你絕對不敢想象，未來的隱形眼鏡會是什麽樣子！
【自然-通訊】雜誌剛剛發表一篇重磅論文，來自一位2010年諾獎得主的團隊，他們發現了兩種類似石墨烯，具有二維結構的新材料，可以透過調整光的波長來改變光的方向，這意味著它們具有極為獨特的光學操縱特性，可能會成為一種深刻改變我們每個人的革命性材料！
是不是雲裏霧裏，不明所以？這和隱形眼鏡有什麽關系呢？
別急，簡單來說，這個團隊正在和一家高科技公司合作，尋找一種可以放進光子電路，用來建立人工智能電腦的材料，而他們的目標你可能完全無法想象：將類似蘋果頭顯Vision Pro的功能，全部整合到隱形眼鏡裏，讓隱形眼鏡取代智能電話，成為匯集我們個人所有器材和數據，覆蓋所有個人計算，並監測我們健康的AI電腦。
更簡單來說，未來我們只需戴上隱形眼鏡，眼睛就會變成靠視覺和意識操控的AI電腦，讓我們秒變賽博格超人類，重新定義我們體驗現實和數碼世界的方式，我們將真正活在增強現實的模擬世界裏。
是不是超級酷炫，超級科幻？而要實作這一切，最重要的就是一種可以控制光，和光互動的材料，來建立具有非凡光學效能的鏡頭，而現在，這種材料可能終於找到了！
康斯坦丁·諾沃肖洛夫，固態物理學家，曼徹斯特大學教授，擁有英國和俄羅斯雙重國籍，因為「二維石墨烯材料的開創性實驗」，和他的導師安德烈·海姆一起獲得了2010年諾貝爾物理學獎。
諾沃肖洛夫的團隊正在和阿聯酋杜拜的XPANCEO公司合作，開發下一代電腦介面：創造能夠增強人類色彩感知並擴充套件現實的智能隱形眼鏡。在實驗中他們偶然發現，兩種類似石墨烯二維結構的新材料二硒化錸（ReSe2）和二硫化錸（ReS2），其光學軸可以在不同方向移動，甚至對於某些成分可以旋轉超過90度，這意味著它們具有獨特的光學操縱特性，可以透過調整光的波長來改變光的方向。
諾沃肖洛夫對此非常興奮，認為這是一個突破性的發現，對醫學、人工智能和增強現實等多個領域都有著極為重要的巨大潛力。
首先，這些材料可能是開發拉曼光譜生化傳感器的關鍵，這種傳感器利用激光來照射材料，這時候大部份的光會發生瑞立散射，不會損失能量，但少部份光會因為分子振動而損失能量，形成拉曼散射，由於不同分子的能量損失各不相同，因而拉曼光譜就成了區分不同物質的化學指紋。
這就像一堵墻上分布著一些不停振動的球，你發射很多乒乓球到墻上，大部份會被墻壁反彈，少部份撞到球上的，由於球在振動，乒乓球會損失一部份能量，不同大小不同頻率的球彈回的乒乓球損失能量不一樣，分析這些能量，我們就可以知道墻上分布的振動球的不同大小和頻率了。
拉曼光譜分析可以進行疾病的早期診斷，但技術復雜且非常昂貴。二硒化錸和二硫化錸可以實作一種新形式的光與物質相互作用，可能會提高傳感器的效能，有助於在早期階段檢測出危險疾病和病毒，例如癌癥、新冠病毒等，並大幅降低血液檢測費用，甚至可能會達到幾個數量級，原來幾百，現在可能只要幾元幾毛了。
但更令人興奮的是，將這些材料整合到光子電路中，可能會為先進的人工智能電腦鋪平道路。這是因為光子電路依賴光訊號進行資訊處理和傳輸，而不是傳統電子電路中的電訊號。在光子電路中，光的操縱，包括光的方向、相位、頻率和偏振，是實作高速數據傳輸處理的關鍵。
將二硒化錸和二硫化錸這樣的材料整合到光子電路中，可以極大地增強光子電路的功能，讓我們可以用更高的精度和效率來控制光訊號，精確調節光的傳播路徑和相互作用模式，對於設計高度整合化、高效能的光計算和光通訊系統至關重要。
光子電腦還可以以光速進行計算，理論上具有比傳統電腦更高的處理速度和能效比。這意味著將二硒化錸和二硫化錸整合到光子電路，可以開發出能以前所未有的速度執行復雜機器學習演算法的電腦，這對於需要大量計算資源的深度學習和其他人工智能技術尤為重要。
所以你就可以想象，XPANCEO是撿到怎樣的寶了。他們認為可以透過這種材料，來構建導波、透鏡、濾波器、調制器及其他違背傳統觀念的光學元件，並用光子學原理設計依賴於分層二維材料的邏輯電路，最終開發出智能隱形眼鏡。
這個公司我要重點提一下，非常有意思，他們的目標看起來也非常地不現實，甚至不靠譜，完全像是不可能實作的科幻，因為他們要把隱形眼鏡做成超級人工智能電腦，和你的意識深度融合，你只需透過凝視和思維就可以完成所有操作和輸入，並且還可以夜視和變焦，相當於把你變成超級賽博格生化人，只是你具有正常的人類形態，而不是看起來非常恐怖的機器人，這樣你是不是就更能接受人類未來可能演化成生化人這一潛在的可能了呢？
他們的網站上有一篇文章叫【智能鏡頭下的2030年】，暢想了一位行銷專家，戴著隱形智能眼鏡一天的生活、工作、社交、交通、娛樂等方方面面的場景，非常有意思，有興趣的朋友可以去看看。
但這真的能實作嗎？你可以腦補一下，一片薄薄的隱形眼鏡，需要整合生物傳感器、超級電腦、微型投影機，甚至還可能需要某種形式的電源、硬碟，然後按他們的說法，是要取代智能電話成為占主導地位的個人計算器材，他們的目標是要做到：
1、保持現有隱形眼鏡的尺寸和外觀，畢竟我們不是阿凡達，眼睛不可能幾年就前進演化得很大，可以把這些都裝下。
2、覆蓋所有個人計算任務，包括影像影片處理或者寫程式碼。
3、成為一個無限的螢幕，匯集所有個人器材和數據。
這意味著完全顛覆現有的人機互動模式，並重新定義我們看世界的方式，你認為能夠做到，並且是在2030年嗎？他們把這種可以取代蘋果頭顯，戴在眼睛上的微型器材取名XR智能隱形眼鏡，估計價格在10萬美元左右，如果你對他們有信心，那就趕快去存錢吧，到時候優先體驗。
但絕大多數人可能會認為這太遙遠，態脫離現實了！除了諾貝爾獎得主月台外，XPANCEO公司還是阿聯酋前十大研究機構之一，波士頓咨詢集團(BCG)全球排名前5的光學實驗室，團隊成員80%是世界一流科學家和工程師，已經發表了200多篇研究論文，所以XPANCEO可能還真的有兩把刷子？
XPANCEO去年10月獲得了亞洲某基金4000萬美元的投資，11月底公開展示了三款智能隱形眼鏡的原型。第一款是世界上第一個全像鏡片，分辨率為640x480像素，厚度只有0.2 毫米，已展現出與傳統頭顯相當的視野，據稱可以與AR/VR眼鏡相媲美。
第二個原型是整合了小型但精確的生物傳感器的鏡片，希望透過檢測淚液來測量葡萄糖、皮質醇和其他激素，以及透過眼球振動或尺寸變化，來檢測心率、幹眼或眼壓。
第三個原型是世界上最薄的，基於準二維金箔的透明柔性導體，可以把各種電子元件整合到薄薄的鏡片中，包括電源到電化學傳感器等等，而不會犧牲鏡片的隱形、靈活或厚度。
當然，這些都是XPANCEO公司網站上的資料，具體他們開發出了什麽器材，實作了哪些功能我們還不得而知。雖然我也深深地懷疑，智能隱形眼鏡是否能夠成為現實，不過10年前也沒人相信火箭可以重復使用，5年前通訊專家也不相信，手機可以直接連線星鏈衛星上網，兩年前也沒人相信ChatGPT可以理解人類的語言，Sora可以生成以假亂真無法分辨的影片，現在可能也沒有多少人相信，馬斯克未來可以在火星上真正建成100萬人的巨大城市，但誰知道未來會怎樣呢？我們每個人都被禁錮在自己擁有的知識範圍內，超出的就被認為不可思議，但顯然這個宇宙中超出我們認知範圍的實在太多太多了，所以我們還是謙卑一些，期待走在人類最前面的科學家們，能夠創造更多不可思議的未來吧。
這項研究發表在3月6日【自然-通訊】雜誌上。
論文標題：Wandering principal optical axes in van der Waals triclinic materials
xpanceo公司網站：xpanceo.com
