Работающая с 2021 года компания Xpanceo стремится переосмыслить образ современного электронного устройства: вместо смартфонов и ноутбуков компания разрабатывает умные контактные линзы. Несколько прототипов таких устройств компания продемонстрировала на выставке Mobile World Congress (MWC) 2025.

Одной из важнейших проблем любого носимого устройства, особенно такого маленького как контактная линза, является источник энергии. Xpanceo решила эту проблему при помощи системы беспроводной подачи питания — источником служит портативный аксессуар, который можно носить в сумочке или кармане; по размеру и форме он напоминает обычный футляр для контактных линз. Несмотря на использованные здесь передовые технологии, линза остаётся лёгкой и гибкой. Производитель учёл аспект безопасности: уровень излучения сопоставим с показателями обычных носимых устройств, и опасения по поводу расположенного так близко к глазу гаджета с подачей питания, беспочвенны, уверяют в Xpanceo.

Второй прототип демонстрирует потенциал решений для мониторинга показателей здоровья. Инвазивные процедуры, в том числе забор крови, не требуются — биосенсор с наночастицами производит замеры параметров прямо из слёзной жидкости: уровень глюкозы, кортизола, эстрона, прогестерона, тестостерона, а также витаминов B1, B2, B3, E и D. Постоянно контролируя уровни этих веществ, такая линза может преобразовать механизм персонального управления состоянием здоровья — люди смогут своевременно выявлять проблемы и применять персонализированные подходы к оздоровлению.

Третий прототип направлен на решение проблемы глаукомы — она характеризуется повышенным внутриглазным давлением (ВГД). Решающее значение для предотвращения потери зрения при глаукоме являются ранее выявление аномалий и непрерывный мониторинг показателей. На MWC 2025 компания Xpanceo представила линзу, обеспечивающую постоянный мониторинг ВГД — прототип демонстрировался на примере модели человеческого глаза. Линза содержит почти невидимый оптический рисунок, который перемещается в ответ на изменения ВГД. Пользователь сканирует этот рисунок при помощи мобильного приложения с искусственным интеллектом и в реальном времени получает точные показатели ВГД. Система способна улучшить раннее выявление глаукомы и текущее лечение болезни за счёт своевременного вмешательства.

Помимо трёх основных, Xpanceo продемонстрировала два дополнительных прототипа. AR Vision, как можно догадаться по названию, открывает доступ к технологии дополненной реальности, но вместо громоздкой гарнитуры она реализована непосредственно на контактной линзе с микродисплеем. Он проецирует цифровую информацию непосредственно на сетчатку, создавая для пользователя смесь цифрового и физического миров. На практике подобное устройство сможет использоваться в таких задачах как навигация, вывод информации в реальном времени и совершенно новые формы цифрового взаимодействия.

Пятый прототип — интеллектуальная контактная линза для считывания информации. Она оснащена встроенной антенной для беспроводной передачи данных и гибкими электронными компонентами, готовыми к массовому производству. В режиме реального времени линза транслирует данные на сопутствующее устройство. Гаджет выступает как зарядка и вычислительный модуль: линза может оставаться компактной и удобной, делегируя ресурсоёмкие задачи на внешний гаджет. Пользователи же наблюдают собранную линзой биометрическую информацию прямо на смартфоне — данные оказываются актуальными и полезными.

Xpanceo продемонстрировала ряд революционных технологических решений, которые использовались при создании её прототипов. В частности, это проектор размером менее 0,5 мм, способный подавать визуальную информацию и оставаться достаточно компактным, чтобы служить компонентом удобной в ношении контактной линзы. Это самые тонкие в мире гибкие 2D-проводники, которые изгибаются вместе с линзой, обеспечивая ей долговечность, а пользователю — комфортную работу с ней. Это высокочувствительные датчики ВГД, способные обнаруживать малейшие изменения показателей и имеющие достаточно компактные размеры для интеграции в линзу. Наконец, это биосенсоры на основе наночастиц — они измеряют показатели биомаркеров в слёзной жидкости, реагируя даже на очень низкие концентрации.

Важнейшим следствием всех этих инноваций станет смена парадигмы взаимодействия человека с вычислительными устройствами. Лучшим устройством, по версии Xpanceo, является отсутствие устройства. Человеку больше не требуется печатать, водить пальцами по сенсорным панелям или говорить — достаточно, например, движения взгляда. Нет необходимости и доставать какой-то гаджет для доступа к информации, если она просто появляется в поле зрения, когда нужна. Другими словами, интерфейс между человеком и цифровой системой оказывается почти незаметным, открывая повсеместный и постоянный доступ к цифровому миру.

Южнокорейский учёный Сок Ву Ли (Lee Seok Woo) создал сверхтонкий аккумулятор для умных контактных линз, заряжать который можно от слёз. Источником энергии для заряда аккумулятора служит глюкоза, которая содержится в слёзах. Первоначально работа была направлена на создание бесконтактных глюкометров для помощи людям с диабетом. Четвёртый эпизод шпионской киносаги «Миссия невыполнима» вдохновил учёного на создание батареи для умной контактной линзы.

Источник изображений: Lauren Choo | CNBC

Толщина «глюкозного» аккумулятора всего 0,2 мм, что примерно в два раза толще человеческого волоса. Его размеры были ограничены толщиной современных контактных линз или примерно 0,5 мм, в которые можно было бы без проблем установить такую батарею. Заявленного напряжения прототипа аккумулятора пока недостаточно для чего-то существенного — оно всего 0,3–0,6 В, но учёные обещают улучшить характеристики продукта. По крайней мере, они знают, к чему стремятся.

Для зарядки аккумулятора, покрытого глюкозой, его помещают в физиологический раствор, насыщенный ионами натрия и хлора (хлоридами). В процессе реакции глюкозы с ионами происходит заряд аккумулятора. После 8 часов нахождения в растворе аккумулятор заряжается до 80 % ёмкости и может потом работать в течение нескольких часов в течение суток. Альтернативный вариант заряда от слёз, очевидно, менее действенный, но тоже рабочий. Чтобы зарядить батарею от слёз нужно чаще плакать, поясняют учёные.

«Раствор слёз также содержит глюкозу. Это означает, что, пока вы носите контактные линзы, ваши слезы также могут заряжать аккумулятор, — говорит Ли. — Если вы будете больше плакать, то сможете зарядить свой аккумулятор ещё больше».

Аккумулятор можно заряжать в физрастворе и обычным методом — подавая на него питание по проводам

Предложенное учёными решение способно помочь сразу с двумя проблемами: обеспечить безопасную зарядку аккумулятора умной контактной линзы и позволить следить за уровнем глюкозы в организме пациентов. На стадии коммерческой зрелости такие линзы будут стоить всего несколько долларов, уверены учёные. Что об этом думают производители, не уточняется.

Компания Blink Energy представила решение BlinkIT для беспроводного питания электронных контактных линз и обеспечения связи с ними. Непосредственно интерфейсный и питающий блок крепится на веко, что придаёт ему сходство с футуристическими представлениями о киберпанке. Благодаря близости блока к контактной линзе, он может без проводов питать электронику на её борту и передавать данные.

Источник изображения: Blink Energy

Компания Blink Energy заявила также о владении патентами на окулярный блок с кастомными ASIC-чипами, заточенными под те или иные задачи. Эти решения могут быть встроены в контактные линзы для слежения за уровнем глюкозы в крови и за внутриглазным давлением. Данные будут передаваться беспроводным образом на датчик на веке и оттуда на смартфон и в облако.

Хотя блок BlinkIT навевает сомнение об удобстве способа крепления на подвижное веко, разработчики уверяют, что никакого дискомфорта от его ношения нет. По крайней мере, сами они его не ощущают, тогда как контактные линзы с электроникой на борту позволят привнести в опыт людей множество новизны и комфорта.