這幾天，熱愛科學的矽星人，時間線被一款「高科技隱形眼鏡」刷屏了。
點進這些新聞看了一下，感覺好不厲害！隱形眼鏡不但能跟著人眼一起移動，眨眼兩次還可以變焦。
從這些報導來看，變焦的能力還挺驚人的，達到了32.6%。很多英文媒體也對此進行了大幅報導。
總覺得好像哪部間諜還是科幻電影裡有這樣的東西……
仔細回憶了一下，應該是《黑鏡》第一季第三集《The Entire History of You》裡的Grain！
這個隱形眼鏡就像腦機接口，能夠記錄、存儲和回放佩戴者的所見所聞。而在故事裡的架空社會中，這些回放記錄，也成了佩戴者的身份和信用驗證方式。
它的附加功能就包括變焦：
超人的X-Ray Vision也有類似的功能：
所以，有了這項技術，《黑鏡》就要成真了？
以後，是不是就不用隨身帶望遠鏡了？
並非如此。
矽星人查了這篇論文更多資料之後發現，這項研究的變焦效果，並沒有這些媒體所報導的，「眨眼兩次放大物體」那麼誇張……
下圖，你可以從下往上看。似乎也只是把最上下左右的四個字母又往畫面邊緣拉了一點點，遠未達到可觀的變焦效果。
更重要的問題是：這個研究成果壓根就跟隱形眼鏡沒有關係……起碼在論文的正文和補充資料裡，都沒有出現過相關的描述。
這項技術到底是什麼樣的？它真的有這麼神奇嗎？能變焦的隱形眼鏡是怎麼回事兒？
帶著許多問題，矽星人對該論文的指導老師，加州大學聖地牙哥分校機械和航空工程系蔡盛強副教授進行了採訪。
能變焦的隱形眼鏡VS人眼仿生機制
與其說是「能變焦的隱形眼鏡」，更準確來講，研究者其實設計了一個具備視線移動和小尺度變焦能力的人眼仿生機制。
下面的視頻展示了裝置是如何工作的：黑色的部分為塗了導電物質的薄膜，中間的白色是鏡片，通電時會發生可觀的形變，推動鏡片平面位移。
這個裝置其實工作機制跟人眼一樣：眼球內外也有多塊肌肉，控制眼球的位移和晶狀體形變，讓我們可以移動雙眼，或者看清遠處或近處的物體。
至於能不能實現《黑鏡》裡的那種變焦能力，似乎並非這一研究的重點。
「我們從來沒有在論文裡提到過隱形眼鏡的概念。不知道是怎麼誤傳出去的。」蔡教授在電話中告訴矽星人。
如果這些媒體記者閱讀了論文，就會發現實驗裝置還有很多不適用於隱形眼鏡的技術細節。
比如論文提到，在變焦時，薄膜上的電勢高達5kV——目前沒有隱形眼鏡能夠集成如此高的電壓，未來一段時間內也不大可能；而且，大部分媒體報導沒有闡述這個電壓對人體的影響。
實際上，這並不是什麼大問題。因為薄膜作為介電彈性材料，它本身是一個絕緣體，因此流經整個裝置的電流非常小。
「這就好比冬天脫衣服，靜電最高可以達到幾萬伏。」蔡教授表示，如果別人想復現這個實驗，把條件改變用五號電池也可以驅動整個系統。
最核心的問題在於，即便目前世界最領先的技術，也無法把這個裝置縮小到隱形眼鏡的形態上。
「你想要把它放到隱形眼鏡裡，在大小、生物相容性等方面，我只能說還有很長的路要走。因此，我們沒有提出隱形眼鏡的概念。」
蔡教授解釋，做這篇論文的目的，是為了提出一個使用眼電控制軟體機器的人機互動界面。
據他了解，這應該是相關方向裡世界上首個公開的概念證明。
正因為它只是一個概念證明，研究者們並沒有任何使用高精尖的技術，採用的反而都是極為常見的材料，比如裝置的骨架為亞克力和金屬樁，鏡片部位用的是矽膠管+生理鹽水、模擬肌肉的則是VHB薄膜，表面上塗了導電油脂：
為什麼薄膜會像肌肉一樣伸展收縮？因為它是一種電活性聚合物，通電時顯著改變形狀或體積，斷電後又能恢復原貌。
本研究中所採用的VHB薄膜，是一種非常經典的電活性聚合物。因為它本身具有高絕緣性和彈性強度，通電時可以發生可觀的形變，也被稱為介電彈性材料。
中美華裔學者共同完成技術研究
論文由來自中國和美國的華裔學者共同完成。第一作者李金嶸畢業於哈爾濱工業大學，曾在UC聖地牙哥訪學。在介電彈性材料的理論構建和商業應用研究方面，哈工大也是貢獻最大的中國學府之一。
研究者仿照了眼部肌肉的排列組織形式，在鏡片的東西南北每個方向上放置了兩塊薄膜，當通電時，裝置內的薄膜和鹽水形成了迴路，從而激活了薄膜發生形變，模擬出了眼球肌肉的運動，導致了鏡片的位移。
在鏡片上，他們也加入了一塊環狀的薄膜，通、斷電時會導致鏡片的曲張。這就是變焦的實現方式：
你可以從這個視頻裡更直觀地看到鏡片位移和變焦的效果：
既然這個「人造眼球」可以活動了，又改如何控制它呢？
百科資料顯示，眼球其實是一個雙極性的球體，角膜和視網膜之間有電位差，在眼睛周圍形成電場；如果你不是理科生，只需要明白，當眼球轉動時，就會產生極其微弱的生物電現象。研究者正是從讀取這種眼電信號 ，控制薄膜的運動。
他們在人臉上放置幾塊電極片，通過測試、修正發現，通過識別兩個通道所傳回的波谷形狀和組合模式，可以非常準確地識別出上下左右、眨眼、連續眨眼等動作：
讀取信號的是很普通的3M醫用電極片。至於信號處理和裝置供電，則是採用市售的生物電傳感器、Arduino單片機、高抗電阻和普通的插座電源。
對於眼球運動所產生的生物電信號，醫學方面有著較深的了解和應用；而在材料學領域，90年代就已出現介電彈性材料，也並非什麼「黑科技」。
然而，將兩者的工作原理結合，開發出首個從眼電信號到軟機器人的人機互動界面，從而對人眼實現仿生——這一頗具想像力的機制，才是這篇論文的創新意義所在。
至於所謂的隱形眼鏡，只能說是無稽之談。
隱形眼鏡不行，但是框架眼鏡說不定可以
當然，這並不意味著，該技術不能被用於眼鏡——只是隱形眼鏡不行而已。
蔡教授表示，在視覺增強方面，介電彈性材料仍有著巨大的前景。
第一種應用場景是可調節框架眼鏡。
比如兩棲眼鏡，因為光在空氣和水等不同的介質中折射率不同，今後一副眼鏡可以同時在陸地和水下使用。
再比如同時存在近視和老花眼的人士，同一副眼鏡就可以滿足日常需要，帶來了極大的便利。這種眼鏡和以往的雙焦、多焦鏡片有很大的不同：它可以在不同屈光度之間切換，而非同時具有多個焦距；而且因為軟性鏡片，便攜性會有很大提升。
最近，已經有日本公司研製出類似的可調焦眼鏡。現在，這類眼鏡缺乏的東西——根據人眼需要及時、優雅地調整焦距的能力——被這篇論文補上了。
第二種是視覺假體：讓盲人重獲光明的人工視覺。
大多數視障者，往往只有視覺通路的一部分發生病變。通常，他們的神經組織的大部分結構和功能是完好的。而視覺假體的工作機制，就是把攝像機拍到的畫面進行處理，轉化為視神經可以接受的信號，從而讓視障者產生視覺感受。
目前，人工視覺仍然處在研究和開發的初級階段，距離臨床尚遠。而這篇論文中的技術，將幫助視障者更直觀地控制視覺假體設備，不必再用頭部、肢體的移動去調整視野。
第三種是軟體機器人，也是這篇研究的主要方向之一。
軟體機器人和常見的硬機器人最大的區別，在於……更軟，很容易變形。它的最主要好處，就是當安裝在極其脆弱的場景下，能讓人機互動變得更加安全。
除此之外，想要實現同樣的功能，軟體機器人可以做的比硬機器人更小。一個最直觀的例子：如果真的有能倍數變焦的眼鏡，它的最終尺寸會比相機鏡頭要小得多。
本質上，這顆介電彈性材料製成的「人造眼球」，就是一種仿生形態的軟體機器人。
「越好的變焦鏡頭尺寸越大，而人眼用肌肉拉伸釋放去變焦，不需要很大空間，是一種很好的仿生思路，」蔡教授表示。
軟體機器人，特別是藉助介電彈性體的思路，在最近5~10年有了很大的發展。未來，這項技術將會對醫療、視覺增強等諸多方面帶來巨大的幫助。
不得不承認，針對這項技術的廣泛誤讀，也或多或少體現了公眾對於它的期待。