达特茅斯学院用近红外光NIR实现眼动追踪 减小AR眼镜尺寸

　　2018年11月05日，由美国达特茅斯学院开发的眼动追踪器用近红外光(NIR)和光电二极管取代了摄像头，从而提高了能效和降低了体积。可穿戴眼动追踪器能够追踪瞳孔的2D位置和直径。镜框上的小型光电二极管感应眼球反射的光线，然后利用反射光并根据瞳孔的光线吸收来推断其位置。

　　NIR LED可从各个方向照亮眼睛：NIR LED作为点光源，并从不同方向向眼睛发射超短光脉冲，而光电二极管则感应反射而来的近红外光。系统利用了不同眼动阶段的特征，并相应地调整自身以增加节能效率。

　　本科毕业于北京理工大学的研究人员Tianxing Li表示：“通过检测眼球运动的类型，系统可以调整感知和计算。一些运动具有可预测的轨迹，从而允许系统推断随后的瞳孔位置并最小化能耗。”

　　研究人员使用现成的硬件组件构建了一个原型，并将其集成到一副普通的眼镜中。针对22名被试的实验表明，系统在追踪瞳孔位置方面的平均误差为0.8mm，在120Hz输出帧速率下追踪瞳孔直径时的平均误差为0.3mm，平均功率为395μW(由镜臂的两个太阳能电池功能)。

　　这款眼动追踪器利用室内照明进行功能，并且易于集成到一副普通眼镜中。Tianxing Li指出：“我们采用了一种极简主义的方法，并在功耗和形状参数方面得到了回报。新系统为眼动追踪应用开辟了广泛的用途。”

　　新技术可以改善玩家对游戏的控制，并实现更准确的影像显示。通过更精确地测量眼睛位置，显示系统就可以更有效地渲染图像，并且有可能在未来消除对控制器的需求。

　　研究仅在室内进行，因为室外的强红外光会令当前原型中的光传感器过度饱和。研究团队希望在未来调整系统中的光传感器以供户外使用，并优化对某些快速眼动的检测。

　　达特茅斯学院的周霞副教授表示：“对于游戏玩家，开发者和其他智能眼镜用户来说，这是一次令人兴奋的进步。这同时是有史以来第一款可以集成至日常眼镜，并且无需电池运行的眼动追踪器。”