Le lenti LIGHTSWORDS promettono di ridurre la degradazione della vista legata all’età
Lenti a contatto che alleviano i sintomi della presbiopia mantenendo allo stesso tempo una visione corretta da tutte le distanze potrebbero presto diventare una realtà grazie alla tecnologia sviluppata dal progetto LIGHTSWORDS. Che abbiate dovuto portare occhiali o lenti a contatto da giovani o meno, molto probabilmente verso i cinquant’anni la vostra vista, una volta eccellente, comincerà a peggiorare. Leggere il giornale o i messaggi sul cellulare diventerà improvvisamente una sfida che riuscirete a superare solo con l’aiuto di occhiali, lenti a contatto o chirurgia. Questo disturbo si chiama presbiopia e colpisce quasi un miliardo di persone nel mondo. Essendo la chirurgia ancora agli inizi, gli occhiali rimangono l’opzione più realistica per molti pazienti. Ma hanno un importante svantaggio: rendono difficile per l’occhio mettere a fuoco a diverse distanze, il che può essere pericoloso, specialmente sul posto di lavoro. È qui che entra in gioco il progetto LIGHTSWORDS (“Lens that mIGHT be a Satisfactory Way Of Reducing age Degradation of Sight”), finanziato dall’UE, con la promessa di una lente di plastica che permette continui aggiustamenti focali da oggetti vicini fino … all’infinito. LIGHTSWORDS sta sviluppando una ricerca teorica che è emersa 20 anni fa. Allora, il concetto di una lente che eliminasse il bisogno di una regolazione meccanica della messa a fuoco era già emersa ma la tecnologia non era abbastanza matura da portare questo concetto dal laboratorio al mercato. Il progetto LIGHTSWORDS ha risolto questo problema con una serie di tecnologie di impressione e iniezione e una lente rivoluzionaria in grado di variare continuamente la potenza ottica da 0D a circa 3D – rendendo possibile il riconoscimento di oggetti messi a distanze da circa 33 cm all’infinito con un buon livello di nitidezza dell’immagine. Krzysztof Grabowiecki, coordinatore del progetto, ci parla dei suoi risultati e dei suoi piani per sviluppare ulteriormente la tecnologia di LIGHTSWORDS. Quali sono gli obiettivi principali del progetto? Il nostro obiettivo è sviluppare la tecnologia necessaria per la produzione di una nuova struttura ottica chiamata Lightswords e di prepararla per la produzione. Questa tecnologia si basa su una struttura ottica asimmetrica. Questo significa che le lenti sono provviste di una profondità di messa a fuoco più estesa, che potrebbe sostituire le zonule di Zinn con lenti cristalline per adattare la vista a esigenze specifiche. Questi meccanismi sono fondamentali per risolvere i problemi dei pazienti affetti da presbiopia. Con una sola lente, saranno in grado di osservare oggetti da varie distanze senza alcuna significativa perdita di nitidezza, anche se i risultati saranno leggermente al di sotto di quelli ottenuti con le normali lenti monofocali sulle lunghe distanze. La teoria alla base della tecnologia di LIGHTSWORDS è stata sviluppata circa 20 anni fa, ma non ci sono state applicazioni fisiche a causa delle difficoltà relative alla produzione delle lenti: una piccola curvatura che varia continuamente intorno all’asse e piccoli passi netti. Il nostro compito era trovare la tecnologia adeguata, che potesse soddisfare al meno i limiti teorici legati alla produzione e cominciare una linea di produzione di massa pilota. Avete testato tre tecnologie diverse. Una di esse si è rivelata migliore? In che modo? Tre tecnologie (o quattro, se contiamo le combinazioni) sono state usate per studiare la possibile produzione delle lenti LIGHTSWORDS: la normale microproduzione di una singola lente che si usa spesso nelle pratiche industriali, la microproduzione con la possibile applicazione di EDM per la produzione mediante stampaggio (tecnologia a iniezione), la tecnologia della litografia a laser per la produzione mediante stampaggio (goffratura a caldo) e microproduzione per la produzione mediante stampaggio (goffratura a caldo). Infine, la microproduzione per la produzione mediante stampaggio è stata considerata la soluzione migliore. È stato prodotto uno stampo con la precisione necessaria da parte del consorzio ed è stato prodotto un primo lotto di lenti di prova a iniezione che hanno avuto una buona riuscita. Per la caratterizzazione ottica, è stato creato un banco di prova per simulare la vista dell’occhio umano. Quattro oggetti sono stati messi a distanze diverse (da 0,33 m a 3 m) dall’“occhio presbite artificiale” che è in pratica una lente che mette a fuoco a una distanza fissa. Abbiamo osservato la correzione della vista che avevamo previsto originariamente in teoria: invece di avere un singolo oggetto nitido e circondato da oggetti fuori fuoco, l’occhio artificiale corretto con le lenti LIGHTSWORDS era in grado di vedere tutti e quattro gli oggetti con una soddisfacente – ma non ottimale – nitidezza. Quali sono state le maggiori difficoltà incontrate nel corso del progetto e come sono state risolte? La difficoltà principale era soddisfare livelli molto ridotti di tolleranze (micron o persino submicron) per la produzione in modo da ottenere un certo livello di levigatezza, mantenendo allo stesso tempo la forma e ruvidità di una lente normale. In particolare, usare la litografia laser in scala di grigio per fotoresist spesso non è stato facile. La tecnologia per fotoresist spesso/profondo non è ancora abbastanza matura quindi il nostro successo è stato solo parziale a questo riguardo. Siamo stati costretti alla fine a passare a un design “semi-rifrangente” della struttura ottica. Infine, abbiamo concentrato i nostri sforzi sulla microproduzione e siamo riusciti a raggiungere i nostri obiettivi. In cosa sono diverse le vostre lenti in plastica da altre lenti attualmente disponibili sul mercato? La differenza principale è che, con le nostre lenti singole, una persona che osserva una scena può godere di una più estesa profondità di campo. Il nostro progetto primario si basa sulla potenza ottica 0-3D, il che significa che la profondità del campo si estende da 33 cm (la normale distanza di lettura) all’infinito. L’attuale concetto di correzione usa una serie di strutture ottiche: bifocale, a foro stenopeico, asferica. La maggior parte di esse però richiede movimenti dell’asse dell’occhio mentre, nel caso di LSOE, l’asse della visione rimane immutato. Il progetto si conclude questo mese. La tecnologia che avete sviluppato soddisfa le vostre aspettative iniziali? In linea di principio si: la tecnologia è pronta per la produzione pilota. Stiamo anche sviluppando una situazione di collaudo dedicata per valutare la geometria e le caratteristiche ottiche delle lenti. Avete in programma un follow-up? Sì. Adesso che abbiamo sviluppato lenti vere e proprie, che possono essere valutate da oftalmologi in clinica e testate da ricercatori che si occupano dell’acquisizione dell’immagine da parte del cervello, gli esperti hanno espresso l’interesse verso lenti a contatto e intraoculari. Per intraprendere queste sfide però è necessario usare materiali nuovi. In parallelo ci piacerebbe sviluppare soluzioni di camera CCD per operazioni senza messa a fuoco come misurazione integrata della distanza (telemetro) e condizioni di illuminazione difficili. Per questo è necessario lo sviluppo di un software sofisticato e una configurazione hardware per la rappresentazione della scena in tempo rale e tale sviluppo e in corso. Cominceremo a lavorare a progetti per occhiali protettivi nei quali saranno incorporate le nostre lenti e ovviamente tenteremo di assicurarci nuovi fondi della CE a questo fine. Cosa prevedete in termini di impatto sul mercato? Ci sono produttori di lenti interessati alla produzione di massa delle vostre lenti? L’impatto sul mercato potrebbe essere grande grazie al prezzo contenuto del dispositivo e all’alta funzionalità integrata nella struttura della lente. Un impatto ancora maggiore si può prevedere se si prendono in considerazione le lenti a contatto o intraoculari, anche se dobbiamo ancora aspettare i risultati clinici, comprese le limitazioni legate a certi difetti dell’occhio umano. Vediamo anche delle potenzialità in una cosiddetta soluzione di visione artificiale per un’aquisizione migliore e più veloce o per un’analisi della scena in 3D. Cose come la visione notturna e la valutazione spettrale della scena osservata potrebbero anche essere prese in considerazione poiché si sfruttano le caratteristiche diffrattive delle lenti asimmetriche. Alcuni dei principali rappresentanti del mercato oftalmico e delle fotocamere hanno in effetti manifestato il proprio interesse. È però troppo presto per divulgare ulteriori informazioni. Per ulteriori informazioni, visitare: LIGHTSWORDS http://www.lightswords.eu/
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Polonia