Topic : B.I.G. Vision For All: Part 3

Title  : Rodenstock’s New AI Technology 

By Dr.Loft , แปลและเรียบเรียง

 

Introduction

 

ถ้าย้อนกลับไปดูพัฒนาการทางเทคโนโลยีที่โรเด้นสต๊อกได้คิดค้นมาในช่วง 2 ทศวรรต ที่ผ่านมา เราจะพบว่าเทคโนโลยีจะมุ่งพัฒนาสู่ความเป็นเลนส์เฉพาะบุคคลอยู่ตลอดเวลา ตัวอย่างที่เป็น mile stone สำคัญเช่น 

2000 เป็นครั้งแรกที่เลนส์โปรเกรสซีฟสามารถประกอบบนแว่นกรอบโค้งได้ ด้วย individual parameter ใน Impression ILT 

2004 เป็นครั้งแรกที่แว่นสปอร์ตโค้งระดับ 30 องศา สามารถทำเลนส์สายตาได้ ใน Impression Sport ,Impression Mono Sport 

2007 ผู้ใช้งานเลนส์โปรสามารถเลือกมุมมองการมองเห็นได้ด้วยตัวเอง ด้วย personal visual demand ใน Impression FreeSign 

2010 เริ่ม concern ถึงการทำงานของกายภาพของดงตา ในขณะที่ใช้สายตา เกิดเป็น EyeLT technology ที่สามารถแก้การเปลี่ยนแปลงของสายตาเอียง ขณะมองไปยังตำแหน่งต่างๆ และ เป็นเลนส์แบรนด์เดียว ที่เราสามารถสั่งค่าสายตาเอียงไกลกับใกล้แยกจากกันได้ 

2012 เร่ิม concern ถึงลักษณะทางกายภาพจริงของดวงตาที่ส่งผลต่อการออกแบบเลนส์ให้เหมาะสมกับกายภาพดวงตาแต่ละคนด้วย DNEye technology 

2022 ทำให้ทุกคนได้เข้าถึง Biometric Intelligence Glasses แม้ใช้เพียงค่าสายตาอย่างเพียว โดยที่ไม่จำเป็นต้องแสกนโครงสร้างดวงตาจริง ด้วย B.I.G.vision for All  ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไปนี้ 

ทั้งหมดนี้ เป็นจุดเปลี่ยนสำคัญในการยกระดับอุตสาหกรรมการผลิตเลนส์สายตาให้ได้มาตรฐานขึ้นไปอีกระดับ

 

The AI ,Artificial Intelligence , learning machine & Deep Learning create Innovation.

ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence,AI) เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ถูกโรเด้นสต๊อกนำมาใช้กับผลิตภัณฑ์เลนส์ในรุ่นล่าสุด (B.I.G. NORM technology) เพื่อให้การคำนวณออกแบบเลนส์นั้นมีความละเอียด ถูกต้องและแม่นยำกับลักษณะทางกายภาพของดวงตายิ่งขึ้น โดยหวังผลให้ผู้ใช้งานนั้นมีการมองเห็นที่คมชัด มีรายละเอียดมากยิ่งขึ้น ในทุกๆแนวของการมองผ่านเลนส์

 

โดยในส่วนของ B.I.G Norm technology นี้ใช้ AI ในการประมวณผลที่ซับซ้อนจากชุดข้อมูลทางกายภาพดวงตา (big biometric data) ที่เก็บจากเครื่อง DNEye Scan ตั้งแต่ปี 2012 ซึ่งเป็นยุคที่เริ่มพัฒนาเทคโนโลยีที่คำนึงถึงลักษณะทางกายภาพดวงตาเฉพาะบุคคลมากขึ้นใน DNEye technology โดย AI จะทำการคาดการณ์หรือประมาณการลักษณะโครงสร้างทางกายภาพดวงตาของแต่ละคนโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือแสกนโครงสร้างดวงตาอย่าง DNEye scan 2  ทำให้โรเด้นสต๊อกนั้นสามารถก้าวข้าม Gullstand’s eye model (old model) แบบเดิมที่ใช้กันมานานกว่าร้อยปีไปได้

 

เทคโนโลยีดังกล่าวนี้ไม่ใช่เป็นเพียงคอนเซปต์หรือแนวคิดเท่านั้น แต่เป็นเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นแล้วจริงๆ และจากการศึกษาวิจัยและทดลองใช้จริงนั้นก็ให้ผลลัพธิ์ในระดับที่ดีกว่าการคำนวณแบบเดิมในทุกมิติ ได้แก่ การบิดเบี้ยวด้านข้าง (peripheral aberration)  ความวูบวาบของภาพ( swimming effect) ความกว้างของพื้นที่ใช้งานหลัก (width of progressive zone  ความกว้างของสนามภาพมองไกล (width of far zone)  ค่าความคลาดเคลื่อนของโฟกัสขณะมองไกล (aberration at far) และ ค่าความคลาดเคลื่อนของโฟกัสขณะดูใกล้ (aberration at near ) เป็นต้น ซึ่งจะได้กล่าวถึงโดยละเอียดต่อไป ว่า AI เข้ามามีบทบาทกับเรื่องนี้ได้อย่างไร

 

จุดประสงค์การเรียนรู้

1.เข้าใจถึงการทำงานของ AI ซึ่งถูกนำไปใช้ในการสร้างแบบจำลองดวงตา (approximated eye model) ขึ้นมาใหม่ได้ แม้ไม่มีข้อมูลทางกายภาพดวงตาจริงที่แสกนจากเครื่อง DNEeye scan ก็ตาม

 

2.เข้าใจความแตกต่างระหว่าง การคำนวณแบบเดิมที่ใช้แบบจำลองดวงตามมาตรฐาน old model กับการคำนวณเลนส์แบบใหม่ที่ใช้ biometric data (B.I.G. technology)

 

3.เข้าใจว่า ในการนำค่า biometric data ไปใช้ในการคำนวณการออกแบบเลนส์นั้นสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเลนส์และช่วยให้การมองเห็นนั้นดีขึ้นอย่างไร

 

The optical system

 

ในการออกแบบระบบเลนส์ที่ทำงานร่าวมกันอย่างซับซ้อน เช่น กล้องส่องทางไกล หรือ กล้องจุลทัศน์นั้น การออกแบบจะถูกดีไซน์เพื่อให้ชุดเลนส์เหล่านั้นสามารถทำงานประสานกันใด้เหมาะสมที่สุด (optimise) ด้วยกฎทางฟิสิกส์เชิงแสงเพื่อให้ภาพที่ได้นั้นมีคุณภาพสูงสุด ซึ่งการได้มาซึ่งคุณสมบัติของภาพเช่นนั้นได้ต้องอาศัยการคำนวณเชิงแสงทั้งในรูแบบทฤษฎีแสงเดินทางเส้นตรง(ray theory)และแสงเดินทางเป็นคลื่น(wave theory) ว่าแสงที่กระทบวัตถุแล้ววิ่งผ่านเลนส์นั้นเกิดภาพเป็นอย่างไร และ ต้องคำนวณแสงทุกทิศทางที่วิ่งผ่านเลนส์ ไม่ใช่เฉพาะเพียงตรงกลางเท่านั้น

 

The camera

 

กล้องถ่ายรูปนั้นเป็นหนึ่งตัวอย่างการทำงานของชุดเลนส์ ซึ่งมีระยะที่คงที่แน่นนอน มีการวางเซนเซอร์รับภาพที่แน่นอน เลนส์แต่ละชิ้นในเลนส์กล้องมีการจัดวางตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจว่า แสงจากวัตถุนั้นวิ่งผ่านเลนส์แบบฉาก ผ่านศูนย์กลางเลนส์และไปโฟกัสบน เซนเซอร์รับภาพ และ เกิดภาพที่คมชัด

 

เลนส์กล้องที่ดี จะให้ภาพที่คมชัดทั้งบริเวณกลางภาพ และ ขอบๆของภาพ แม้ถ่ายภาพในมุมกว้าง นั่นแสดงถึงการคำนวณเลนส์แสงที่วิ่งผ่านจากขอบๆเลนส์ด้วย ขณะที่เลนส์คุณภาพต่ำนั้น จะให้ภาพที่คำชัดและเป็นธรรมชาติเพียงตรงกลางภาพแต่ขอบๆภาพจะมีลักษณะที่ไม่คมชัด บิดเบี้ยว หรือ มีการกระเจิงของแสง เป็นต้น นึกถึงเอาเลนส์เสริม wide angle ไปแปะเลนส์กล้อง iphone ก็จะได้ภาพมุมกว้างแต่มีภาพบิดเบี้ยวด้านข้างตามมาเช่นกัน  ขณะที่กล้อง full frame ดีๆ เลนส์ wide angle ดีๆ ซึ่งภาพมุมกว้างที่ได้ จะมีความคมชัด สีสันสมจริง ขอบแม้มีบิดเบี้ยวอยู่บ้างก็น้อย เมื่อเทียบกับเลนส์เกรดต่ำๆ

 

Spectacle lens

ขณะที่เลนส์สายตานั้นต่างจากเลนส์กล้องเพราะเราไม่มีทางรู้เลยว่าจอประสาทตารับภาพนั้นอยู่ห่างจากกระจากตาเท่าไหร่ และ เมื่อไม่รู้ความยาวโฟกัสที่แน่นอน จะสร้างกำลังเลนส์ที่แน่นอนได้อย่างไร คือ กำลังเลนส์หนึ่งๆ จะมีความยาวโฟกัสอยู่ค่าหนึ่ง ดังนั้นเราต้องรู้ว่าจะให้โฟกัสไปตกที่ไหน จึงจะสามารถคำนวณกำลังเลนส์ที่ถูกต้องได้

 

ในอดีตการออกแบบเลนส์จึงต้องกำหนดขนาดดวงตากลางๆขึ้นมา สมมติให้ลูกตาเหมือนกล่องดำขึ้นมา โดยสมมติให้ลูกตาทุกคนยาว 24 มม.จากนั้นก็คำนวณต่อไปว่า เวลาคนใส่แว่นเลนส์จะอยู่ห่างกระจกตาไปอีก 12 มม. แล้วไปโฟกัสที่จอประสาทตาที่ลึกเข้าไปจากกระจกตาอีก 24 มม. (ซึ่งจริงๆ ก็น้อยคน(ประมาณ 2%) ที่จะมีกระบอกตายาวตามนั้นเสียทีเดียว) จึงเกิดเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่จะหาว่า จุดรับภาพของแต่ละคนนั้น อยู่ห่างจากผิวกระจกตาลึกไปเท่าไหร่ เพื่อที่จะได้ความยาวโฟกัสที่แน่นนอน เพื่อให้การคำนวณนั้นมีความถูกต้องแม่นยำมากขึ้น ซึ่งเป็นที่มาของ B.I.G. Norm , B.I.G. Extract ที่กล่าวมาแล้วและจะกล่าวต่อในวันนี้นั่นเอง

 

ในกรณีของเลนส์สายตานั้น ดวงตากับเลนส์สายตาทำหน้าที่รวมกันเป็นชุดของระบบเลนส์ (optical system) ซึ่งเป็นระบบที่ซับซ้อนกว่าเลนส์กล้อง เนื่องจากแว่นตานั้นดวงตามีการกลอกไปมา เหลือบเข้า เหลือบออก อยู่ตลอดเวลา รูม่านตาก็มีการหดการขยายตามสภาวะแสงอยู่ตลอดเวลา และตายังมีการบิดไปมาอยู่หลังเลนส์ตลอดเวลาขณะที่เรามีการเคลื่อนไหว ต่างจากเลนส์กล้องถ่ายรูปที่ทุกอย่างถูกกำหนดให้คงที่ และ ไม่สามารถจะกลอกเลนส์ไปมาขณะเซนเซอร์รับภาพอยู่กับที่ได้ เมื่อจะถ่ายมุมอื่นเราต้องอาศัย pan กล้องเอา(ไปแต่เลนส์ไม่ได้ต้องหันกล้องไปด้วย)

 

ดังนั้นเลนส์กล้องแม้จะดูซับซ้อน แต่สามารถคำนวณได้กำลังหักเหที่ง่ายกว่า เพราะ visual axis นั้นวิ่งผ่านเลนส์ผ่าน optical axis เสมอ จากการกำหนดเป็นค่าคงที่ตายตัว เลนส์กล้องในแต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อ จึงมีสเป็คของใครของมัน ใส่แทนข้ามยี่ห้อกันไม่ได้ เลนส์สายตาที่ดีจึงหมายถึงเลนส์ที่มีเทคโนโลยีการออกแบบโครงสร้างให้ได้กำลังที่ถูกต้องแม่นยำในทุกๆลักษณะของการมอง ทำให้มุมมองทั้งแนวมองตรง หรือเหลือบมองด้านข้าง หรือเหลียวหลังมองด้านหลังผ่านเลนส์ ก็ยังสามารถให้ภาพที่คมชัดเหมือนกับมองตรง 

 

ดังนั้นกว่าร้อยปีที่ผ่านมาที่การที่จะคำนวณเลนส์นั้นใช้โมเดลของ Moritz von Rohr ที่พัฒนาจากพื้นฐานจากโมเดลของ Gullstrand’s eye model (ที่กำหนดค่าที่ใช้คำนวณเลนส์แทนลักษณะทางกายภาพของดวงตาจริงคือ)โดยกำหนดค่าต่างๆที่จำนำไปคำนวณเลนส์ได้แก่ virtual point , centor of rotation, far point sphere และ vertext sphere  (ตามรูป...) เมื่อเลนส์สามารถโฟกัสภาพให้ตกบน far point sphere ได้ในทุกแนวของการมองเราเรียกว่า full correction ametropia  แต่ถ้ามีแนวการมองอันใดอันหนึ่งตกก่อนหรือหลัง far point sphere เราเรียกว่ามี spherical error  ซึ่งโมเดลพื้นฐานเหล่านี้ ถูกนำมาใช้ในการออกแบบเลนส์แทนการใช้ค่าพารามิเตอร์ทางกายภาพดวงตาจริงมายาวนานกว่าศตวรรต และ แม้เราจะรู้ว่าตัวแปรทางกายภาพของแต่ละคนนั้นมีความแตกต่างกัน แต่กระนั้นก็ต้องขอบคุณสำหรับโมเดลที่เรียบง่ายนี้ที่ทำให้วิทยาศาสตร์ทางด้านสายตาในยุคนั้น สามารถวิจัยและพัฒนาทางด้าน ophtahlmic optic มาจนถึงวันนี้

 

แต่อย่างไรก็ตามโมเดลเก่าก็ยังคงสามารถใช้งานได้ดีกับเลนส์สายตาที่มีโครงสร้างง่ายๆไม่ซับซ้อนเช่นเลนส์ single vision ซึ่งมีเพียงสายตา sphere ล้วนๆ หรือ cylinder ล้วนๆ แต่ถ้าเราเอาโมเดลเก่านี้ไปใช้กับเลนส์ที่มีลักษณะโครงสร้างที่ซับซ้อนอย่างเลนส์โปรเกรสซีฟฟรีฟอร์มก็ดูจะหยาบเกินไปและเป็นเหตุของความคลาดเคลื่อนอยู่ของโฟกัสอยู่มาก

ด้วยปัญาดังกล่าว ก็มีความพยายามของเลนส์ดีไซเนอร์พยายามที่จะทำให้วิธีการคำนวณนั้นมีความแม่นยำมากขึ้นจากพื้นฐานโมเดลเดิม เช่นการเพิ่มความหลากหลายให้ตำแหน่ง center of rotation ด้วยคำนึงถึงความยาวของกระบอกตาของแต่ละคน แต่ก็ติดที่ว่าโมเดลพื้นฐานที่ยังต้องใช้อยู่คือ “black box eye model” ที่ติดอยู่กับค่าที่กำหนดไว้แล้ว และไม่รู้ว่าจะเก็บข้อมูล eye length จริงจากคนไข้อย่างไร

 

ปี 2020 โรเด้นสต๊อกสามารถเปลี่ยนกระบวนทัศน์ในการคำนวณออกแบบเลนส์ใหม่ ผลจากความเชี่ยวชาญทางด้านเทคนิคการคำนวณแบบ wave front ตั้งแต่ปี 1994 และพัฒนาต่อยอดมาเรื่อยๆ   ตามวิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์สำหรับคำนวณคลื่นแสง ทำให้ปัจจุบันโรเด้นสต๊อกมีเทคโนโลยีการวิเคราะห์คำนวณแบบคลื่นได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยไม่ต้องใช้โมเดลเก่าอีกต่อไป ทำให้ปัจจุบันนั้นเราสามารถใส่ค่า biometric data ของตาแต่ละข้างในแต่ละคนเข้าไปคำนวณร่วมเพื่อออกแบบเลนส์ให้มีความละเอียดแม่นยำในแต่ละจุดในทุกแนวของการมอง เพื่อยกระดับภาพที่เกิดขึ้นบนจอรับภาพ (retinal image) ให้ดียิ่งขึ้น กระบวนการออกแบบเลนส์เช่นนี้เองที่เป็นจุดกำเนิดของ Biologic Intelligence Glasses หรือ B.I.G. technology

 

DNEeye Scanner 2 นั้น ตัวมันเองสามารถวัดค่าทางออพติกได้หลายอย่างรวมไปขึ้งพารามิเตอร์ทางกายภาพของดวงตา เช่น ความลึกของช่องน้ำในลูกตา (anterior chamber depth) ความโค้งกระจกตา กำลังหักเหของกระจกตาในแต่ละแกน รวมไปถึง ความคลาดเคลื่อนของโฟกัส (aberration) ทั้งในระดับหยาบหรือ lower order aberration,LOA และระดับละเอียดหรือ Higer Order Aberration,HOA ทั้งในขณะที่มืด(ม่านตาขยาย) และ ในขณะที่มีแสงสว่าง(ม่านตาหด) ซึ่งตัวแปรเหล่านี้จะถูกนำไปสร้าง eye model ใหม่ที่มีความจำเพาะขึ้นมาสำหรับแต่ละคน (แต่แม้ว่ามันจะตรวจวัดสายตาได้ค่าออกมาได้สเกลเล็กระดับ 0.01D ก็ไม่ได้หมายความว่าตัวเลขที่ยิงออกมานั้นจะเป็นค่าที่ถูกต้อง ละเอียด แม่นยำที่สุดในโลกอย่างที่ชอบเอาไปโฆษณากัน เพราะมันไม่ได้ทำงานอย่างนั้น มันเอาไว้เป็น biometric data เอาไปสร้าง eye medel ดังนั้นรู้แล้วก็อย่าไปโฆษณากันแบบนั้น อายผู้บริโภคบ้าง)

 

การพิจารณาพารามิเตอร์ทางกายภาพของตาแต่ละดวงโดยใช้ค่าจริงอย่างตรงไปตรงมาเพื่อสร้างแบบจำลองตำแหน่งของภาพจริงที่เกิดขึ้นบนเรตินา ทำให้การคำนวณภาพจริงที่เกิดขึ้นจากเลนส์ในตำแหน่งต่างๆในทุกทิศทางการมองนั้นสามารถทำได้ ซึ่งเลนส์กลุ่มนี้เรียกว่า B.I.G Exact lens

 

แต่อย่างไรก็ตาม การคำนวณที่จะเกิดขึ้นข้างต้นได้จำเป็นต้องได้รับข้อมูลจจากการสแกนกายภาพดวงตาด้วยเครื่อง DNEye scanner 2  แต่ถ้าไม่มีเครื่องตัวนี้ โมเดลเก่าจะถูกนำมาใช้แทน ซึ่งปัญหานี้คือ ไม่ใช่ว่าทุกร้านจะยอมลงทุนหาซื้อเครื่องนี้มาไว้ทุกคน ด้วยราคาค่าตัวเครื่องที่ค่อนข้างสูง ทางโรเด้นสต๊อกจึงคิดต่อไปว่า จะทำอย่างไร หรือมี แนวทางในการคำนวณอื่นไหมที่จะสร้าง eye model ขึ้นมาใหม่อย่างน้อยก็ขอให้มีความใกล้เคียงกับตาจริงของแต่ละคน มากกว่าที่จะใช้ค่ากลางแบบเก่า

 

ด้วยความคิดนี้เอง ประกอบกับโรเด้นสต๊อกมีข้อมูลทางกายภาพดวงตาปริมาณมหาศาลที่เก็บจาก DNEye Scanner ที่เริ่มใช้ตั้งแต่ 2012 จนถึงปัจจุบันและการมาถึงของเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) และ Big Data ทำให้โรเด้นสต๊อกนำ AI มาใช้ในการสร้างจำลองโมเดลลูกตาจากฐานข้อมูลที่มีให้ทุกคนสามารถเข้าถึงเทคโนโลยี B.I.G. นี้ได้

 

B.I.G. Exact คืออะไร

 

ตาแต่ละดวงล้วนต่างกัน ทั้งในส่วนของทรง (shape) และ ความยาวของกระบอกตา(axial lenght) ความลึกของช่องน้ำในลูกตา (anterior chamber depth) ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละคน และ รู้ทั้งรู้ว่าต่างกัน แต่เลนส์ทั้งหลายบนโลกใบนี้กว่าร้อยปี ก็ใช้ eye model แบบเก่าเหมือนกัน และ แท้จริงแล้ว กว่า 98% ของประชากรจะมีลักษณะทางกายภาพดวงตาที่ต่างจาก eye model ที่ใช้ๆกันอยู่ในปัจจุบัน

 

แก่นแนวความคิดของ B.I.G technology คือ การนำข้อมูล biometric data ของดวงตาแต่ละคนโดยแสกนผ่านเครื่อง DNEye Scanner 2 มาสร้าง individual biometic eye model ขึ้น และ ส่ง biometric data set นี้เข้าไปร่วมกับการออกแบบโครงสร้างเลนส์สำหรับผู้สวมใส่แต่ละคน  ทำให้การคำนวนโครงสร้างเลนส์ในแต่ละแนวของการมองนั้นความแม่นยำมากขึ้น ความคลาดเคลื่อนลดลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของการมองเห็นนั้นดีขึ้น ดังนั้น B.I.G. exact เป็นเทคโนโลยีเลนส์ที่มีการนำข้อมูลทางกายภาพของดวงตาจริงในแต่ละข้างของแต่ละคนนำมาคำนวณและปรับให้เหมาะสมที่สุด เพื่อหาตำแหน่งของภาพ (image plan) ที่จะเกิดขึ้นจริงบนจุดรับภาพในทุกแนวของการมอง

 

 

ในการเก็บข้อมูลทางกายภาพดวงตานั้นทำได้ง่ายๆ โดยการแสกนด้วยเครื่อง DNEye Scanner 2 โดยเครื่องจะทำการเก็บข้อมูลต่างๆ เช่น aberration ทั้งที่เป็น lower order aberration และ higher ordre aberration ซึ่งตรวจออกมาทั้งขณะรูม่านตาเปิดกว้างสุด(ในที่มืด) และขณะที่รูม่านตาหดเล็กสุด(ในที่สว่าง) และ พารามิเตอร์อื่นๆที่กล่าวมาข้างต้น ส่วนความยาวของลูกตานั้น ใช้การคำนวณโดยอ้อม โดยคลื่นแสงที่วิ่งเข้าและออกนั้นเป็นระยะที่เราไม่รู้ว่าดวงตาลึกเท่าไหร่ แต่การที่เรารู้ anterior chamber depth ทำให้เรารู้ส่วนที่เหลือได้จากการเดินทางไปและกลับของคลื่นแสงได้อย่างแม่นยำ

 

การวัดค่า biometric data นั้นเป็นสิ่งสำคัญขั้นต้นเท่านั้นแต่ยังไม่เพียงพอ จะต้องมีการคำนวณคลื่นแสงต่อไปจนถึงระนาบของภาพ (image plan) ที่จะเกิดขึ้นบนจอรับภาพ (retina) ในดวงตาแต่ละข้างและในทุกค่าสายตา ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่ท้าทายสำหรับ lens designer ในการออกแบบโครงสร้างเลนส์เฉพาะบุคคล

 

โรเด้นสต๊อก ได้พัฒนาจนประสบความสำเร็จในการเข้าถึงเทคโนโลยีการคำนวณออกแบบนี้ได้ตั้งแต่ปี 2012 โดยสามารถคำนวณแนวแสงแต่ละแนวคลื่นแสงที่เดินทางผ่านชั้นตัวกลางต่างๆได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ

 

การแก้ไขปัญหาสายตาด้วยระบบเลนส์ที่มีความซับซ้อนด้วยการสร้างระนาบของการเกิดภาพ (imag plan) บนจอประสาทตาของแต่ละคน เป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยี B.I.G. Exact.

 

ซึ่งความสำเร็จของเทคโนโลยี B.I.G. Exact นี้ได้รับการพิสูจน์จากการศึกษากลุ่มอาสาสมัครที่เข้าร่วมทดสอบจำนวน 283 คน โดยทำการศึกษาเชิงสำรวจพบว่า 92% ของผู้เข้าร่วมทดสอบรายงานว่าเลนส์​ B.I.G. Exact นั้นให้ภาพที่คมชัดกว่า และ 88% รายงานว่าการมองเห็นรู้สึกสบายตากว่า และ ผู้เข้าร่วมทดสอบยังรายงานอีกว่า visual field กว้างขึ้นในทุกระยะ และ ปรับตัวได้เร็ว รวมไปถึงความคมชัดที่เพิ่มขึ้นอย่างรู้สึกได้อย่างชัดเจน  ซึ่งในส่วนของรายละเอียดของเลนส์ B.I.G. exact นี้ได้เขียนไปแล้วในบทความก่อนหน้านี้

 

 

 

B.I.G. vision for All

 

อย่างที่ได้กล่าวมาข้างต้นว่า B.I.G exact นั้นช่วยให้ประสิทธิภาพของการมองเห็นนั้นดีขึ้นในหลายมิติ  แต่ปัญหาก็คือการที่จะสร้าง biometric eye model ขึ้นมานั้น ต้องการการเก็บข้อมูล biomeric data ของแต่ละคนมาจากเครื่อง DNEye Scanner 2 แต่ปัญหาต่อมาก็คือ ไม่ใช่ว่าทุกร้านค้าตัวแทนจะมีเครื่องนี้กันทุกคนหรือก็ใช่ว่าทุกคนจะสามารถจ่าย B.I.G. Exact ได้ด้วยราคาออพชั่นเลนส์ที่สูงขึ้นพอสมควร ถ้าเป็นอย่างนั้นก็หมายความว่า ไม่ใช่ทุกคนที่จะสามารถได้รับประสบการณ์ของการมองเห็นหรือได้รับประโยชน์จาก B.I.G. technology อย่างนั้นหรือ? แล้วจะทำอย่างไรที่จะทำให้ทุกคนสามารถเข้าถึงเทคโนโลยี B.I.G. นี้ได้ โดยไม่ต้องจ่ายค่าออพชั่นเลนส์แพงๆ  จึงเกิดคอนเซปต์ Rodenstock B.I.G. vision for All เพื่อให้ทุกคนได้เข้าถึงนั่นเอง

 

 

ความสำเร็จที่สามารถทำให้ทุกคนนั้นสามารถเข้าถึง B.I.G. technology นี้ได้นั้น เริ่มจากโรเด้นสต๊อกประสบความสำเร็จกับ B.I.G. Exact ที่สามารถเก็บฐานข้อมูลกายภาพทางดวงตาแต่ละคนต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2012 ได้มากกว่า 500,000 ดวง และ ด้วยฐานข้อมูลขนาดใหญ่มหึมาเช่นนี้โรเด้นสต๊อกได้ทำการวิเคราะห์เพื่อหาความสัมพันธ์ร่วมกันระหว่างค่าสายตากับลักษณะทางกายภาพของดวงตาแต่ละดวงได้โดยอาศัย AI technology  จนกระทั่งสามารถจำลองโครงสร้างลูกตาขึ้นมาได้จากข้อมูลทางสถิติด้วยข้อมูลค่าสายตาเพียงอย่างเดียวโดยที่ไม่ต้องใช้เครื่อง DNEye scanner 2 ในการเก็บข้อมูล โดย AI จะทำหน้าที่ในการประมวลผลหาความเชื่อมโยงหรือความสัมพันธ์ระหว่างสายตากับลักษณะทางกายภาพ แล้วจำลองโครงสร้างดวงตาขึ้นมาได้ใกล้เคียงกับดวงตาจริงได้มากกว่าการใช้โมเดลเก่า ด้วยการทำอย่างนี้ จึงทำให้ทุกคนนั้นสามารถเข้าถึง B.I.G. technology ได้ แม้ร้านค้าตัวแทนไม่มีเครื่อง DNEye Scanner 2 หรือ ผู้ใช้ต้องการลดค่าใช้จ่ายในการทำเลนส์ที่มีราคาสูงของ B.I.G. exact แต่ก็ยังสามารถได้รับประโยชน์จาก B.I.G. technology เช่นกัน

 

การทำความเข้าใจกับเรื่องนี้จริงๆ ก็คงต้องไปรู้ว่า เลนส์เดิมปกตินั้นเขาคิดอย่างไร ตัวอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดคือ ปัจจัยเรื่องความยาวของกระบอกตา หรือ axial lenght ซึ่งเลนส์รุ่นเดิมของโรเด้นสต๊อก(และเลนส์รุ่นที่มีอยู่ในตลาดปัจจุบันของค่ายอื่น) นั้นกำหนดความยาวของกระบอกตาไว้คงที่ตาม Gullstrand’s eye model คือ 24 มม.​ ซึ่งเป็นความยาวลูกตาเฉลี่ยที่ใช้กันมาตั้งแต่รุ่นทวด ทีนี้เรามาดูความเป็นจริงที่เกิดขึ้นกันว่าแต่ละช่วงเวลาอายุคนนั้นมีการการเปลี่ยนแปลงทางกายภายอย่างไรบ้าง

 

โดยปกติแล้ว ค่าสายตา(spherical equivalent)จะมีความสัมพันธ์กับความยาวกของลูกตาอยู่แล้ว โดยคนสายตาสั้นจะมีกระบอกตาที่ยาวกว่าคนที่มีสายตายาวมาแต่กำเนิด และ ขนาดของรูม่านตาของคนนั้นจะมีขนาดเล็กลงและเลนส์แก้วตา (crystalline lens) ก็จะหนาขึ้นตามอายุเพิ่มขึ้นหรือค่าแอดดิชั่นเพิ่มขึ้น

 

การควบรวมของข้อมูลที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ และ ด้วยอัลกอริทึมของ AI จะทำการหาความสัมพันธ์ใหม่แล้วประมวลผลเป็นโมเดลลูกตาโดยประมาณขึ้นมาเพื่อนำไปออกแบบเลนส์สำหรับสายตานั้นๆขึ้นมาใหม่

 

เหล่านี้คือพื้นฐานการออกแบบเลนส์แบบใหม่ที่ต่างจากวิธีเดิมโดยที่เราไม่ต้องไปวัดพารามิเตอร์จริง ขณะที่ B.I.G. Exact นั้น จะใช้ค่าจริงในการคำนวณซึ่งให้ผลลัพธ์การคำนวณที่แม่นยำกว่า B.I.G.Norm แต่กระนั้นก็ตาม ก็ยังดีกว่าแบบเดิมที่ใช้ค่าทุกอย่างที่ถูกกำหนดมากว่าร้อยปีเช่นกัน และประสิทธิผลจากการคำนวณใหม่ก็สรุปเป็นชาร์ตที่นำมาให้ดูตามไดอะแกรมตามรูปล่างนี้

 

จากไดอะแกรม จะเห็นว่า ความแม่นยำในการคำนวณค่า biometric B.I.G. Norm นั้นน้อยกว่า B.I.G. exact แต่ก็ยังดีกว่า Old Norm ที่ใช้ old eye model เพราะว่า old norm นั้นไม่ได้ใส่ข้อมูล biometric data เข้าไปเลย จึงเป็นเลนส์ที่ใช้ข้อมูลทางกายภาพต่ำที่สุด ตรงข้ามกับ B.I.G. exact ที่ใช้ค่า biometric เฉพาะบุคคลทุกค่าที่เกี่ยวข้อง จึงสามารถให้ค่าความแม่นยำที่สุด และ B.I.G. Norm นั้นใช้ค่ากายภาพจากการประมาณการด้วยข้อมูลตามที่ AI วิเคราะห์ขึ้นมา ทำให้ความแม่นยำนั้นมามากขึ้นกว่า old norm แต่ก็ไม่ถึงกับที่ exact ทำได้

 

ดังนั้น สิ่งที่พอจะสรุปได้ก็คือ ยิ่งเราสามารถได้ biometric data ที่มีความเฉพาะบุคคลมากเท่าไหร่ เราก็จะยิ่งสามารถคำนวนออกแบบเลนส์ให้เหมาะสมกับตาแต่ละดวงนั้นมากยิ่งขึ้น ความคลาดเคลื่อนก็จะยิ่งน้อยลง ประสิทธิภาพการมองเห็นก็จะยิ่งดีขึ้น

 

ศักยภาพของ AI

 

AI มีบทบาทสำคัญในการกำหนดแบบจำลองดวงตาไบโอเมตริกซ์ด้วยการประมาณการขึ้นมา และการพัฒนา AI ขึ้นมานั้นต้องอาศัยความเชี่ยวชาญทั้งในเรื่องทัศนศาสตร์ทางชีววิทยา (physiological optic) และ ระบบการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน และมีข้อมูลขนาดใหญ่ที่จะให้ AI เกิดการเรียนรู้แบบ Matchine learning และด้วยความช่วยเหลือของนักวิจัยจากสถาบันการศึกษาชั้นนำในด้าน AI (Predictive Analytics Lab, University of Sussex) โรเด้นสต๊อกจึงสามารถสร้าง AI แบบ Deep Neural Network โดยใช้หลักการของแบบจำลองโมเดลแบบ multi-task non-linear regression (ตามรูป...) 

โดยมีกลไกสำคัญคือโครงข่ายประสาทเทียมถูก (neural network) ประกอบขึ้นมาด้วยหลายชั้นของโหนดหลาย ๆ โหนด ซึ่งทำให้สามารถแก้ไขปัญหาของงานหลายจากหลายๆปัจจัยได้พร้อมๆกันทำให้การหาผลลัพธิ์ที่ดีที่สุดจึงสามารถสำเร็จได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งกระบวนการเรียนรู้เชิงลึกดังกล่าวต้องการข้อมูลจำนวนมากในการให้ AI ฝึกและตรวจสอบเพื่อหาคำตอบของปัญหาที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งสิ่งนี้สำเร็จเกิดขึ้นได้จากชุดข้อมูลของไบโอเมตริกที่ได้จาก B.I.G. Exact technology

 

ประโยชน์และคุณค่าที่จะได้รับ

 

เนื่องจากการรับรู้ของผู้สวมใส่เป็นสิ่งเดียวสุดท้ายที่สำคัญที่สุดในการพัฒนาเทคโนโลยีเลนส์ ดังนั้นการทดสอบเลนส์โดยใช้แบบจำลองตาไบโอเมตริกซ์โดยที่ใช้ค่าจากประมาณการณ์ด้วย AI นี้เทียบจากเลนส์รุ่นเก่าที่ใช้ old model จึงเป็นเรื่องสำคัญ

 

ผลลัพธ์จากการทดลองสวมใส่จริงจากอาสาสมัครแสดงให้เห็นว่า B.I.G. Exact นั้นผู้ใช้งานสามารถได้รับประโยชน์จากเลนส์ไบโอเมตริกซ์ที่ใช้ข้อมูลจากค่าจริงอย่างเห็นได้ชัด (จากบทความที่ผ่านมา) ดังนั้นเราต้องการดูต่อไปว่าผู้สวมใส่สามารถรับประโยชน์จากเลนส์ที่ใช้ค่าไบโอเมตริกขแบบประมาณการด้วย AI หรือ B.I.G. Norm  มากน้อยแค่ไน

 

โดยการศึกษาในขั้นตอนแรกนั้นโรเด้นสต๊อก ทำการสำรวจในเชิงทฤษฎีทางออพติกเพื่อดูผลเปรียบเทียบการออกแบบเลนส์ที่ใช้มาตรฐานเก่ากับเลนส์ที่ใช้ B.I.G. Norm โดยเลนส์ที่นำมาสำรวจนั้นใช้ทั้งหมด 2,617 ชิ้นโดยดูค่าการคำนวณบนตัวแปรต่างที่มีช่วงของสายตาและค่าแอดดิชั่นเป็นช่วงกว้าง เพื่อให้เกิดตัวแปรต้นที่หลากหลาย

 

โดยประโยชน์สำฤทธิ์ทางการคำนวณ B.I.G. Norm นั้นเขาดูกันหลายเรื่อง เช่น การบิดเบี้ยวด้านข้าง (peripheral aberration)  ความวูบวาบของภาพ ( swimming effect) ความกว้างของพื้นที่ใช้งานหลัก (width of progressive zone)  ความกว้างของสนามภาพมองไกล (width of far zone)  ค่าความคลาดเคลื่อนของโฟกัสขณะมองไกล (aberration at far) และ ค่าความคลาดเคลื่อนของโฟกัสขณะดูใกล้ (aberration at near )

 

ซึ่งผลการทดลองเลนส์ทั้ง 2,617ชิ้น พบว่า B.I.G. norm นั้นให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าในทุกด้านเมื่อเทียบกับ old norm

 

หลังจากประสบความสำเร็จในทางฤทษฎีแล้ว เขาจึงทำการทดสอบกับคนที่ใส่แว่นจริง โดยผู้ที่ถูกคัดเลือกให้เข้าเป็นกลุ่มทดสอบกลุ่มแรกนั้นเป็นกลุ่มผู้เชี่ยวชาญที่มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับคุณสมบัติของเลนส์ในส่วนต่างๆเป็นอย่างดี โดยอาสาสมัครในส่วนนี้เขาใช้คน 15 คน ผลการทดสอบพบว่า 100 % ของกลุ่มที่เข้ารับการทดสอบนั้น พึ่งพอใจกับเลนส์ที่ใช้ B.I.G. Norm มากกว่าเลนส์ที่ใช้มาตรฐานเดิม(old norm) โดยอาการวูบวาบของภาพหรือ swimming effect นั้นผู้ทดสอบ 80% รายงานว่าดีกว่า

 

การทดสอบถัดมาเป็นการทดสอบ B.I.G. Norm กับอาสาสมัครที่เคยใช้เลนส์รุ่นเดิม จำนวน 33 คน ซึ่งทำการทดสอบโดยมหาวิทยาลัยในมิวนิค University in Munich (University of Applied Science in Munich โดย Professor Eisenbarth

 

ผลการศึกษาพบว่า อาสาสมัครที่เข้าร่วมทดสอบนั้น พึงพอใจกับ B.I.G. Norm ทั้ง 6 คุณสมบัติมากกว่า 90%

 

และจากการศึกษาให้ข้อสรุปว่า B.I.G. norm นั้นเป็นเทคโนโลยีเลนส์ที่ให้ประโยชน์ต่อผู้สวมใส่อย่างชัดเจน ซึ่งสามารถรับรู้ได้ด้วยตัวผู้สวมใส่จริง  ดังนั้น การใช้เพียงค่าสายตา โดยไม่ต้องใช้ค่าพารามิเตอร์ดวงตาจริง แล้วใช้ AI ในการคำนวณ eyemodel โดยการประมาณเพื่อนำโมเดลที่ได้ไปออกแบบโครงสร้างเลนส์สามารถเพ่ิมประสิทธิภาพของการมองเห็นให้กับผู้สวมใส่ได้จริงอย่างมีนัยสำคัญ

 

สรุป

 

การนำค่า biometric ของดวงตาไปใช้ในการออกแบบเลนส์นั้นเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในด้านจักษุวิทยา ด้วยการตรวจวัดและคำนวณค่า individual biometric parameter ของดวงตาทำให้สามารถคำนวณภาพที่จะเกิดขึ้นจากเลนส์บนจอประสาทตาได้อย่างถูกต้องแม่นยำ ซึ่งเทคโนโลยีในส่วนนี้เรียกว่า B.I.G.Exact

 

ส่วน B.I.G. Norm เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อยอดมาจาก B.I.G. Exact แต่ไม่ต้องใช้ค่าพารามิเตอร์ดวงตาจริง ใช้เพียงค่าสายตา(สั้น/ยาว/เอียง) และ ค่า addition เท่านั้น ส่วนที่เหลือนั้นใช้พลังการคำนวณของ AI ในการทำนายพารามิเตอร์ของดวงตาจาก Big data ที่มี เพื่อหาโมเดลดวงตาที่ใกล้เคียงมากที่สุด เพื่อนำไปใช้ในการออกแบบเลนส์​ ดั้งนั้น คุณสมบัติของภาพ(ที่เกิดจากเลนส์) จะคำนวณการเกิดของภาพที่จะเกิดบน image plan ของดวงตา ในทุกแนวของการเหลือบ (ขณะที่ B.I.G. exact นั้นจะคำนวณภาพที่จะเกิดบนเรตินาจริง)

 

และด้วยความที่ B.I.G. Norm นั้นคำนวณบนพื้นฐานของการคาดคะเนด้วย AI ดังนั้น โมเดลที่เกิดขึ้นนั้น ได้จากการคำนวณ จึงไม่ละเอียดได้เทียบเท่ากับ B.I.G. exact แต่กระนั้นก็ตาม ผลสัมฤทธิ์ที่ได้ก็ยังดีกว่า old norm ที่ใช้กันมากว่าร้อยปีอยู่มาก และ ผลสัมฤทธิ์ที่ว่านี้ไม่ได้เกิดเพียงในทฤษฎี แต่เกิดจากการทดสอบและทดลองกับผู้ใช้งานจริง ว่าให้คุณภาพของการมองเห็นดีกว่า old norm

 

และ ทั้งหมดนี้ก็คือเรื่องราวของ  B.I.G. vision for All ที่โรเด้นสต๊อกพัฒนาเพื่อยกระดับการมองเห็นให้ผู้ที่สวมใส่แว่น ได้มีการมองเห็นที่ดีกว่า ส่วนเรื่องรายละเอียดของการทำงานของ AI , learning machine และ deep learning machine นั้นจะขอยกเอาไว้ตอนหน้า ส่วนตอนนี้ก็ขอให้ได้คอนเซปต์ความเข้าใจความแตกต่างระหว่าง B.I.G. Exact , B.I.G. Norm และ Old Norm

 

ศึกษาเพิ่มเติม 

https://www.loftoptometry.com/whatnew/view/171

https://www.loftoptometry.com/B.I.G. Vision For All: Rodenstock's New AI Technology (part 1)

https://www.loftoptometry.com/แผนผังดวงตาของ Gullstrand’s (Gullstrand’s schematic eyes)

 

Note : เป็นเอกสารที่ผ่านการแปลและเรียบเรียงใหม่ บางส่วนก็แปลตรงๆ บางส่วนก็เพิ่มเติมเข้ามาเพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจ อาจผิดถูกไปบ้างก็ขออภัย และ สำหรับท่านที่สนใจศึกษาต้นฉบับก็สามารถคลิ๊กลิ้งเข้าไปอ่านได้ที่ https://www.mieducation.com/pages/big-vision-for-all-rodenstocks-new-ai-technology

 

ขอบคุณทุกท่านสำหรับการติดตาม

ดร.ลอฟท์,O.D.

Rodenstock lens consultant (2010-2014)

Loft Optometry Owner (2014 - now)

578 Wacharapol rd, Tharang , Bangkhen ,Bangkok ,10220

Mobile : 090-553-6554

Line : loftoptometry (no@)

Website : https://www.loftoptometry.com

Reference :

https://mivision.com.au