كيف تعمل النظارة الذكية؟ وماهي مكوناتها – شرح مبسط

هل تساءلت يوماً كيف تعمل النظارة الذكية ؟ الإجابة المختصرة هي أنها تعمل من خلال دمج مجموعة من القطع التقنية (Hardware), وحدات عرض صغيرة للغاية (Micro Projectors)، أجهزة إستشعار، وحدة معالجة CPU, ونظام تشغيل Software يمكن توصيله بالإنترنت والتحكم به!

يقوم جهاز العرض الصغير المدمج مع النظارة بتوجيه الضوء نحو العدسة. التي بدورها تعكس هذا الضوء إلى عينك، بالإضافة, يمكن أن يكون هذا العرض على عدسة واحدة أو على العدستين. هل مازلت تشعر بالحيرة؟ حسناً لا تقلق دعنا نتعمق أكثر في التفاصيل ونفهم كيف تعمل هذه النظارات التي يتنافس على صنعها عمالقة التكنولوجيا Meta, Google و Apple.

شرح طريقة عمل النظارات الذكية

لكي نفهم كيف تعمل هذه النظارة الذكية لابد لنا من تفكيكها، بالتالي فهم وظيفة كل قطعة مدمجة معهاً سواء في العدسات أو أذرع النظارة، وكيف تعمل هذه القطع التقنية مع بعضها البعض.

في هذه المقالة سوف نشرح طريقة عمل النظارات الذكية التي تقوم بعرض شاشة على العدسات بتقنية الواقع المعزز AR مثل Meta Ray-Ban Display، VITURE Pro XR علاوة على ذلك تأتي غالباً بكاميرا، بطارية، سماعات، مستشعرات.

مكونات النظارة  الذكية

هل تتخيل يا عزيزي القارئ أن النظارات الذكية تحتوي على كل هذه القطع. المدهش في الأمر أن حجمها يكون صغيراً، ولا يتجاوز وزنها 70 غراماً فقط أي ما يعادل وزن بيضة واحدة! ولكن من المهم الانتباه أنه كلما كانت النظارة تحتوي على تقنيات أكثر يكون سعرها أعلى طالع أسعار النظارات الذكية لمزيد من التفاصيل.

1- العدسات

أولاً لنتحدث عن العدسات، التي تكون في النظارة الذكية ليست مثل أي عدسات نظارات أخرى. إنها مصممة بعناية وبدقة هندسية كبيرة وبشكل مخصص لاستقبال الضوء من جهاز العرض الصغير المدمج مع النظارة إلى عينيك والذي يكون مزود بتقنية موجهات الموجات (Waveguides).

تكون العدسة مصممة بهياكل دقيقة محفورة داخل زجاج العدسة تسمى “الشبكات”. لا يمكن عرض هذا الضوء مباشرة على العدسة العادية. بكل بساطة بسبب قرب العين من العدسة. سوف يتشتت الضوء ويحدث الكثير من المشكلات، وهذه الطبقات المحفورة على النظارة بشكل دقيق لا يلاحظ تكون في العادة ثلاثة أنواع وهي:

• طبقة الإدخال (Input Grating): وظيفتها استقبال الضوء من جهاز العرض المدمج.
• طبقة الطي (Fold Grating): تقوم بتوجيه الضوء وتحريكه داخل الزجاج عبر الانعكاس.
• طبقة الإخراج (Output Grating): تقوم بإرجاع الضوء باتجاه عين المستخدم.

إن تركيبة العدسة بهذا الشكل تتيح للنظارة الذكية تطبيق المميزات التالية:

• جعل الصورة المعروضة من النظارة تبدو بعيدة مما يسهل استخدامها.
• تتيح للعرض أن يكون شفافاً بحيث.
• هذا التصميم للعدسات لا يستطيع غيرك رؤية شاشة العرض.
• يمنع التوهج وإجهاد العين.

2- جهاز العرض (Micro Projector)

جهاز العرض يكون بالعادة في زاوية العدسة ويستخدم نظام يسمى LCOS وهو نظام مشابه لطريقة عرض الشاشات من نوع LCD حيث يوجد ثلاثة بواعث للضوء LED (أحمر، أزرق، أخضر) ينتقل هذا الضوء من البروجكتر نحو “الشبكات” المحفورة بدقة متناهية على العدسة ومن ثم ينتقل إلى عين المستخدم.

3- المعالج

معالج النظارة الذكية يكون صغيراً ويوضع في أحد أذرع النظارة الاثنتين، بينما تكون البطارية في الذراع الأخرى وذلك من أجل توزيع الوزن بشكل صحيح. كل تفصيلة صغيرة مهمة في عالم النظارات الذكية نحن  نتحدث عن مكونات تقنية معقدة صغير للغاية لا يتجاوز حجمها بضع سنتمترات. نظارات Meta Ray-Ban Display على سبيل المثال تستخدم معالج Snapdragon AR1 الذي يمكن النظارة من العمل كجهاز مستقل لا سلكياً والقيام بعمليات حسابية معقدة. هذا إلى جانب نظام تبريد يبعد الحرارة عن رأسك.

4- البطارية

من أكثر التحديات التي تواجه صناعة النظارات الذكية هي إدماج بطارية تكون سعتها كبيرة، تدوم لفترة طويلة، وزنها خفيف، ويكون حجمها صغير للغاية لكي توضع على ذراع النظارة! لذلك تجد أن معظم النظارات الذكية حالياً تكون بسعة بطارية  منخفضة وتدوم لبضع ساعات مقارنة بسعة بطاريات الهواتف الذكية. ولكن مع تقدم التكنولوجيا بكل تأكيد سوف يتم تطوير بطاريات أكثر كفاءة.

لحل هذه  المعظلة حالياً، تلجأ بعض الشركات المصنعة للنظارات الذكية بتوفير حافظة للنظارة تعمل مثل بنك طاقة، يمكنك شحنها وأخذها معك ووضع نظارتك بها لكي تتمكن من شحنها بضع مرات باليوم! أعتقد أن هذا حل ذكي ومبتكر.

5-  ذاكرة تخزين

تحتوي النظارات  الذكية على ذاكرة تخزين صغير توضع عادة بجانب المعالج وحجمها صغير للغاية، توفر ما يصل إلى 32 جيجا بايت من ذاكرة التخزين ROM و ما يصل إلى 2 جيجا بايت من الذاكرة العشوائية RAM.

6- الكاميرا

تكون النظارة عادة في الإطار الأمامي للنظارة الذكية فوق العدسات أو الزاوية العلوية، وذلك لسبب وجيه وهو تصوير ما يرديه المستخدم من زاوية عينيه، بمعنى أن يتمكن من تصوير ما يراه  فعلياً. تكون كاميرا صغيرة شبيهة بشكل كبير من كاميرات الهواتف الذكية قبل 4-5 أعوام، حالياً توفر جودة تصوير فيديو 3K وصور بدقة 12 ميغا بيكسل. سوف يتم تطوير الكاميرات بكل تأكيد في السنوات القليلة القادمة وحل معضلة عدم توفر ضوء فلاش للإضاءة الليلية.

7- السماعات والميكروفون

من مكونات النظارة الذكية السماعات التي تتيح للمستخدمين الاستماع للصوت والموسيقى والميكروفون للتحدث من خلالها. بعض النظارات الذكية تأتي مع نظام عزل الصوت وميزات متخصصة.

8- لوحة اللمس

تحتوي بعض نظارات الذكية على لوحة لمس تكون في الجزء الخارجي من من ذراع النظارة الذكية، يتيح للمستخدمين التحكم السريع في وظائف النظارة.

9- المستشعرات

أخيراً تحتوي الأذرع على مستشعرات مثل الجيروسكوب الذي يقيس دوران وحركة رأسك ومقياس التسارع التي يرصد اتجاه النظارة أعلى أم أسفل لتوجيه الصورة بشكل صحيح.

نظام التشغيل Software النظارة الذكية و

نظام التشغيل هو  المسؤول عن توظيف العناصر المادية Hardware وجعلها قابلة للتحكم من قبل المستخدم، مثل نظام أندرويد على سبيل المثال الذي سوف يتم دمجه في نظارة جوجل القادمة هذا العام، كل نظارة تستخدم نظام تشغيل لعرض الصور، التحكم بالصوت، التصفح، وجميع وظائف نظام التشغيل المعروفة.

الخلاصة

إن طريقة عمل النظارة الذكية مثل الهاتف الذكي والساعة الذكية (مجموعة من الهاردوير تعمل بتناغم تام ونظام تشغيل Software) وتحتوي على الكثير من البرمجيات الدقيقة والمعقدة والتقنيات المعدة بعناية وبحجم صغير للغاية، إنني شخصياً أعتبرها طفرة ومعجزة عصرنا الحالي ومن أكثر الابتكارات الحديثة دهشة وإثارة.

بصراحة إنني متحمس للغاية ولا أستطيع انتظار التطور والإمكانيات التي سوف تصل إليها قريباً خصوصاً مع الدخول المتوقع لعمالقة التكنولوجيا إلى عالم النظارات الذكية مثل Apple و Google. هل لديك أي سؤال يتعلق بالنظارات الذكية؟ تواصل معنا وسوف نجيبك على الفور!

الاسئلة الشائعة