Energie des Blinzelns: Forscher entwickeln selbstversorgenden Eye-Tracker

Ein chinesisches Forschungsteam hat ein leichtes, selbstversorgendes Eye-Tracking-System vorgestellt.

Eye-Tracking-Technologien ermöglichen es Menschen, die ihren Körper nicht mehr bewegen können, Rollstühle zu steuern oder nur mit ihren Augen zu kommunizieren. Diese Hilfsgeräte unterliegen jedoch aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts oft Einschränkungen.

Eye-Tracker nutzt Energie, die beim Blinzeln entsteht

Forscher von der Qingdao-Universität in Qingdao, China, berichten nun von der Entwicklung eines leichten, selbstversorgenden Eye-Tracking-Systems. Dieses wird den Wissenschaftlern zufolge mit Energie betrieben, die durch die Reibung zwischen Augenlidern und Augen beim Blinzeln entsteht. Ihre Erkenntnisse haben die Forscher im Fachjournal „Cell Reports Physical Science“ von Cell Press veröffentlicht.

„Wir haben ein selbstversorgendes Eye-Tracking-System entwickelt, das Energie aus dem Blinzeln gewinnt und zur hochpräzisen Erkennung von Augenbewegungen eingesetzt werden kann“, erklärt Yun-Ze Long von der Qingdao-Universität in Qingdao, China. „Das System funktioniert im Dunkeln, benötigt keine externe Stromquelle und ist so leicht und komfortabel wie eine normale Brille oder Kontaktlinsen.“

Ziel der Forscher war es, die derzeit verfügbaren Eye-Tracking-Technologien weiterzuentwickeln. Herkömmliche Eye-Tracker sind häufig sperrig, auf externe Stromquellen angewiesen und funktionieren bei schlechten Lichtverhältnissen nur eingeschränkt. Zudem kann ihre Nutzung bei längerer Anwendung zu einer Überanstrengung der Augen führen.

Vor diesem Hintergrund wollten die Wissenschaftler, eine nachhaltigere, tragbare und benutzerfreundliche Alternative entwickeln, um Menschen mit Mobilitätseinschränkungen wie etwa amyotropher Lateralsklerose (ALS), besser zu unterstützen.

System basiert auf Prinzipien triboelektrischer Nanogeneratoren

Zu diesem Zweck entwickelten sie ein System, das auf den Prinzipien triboelektrischer Nanogeneratoren basiert. Diese wandeln mithilfe von Elektrifizierung und elektrostatischer Induktion mechanische Energie in elektrische Energie. Zudem können sie Energie aus niederfrequenten Quellen wie dem Blinzeln gewinnen.

Die Wissenschaftler berichten, dass Ihr System nicht nur genug Energie gewinnt, um sich selbst mit Strom zu versorgen. Der Eye-Tracker ist auch in der Lage Augenbewegungen von nur zwei Grad mit einer Genauigkeit von 99 Prozent zu erkennen.  

„Wir waren besonders überrascht, wie gut die Reibungsschicht ihre Ladung in einer biologischen Umgebung auf dem Auge eines Kaninchens beibehielt“, so Long. „Wir waren auch beeindruckt von der Fähigkeit des Systems, selbst in elektromagnetisch gestörten Umgebungen eine hohe Genauigkeit aufrechtzuerhalten.“

Technologie eröffnete vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Den Forschern nach zeigen die Ergebnisse, dass es möglich ist, Energie aus subtilen Körperbewegungen zu gewinnen. Sie stellen sich eine Zukunft vor, in der ähnliche Technologien nicht nur in der Gesundheitsversorgung und in Virtual-Reality-Anwendungen zum Einsatz kommen, sondern auch in Bereichen wie intelligentem Fahren und Weltraumforschung, für die eine freihändige Bedienung unerlässlich ist.

„Unser System verwandelt etwas so Einfaches wie ein Blinzeln in eine Energie- und Steuerungsquelle“, erörtert Long. „Es ist leicht, komfortabel und hilfreich – insbesondere für Menschen, die zur Kommunikation oder Interaktion mit ihrer Umgebung auf Augenbewegungen angewiesen sind. Es ist ein Beispiel dafür, wie Technologie Menschen befähigen und den Alltag zugänglicher machen kann.“