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来自AI+光学技术的创新|如何用眼镜让色盲患者重新看到世界的色彩？

百家作者：硅谷洞察 2020-02-25 12:17:09

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你看过色盲患者第一次看到真实颜色的视频吗？

当一位患有色盲症的父亲带上色盲矫正眼镜，他的世界第一次变得如此五彩斑斓。在一位YouTuber的视频中，记录了一个男孩首次带上色盲矫正眼镜感到疑惑的第一反应。“那是蓝色吗？！”，“花瓣中间是什么颜色？哦！是奶油色！”当他们第一次戴上眼镜时他们通常会因为看见这个美丽的世界而激动到哭泣。他们向孩子一样辨认一个又一个物体的颜色。

根据调查，每12个男性中就有1个色盲症患者，每200个女性就有1个色盲症患者，如此高的患病率让人感到震惊。患有严重色盲症的患者可能只能识别不超过20种颜色，而正常视觉的人却能识别超过100种颜色。

试想一下，通过隐形眼镜看到超过自身识别率500%的颜色，一副搭配无色防蓝光镜片且时尚的色彩增强眼镜能够让色盲患者以正常的视角看到这个世界，是一件多么不可思议的事情。

通过色彩增强隐形眼镜，让色盲患者以正常的视角重新看到世界，发掘超过其以往识别能力5倍的颜色，是一种怎样的改变生活的体验？而与此同时，这种不可思议的眼镜，本身却是无色的、时尚的，且非常方便携带。

这些美好的画面，仅仅是硅谷革命性光学技术公司【Hue.Ai】所有技术中很小一部分的研究成果。

将AI用于构建彩色视觉产品

从名字就能看出来 Hue.AI 是一家人工智能科技公司。由于将人工智能应用于能够帮助色盲症患者重建彩色视觉的产品中，所以HUE.AI在光学技术领域中绝对是最特别的那一个。他们同样还利用人工智能技术对太空探索、机器人和医疗行业带来改变，并且将这些行业与色彩科学相结合，开发出了全球首个用于光学性能研究的人工智能系统。

那么，这个人工智能系统是怎么工作呢？

Hue.AI通过专有技术快速运行并分析上千个化学和物理模型，来模拟创建最佳的设计模型。然后实验室的技术人员可以通过优化来创造出与最终产品几乎相同的光学模型。与传统的研究方式相比，人工智能的介入使研究工作从一开始就节省了很多人工和时间成本。

从技术层面来讲，Hue.Ai着力于两个方面的技术，防蓝光技术与防眩光技术。

防蓝光技术是Hue.Ai研发的一种专门用于给镜头染色的防蓝光着色剂。通常的抗蓝光镜片的有两个主要的特点，抗蓝光和黄色的镜片。Hue.Ai的抗蓝光镜片不仅拥有十分出色的功能性，还消除掉了影响美观黄色涂料，所以这幅眼镜从外表看起来就跟普通的眼镜没有任何区别，这能够让佩戴者不再成为人群中的“焦点”。

（传统的防蓝光眼镜，图片来自于网络）

2019年，全球防蓝光眼镜市场规模为1800万美元；不过在未来四年的综合增长率为8.3%，2024年该市场规模将有望达到2700万美元。目前该市场的龙头企业为：依视路（Essilor）、蔡司（ZEISS）、豪雅（ Hoya）、Zenni Optical。

此外，Hue.Ai还开发出了防眩光镜片。与偏光眼镜不适宜使用电脑不同，防眩光镜片在户外（如驾驶）和室内（使用电脑）时都能有效的阻挡眩光。到2024年，防眩光涂层市场预计将超过60亿美元，2016年至2024年的年增长率预计为8%。这个市场的主要制造商包括依视路（Essilor）、蔡司（ZEISS）、豪雅（ Hoya）、霍尼韦尔（Honeywell）。

Hue.Ai 将继续在色盲、光学景深、视网膜亮度、视觉泛黄等领域继续寻求挑战，它利用技术优势通过授权的方式为类似的市场开发具备高技术含量的产品。

全球光学行业现状

全球光学行业目前包含太阳眼镜、处方眼镜、隐形眼镜和白内障手术四个价值数十亿的产业。

其中，太阳眼镜的全球市场规模为145亿美元（2018年），而且这个数字会随着人均可支配收入的增长和奢侈品需求的增加而日益上升，预计在2025年全球市场份额总体将综合上涨2.3%。在这个领域中的主要企业为Luxottica 和Safilo。

处方眼镜的全球市场规模在2018年为50亿美元。到2028年，随着老年人口和人均寿命的增加，处方眼镜的全球增长率将达到4.3%。根据美国视力委员会（Vision Council of America）2015年的调查数据，76.2%的美国人都进行过视力矫正。并且根据美国人口普查报告中的预测，2050年时，全球65岁以上人口将从2015年的8.5%（6.17亿）增长到17%（16亿），这一数据将进一步促进处方眼镜的需求。在这个领域的主要企业：Luxottica、卡尔蔡司（Carl Zeiss）、精工光学（Seiko Optical Products）、豪雅（Hoya Vision）。

隐形眼镜的全球市场规模为119亿美元（2018年）。到2025年，全球隐形眼镜的年综合增长率预计达到5.6%，近视和老花人口的增加是促进这一数字增长的主要原因。这个领域的主要企业包含Essilor-Luxottica、爱尔康（Alcon Vision）、库博光学（CooperVision）、博士伦（Bausch + Lomb）、蔡司国际（ZEISS International）等。

而白内障手术领域全球市场规模在2018年为54亿美元。到2025年，该行业的符合增长率预计将达到5.2%，全球市场规模预计将达到98亿美元。这样惊人的增长率离不开全球老龄化人口的增加。这个领域的主要企业有爱尔康（Alcon Vision）、Hoya Vision、卡尔.蔡司（Carl Zeiss）、强生（Johnson & Johnson）。

Hue.Ai也处于同一领域，但并不与上面这些龙头企业进行直接的产品市场竞争，而是在研发方面发力，提供更加清晰的成像和色彩技术。根据目前产业的市场现状来说，这一战略路线会为Hue.Ai在光学市场中取得一个独特的市场地位。

颠覆大型光学公司的研发方法

大型的光学公司每年要在技术研发上花费数亿美元，但是这有两个缺点。首先，这些研发预算并不完全花在着色剂上，因为他们需要兼顾镜片的生产和销售，所以这会抽走一部分研发运算来保证公司在产品生产上面的正常运营。例如，依视路（Essilor）的研发团队最近考虑在门店中引入VR装置，这样客户就能虚拟的尝试不同的镜片效果。虽然这样的投入对依视路（Essilor）这样的大公司改善客户购买体验十分有用，但是在技术层面来说，依然与Hue.Ai有差距。

第二，如果没有人工智能干预技术研发，这些大公司只能采取最传统的研究方法，这需要花费十分庞大的时间和金钱。然而，这样庞大的预算就让他们与Hue.Ai形成了对比，例如：:Essilor和Luxottica在2019年第一季度在研发上投入了2.6亿欧元，2018年，卡尔.蔡司（Carl Zeiss）花费了6.4亿欧元在科研项目中。爱尔康每年的研发投入则高达10亿美元，高于同类其它公司。

一些类似于Hue.Ai这样具备技术竞争力的小规模公司的存在，确实能够为大公司在研发投入上节省不少的预算。这样的公司通常都专注于研究该行业的细分领域，并且都有不错的技术竞争力。

（Hue.ai色盲眼镜在劳氏花园进行测试，图片来自于Hue.ai官网）

然而，一些有着人工智能优势的公司却只是专注于为客户定制镜片这样的业务，而没有着眼于着色剂和涂料的开发。例如Shamir Autograph公司利用病人的数据结合人工智能为老花眼患者开处方；R&D Optical Lab专注于生产定制镜片，而不是广泛的研发；幻影实验室（Phantom Research Laboratories）销售一种带有颜色的透镜，但这并不解决向Hue.Ai所针对的医疗场景。

而Hue.Ai的专注开发的着色剂可以提供给拥有更多用户群体的公司使用。如果Hue.Ai将其人工智能系统与数据结合，那么它就可以直接分析病人的数据并提供合适的镜片，起到类似于人类验光师的职能。

总而言之，业界与Hue.Ai相似的公司很少，而几乎没有其他公司在用人工智能技术来设计涂料和着色剂。这让Hue.Ai在研发速度和成本投入上面占据了巨大的优势。

愿景：用AI造福色盲患者

Hue.Ai的创始人Justin毕业于哈佛大学肯尼迪政府学院（Kennedy School of Government），主修金融和经济。他曾在CRA（Charles River Associates）工作了几年，并在那里遇到了Keenan。

而Keenan拥有康奈尔大学（Cornell University）的博士学位，在CRA工作了几年后于2017年从谷歌（Google）的高级解决方案实验室毕业。随后，他为了AES开发并商业化了人工智能系统，并主导了一个团队的人工智能部署工作，该团队在核心业务上面取得了显著的进步，直到他们遇到了其他两位联合创始人，四人联手创办了Hue.Ai。

他们的原本目标是要把人工智能技术带到一个无人涉足的领域，并看看他们究竟有多大的能量。当创始人注意到他们的朋友有很多人患有色盲时，他们就意识到了这是一个伟大的想法。于是，Hue.AI就诞生了。