Polacy zbudowali okulary AR, które wyświetlają obraz podczerwienią. To pierwszy taki prototyp na świecie

Polscy naukowcy stworzyli pierwszy na świecie prototyp okularów rozszerzonej rzeczywistości wykorzystujących widzenie dwufotonowe — informuje agencja Newseria Innowacje. Technologia pozwala wyświetlać treści impulsami podczerwieni tak, że pozostają ostre przy przenoszeniu wzroku między różnymi planami, i ogranicza przyciemnienie obrazu otoczenia — bolączkę dzisiejszych gogli AR. Trwają prace nad wersją mobilną, z myślą o medycynie, lotnictwie i wojsku.

Człowiek, który widzi podczerwień

U podstaw urządzenia leży zjawisko opisane w 2014 r. przez międzynarodowy zespół, w którym uczestniczyła badaczka Międzynarodowego Centrum Badań Oka ICTER w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. Okazało się, że człowiek może zobaczyć krótkie impulsy bliskiej podczerwieni — zakresu normalnie niewidocznego — gdy pigment wzrokowy pochłonie niemal jednocześnie dwa fotony, których łączna energia pobudza fotoreceptory.

Widzenie dwufotonowe, najprościej mówiąc, polega na tym, że człowiek widzi podczerwień, przy czym długość fali 950 nanometrów wydaje się nam niebieska, 1000 nanometrów zielona, a 1100 nanometrów żółta, czyli kolory odpowiadają z grubsza takim kolorom, jakie ma dla nas światło widzialne, które ma połowę długości fali

— wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr hab. inż. Katarzyna Komar, prof. UMK, badaczka ICTER.

Dlaczego to lepsze niż dzisiejsze gogle

W okularach AR cyfrowy obraz trzeba nałożyć na widok świata — a stosowane dziś układy optyczne powodują straty światła, przyciemnienie lub zniekształcenia otoczenia. Podczerwień omija ten problem: ponieważ wykorzystuje inny zakres promieniowania niż światło z otoczenia, oba tory optyczne można połączyć zwierciadłem dichroicznym, które przepuszcza światło widzialne, a odbija podczerwień. W prototypie przepuszcza ono 96 proc. światła widzialnego i odbija 98 proc. podczerwonego bodźca — użytkownik ogląda więc świat niemal bez strat.

Druga przewaga dotyczy ostrości.

Widzenie dwufotonowe jest procesem nieliniowym optycznie, co oznacza, że jasność bodźca kwadratowo zależy od mocy wiązki pobudzającej, w związku z czym o wiele łatwiej będzie osiągnąć sytuację, że widzimy bodziec ostro i wyraźnie zarówno w warunkach jasnego dnia, jak i w ciemniejszym oświetleniu. Dodatkowo bodziec dwufotonowy, z tego powodu, że wywołuje go proces nieliniowy, jest zawsze ostry

— mówi prof. Komar.

Potwierdzają to opublikowane w sierpniu w „Optics Letters” wyniki badań jej zespołu: przy stopniowym rozogniskowywaniu obrazu uczestnicy tolerowali średnio 6,6 dioptrii dla bodźca dwufotonowego wobec 4,3 dioptrii dla tradycyjnego; przewagę odnotowano także u osób z prezbiopią. To istotne, bo w urządzeniach AR odległość wirtualnego obiektu nie zawsze odpowiada płaszczyźnie ostrości oka — ten konflikt akomodacji i konwergencji odpowiada za dyskomfort przy dłuższym używaniu gogli. Czy większa tolerancja przełoży się na mniejsze zmęczenie wzroku, mają rozstrzygnąć dalsze badania.

Stół optyczny na oprawce od optometrysty

Wyzwanie inżynierskie polegało na tym, by układ zajmujący normalnie sporą część stołu optycznego trafił na głowę użytkownika — o różnej przecież anatomii. W ciągu roku zespół zbudował prototyp łączący skaner MEMS, regulowaną optykę, światłowodowy tor laserowy i oprogramowanie synchronizujące całość w czasie rzeczywistym, a elementy umocowano na lekkiej ramie optometrycznej. Sercem urządzenia jest femtosekundowy laser światłowodowy domieszkowany erbem, opracowany przez dr inż. Dorotę Stachowiak i współpracowników z Politechniki Wrocławskiej, przestrajany w zakresie 872–1075 nm.

Przy wsparciu projektu Proof of Concept powstał prototyp, który jest w pełni możliwy do użycia i który już założyliśmy kilkudziesięciu osobom i pokazaliśmy im widzenie dwufotonowe jako element rozszerzonej rzeczywistości. Natomiast wymaga on nadal udoskonaleń, obecnie założenie go trwa kilka minut i wymaga pomocy operatora. Prototyp jest przypięty do lasera, który zajmuje trochę miejsca w laboratorium optycznym

— przyznaje badaczka.

Projekt „Wyświetlacz siatkówkowy oparty na widzeniu dwufotonowym dla potrzeb rozszerzonej rzeczywistości” sfinansowano z programu Proof of Concept Fundacji na rzecz Nauki Polskiej ze środków Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki 2021–2027.

Od spin-offu do sali operacyjnej

Następny etap to miniaturyzacja: mniejszy laser i zastąpienie pozostałych elementów światłowodowymi, by w okularach dało się wyjść poza laboratorium. Komercjalizacją zajmie się spółka spin-off powstająca w Instytucie Chemii Fizycznej PAN. Na pierwszy ogień idą zastosowania specjalistyczne: dodatkowe informacje dla pilotów i żołnierzy, programy kosmiczne oraz dane dla chirurgów wyświetlane bezpośrednio podczas operacji; samo zjawisko badane jest też w diagnostyce okulistycznej, m.in. w mikroperymetrii oceniającej czułość siatkówki.

Aby takie okulary mogły być szerzej dostępne dla zwykłych użytkowników, musimy jednak poczekać, aż te krótkoimpulsowe lasery się jeszcze bardziej zminiaturyzują

— tłumaczy prof. Komar, wskazując, że przełomem może być rozwój femtosekundowych laserów na chipach: jej zdaniem takie źródła światła mogą trafić do produkcji w ciągu kilku lat, otwierając drogę do wersji konsumenckiej.

Historia z ICTER dobrze ilustruje mechanizm, o który ta redakcja regularnie się upomina: od odkrycia podstawowego (2014), przez publiczny grant na prototyp, po spin-off celujący najpierw w wojsko, lotnictwo i chirurgię — czyli dokładnie tę ścieżkę dual-use, którą opisywaliśmy wczoraj jako polską szansę. Jeśli laserowe chipy dojrzeją w zapowiadanym tempie, o okularach z polskim rodowodem możemy jeszcze usłyszeć w zupełnie niespecjalistycznym kontekście.

Źródło: Newseria Innowacje

Oznaczenia [DO WERYFIKACJI] / [SPRZECZNOŚĆ ŹRÓDEŁ]: brak — wszystkie fakty, liczby i publikacja („Optics Letters”, sierpień 2026) z wklejonego materiału.

Źródła spoza wklejonego materiału: nie korzystałem. Link wewnętrzny do podpięcia: wczorajszy tekst o dual-use (PIDU/Czajkowski) — wątek zastosowań wojskowo-medycznych spina się wprost.

Uwagi redakcyjne:

1. Komar cytowana czterokrotnie — pełna tytulatura przy pierwszym bloku, dalej nazwisko/funkcja; jeden dłuższy cytat (o dopasowaniu do anatomii) sparafrazowany w omówieniu, by nie przeciążać tekstu blokami.
2. Tytuł prosty, dwa człony. Alternatywa: „Pierwsze na świecie okulary AR na podczerwień powstały w Polsce. Celują w chirurgów i pilotów”.

Następny?