Les lunettes de suivi oculaire sans pile développées au Dartmouth College pourraient créer une expérience encore plus réaliste pour les amateurs de réalité augmentée. La nouvelle technologie améliore les commandes du joueur pour les jeux et permet des affichages d'images plus précis.

La consommation d'énergie et le coût élevés ont éloigné les eye trackers des systèmes de réalité augmentée actuels. En utilisant des lumières proche infrarouge et des photodiodes, Le laboratoire DartNets de Dartmouth a créé un système portable qui suit les mouvements oculaires rapides et permet la saisie mains libres des commandes du système.

Les lunettes, qui peut également aider à surveiller la santé humaine, sont présentés au MobiCom 2018 qui aura lieu du 29 octobre au 2 novembre à New Delhi, Inde.

"C'est une avancée passionnante pour les joueurs, développeurs et autres utilisateurs de lunettes connectées, " dit Xia Zhou, professeur agrégé d'informatique à Dartmouth et chef de projet, "c'est le tout premier eye tracker qui peut tenir dans vos lunettes de tous les jours et fonctionner sans piles."

L'utilisation des yeux comme dispositifs d'entrée efficaces dans les systèmes d'interaction homme-ordinateur comme les jeux vidéo nécessite un suivi précis des mouvements oculaires rapides au niveau submillimétrique. Les dispositifs de suivi idéaux doivent être portables et consommer de faibles niveaux d'énergie pour éliminer les charges fréquentes. Jusqu'à maintenant, un tel système n'a pas existé.

Selon l'équipe de recherche de Dartmouth, Les eye trackers portables existants sont insuffisants, principalement en raison de l'incapacité de faire correspondre des performances de suivi élevées avec une faible consommation d'énergie. La plupart des trackers utilisent des caméras pour capturer des images oculaires, nécessitant un traitement d'image intensif et entraînant des coûts élevés et le besoin de blocs-piles externes encombrants.

« Nous avons adopté une approche minimaliste qui rapporte vraiment en termes de consommation d'énergie et de facteur de forme, " dit Tianxing Li, un doctorat étudiant à Dartmouth et auteur du document de recherche. "Le nouveau système ouvre un large éventail d'utilisations pour les applications de suivi oculaire."

Pour faire fonctionner le système de Dartmouth, les chercheurs avaient besoin de détecter la trajectoire, rapidité, et l'accélération de la pupille de l'œil sans caméras. Les lumières infrarouges proches sont utilisées pour éclairer l'œil dans diverses directions tandis que les photodiodes détectent les motifs de la lumière réfléchie. Ces réflexions sont utilisées pour déduire la position et le diamètre de la pupille en temps réel grâce à un algorithme léger basé sur un apprentissage supervisé.

Le prototype a été construit avec des composants matériels standard et intégré dans une paire de lunettes régulière qui suit quatre étapes du mouvement des yeux connues sous le nom de fixation, poursuite en douceur, saccade et clignotement. Les expériences ont montré que le système atteint une très grande précision avec une faible erreur pour le suivi de la pupille.

"En détectant le type de mouvement des yeux, le système peut adapter la détection et le calcul. Certains mouvements ont des trajectoires prévisibles, permettant au système de déduire la position ultérieure de la pupille et de minimiser la consommation d'énergie », a déclaré Li.

Avec une consommation électrique des centaines de fois inférieure à celle des systèmes actuels, l'eye tracker de Dartmouth peut être alimenté par l'énergie récupérée de l'éclairage intérieur, ce qui signifie qu'aucune pile n'est requise. Le système eye-tracker sans pile est également plus facile à intégrer dans une paire de lunettes ordinaire.

Selon l'article :« Bien que la récupération de l'énergie solaire ait été largement étudiée dans la littérature, au meilleur de notre connaissance, il n'y a pas eu de mesures systématiques avec des configurations similaires à la nôtre." La disposition du système eye-tracker de Dartmouth est rendue unique par le placement de cellules solaires verticalement sur le côté des branches des lunettes pour récupérer l'énergie de l'éclairage intérieur sous divers utilisateurs Activités.

Le système à faible coût peut être utilisé pour des systèmes de jeu et d'affichage en réalité augmentée. En permettant des mesures plus précises de la position des yeux, le système peut un jour éliminer le besoin de contrôleurs manuels et peut entraîner un rendu plus efficace des images par les systèmes d'affichage, ce qui signifie des images de meilleure qualité.

L'étude a été menée exclusivement à l'intérieur car une forte lumière infrarouge à l'extérieur peut saturer les capteurs de lumière dans le prototype actuel. Les recherches futures incluent l'adaptation du gain du capteur de lumière dans le système pour une utilisation en extérieur et l'amélioration de la détection de certains mouvements oculaires rapides.

Avec plus d'avancement, Le suivi oculaire continu peut également être utilisé pour identifier des problèmes de santé tels que les troubles mentaux, détecter des états cognitifs comme la fatigue, et d'évaluer l'efficacité des traitements cliniques. Les futurs modèles seront également optimisés pour un look plus miniaturisé et une intégration encore meilleure dans des lunettes classiques aux formes variées.