczowych i ważnych, w tym jednostek samorządu terytorialnego.

UE dostrzega deficyt kadry medycznej. Posłowie apelują o plan kryzysowy dotyczący pracowników ochrony zdrowia

Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że do 2030 roku w europejskim regionie zabraknie blisko miliona pracowników ochrony zdrowia. Parlament Europejski dostrzega problem i wzywa Komisję do opracowania kompleksowej i długoterminowej strategii.