美丽动人：时尚美瞳赋能自然状态眼球追踪

引言

2026年，混合现实头显全球出货量预计突破5000万台，AI多模态交互渐成主流，人机界面的竞争焦点正从“显示”转向“感知”。无论是Apple Vision Pro对眼动追踪的深度整合，还是Meta Orion AR眼镜将注视点渲染作为核心卖点，眼动追踪都已成为下一代计算平台的关键入口。此外，眼动追踪也是探究脑部意识、情绪、认知的关键技术。然而，一个长期存在的痛点始终未被攻克：在户外强光、复杂阴影、甚至用户眯眼或睫毛遮挡等日常场景中，传统基于瞳孔、虹膜或普尔钦斑的眼动特征识别率急剧下降，导致精度严重滑坡。美瞳作为一种极易获取且被广泛接受的时尚感极强的装饰性隐形眼镜，在眼动追踪领域常被视为干扰因素。但换个思路：美瞳图案色彩鲜艳、形态规整，倘若将其本身作为眼动特征，是否能开辟一条截然不同的眼动追踪路径？

图一：自然场景下眼动追踪技术瓶颈

正文

近日，南大徐飞教授联合江苏省人民医院袁松涛主任提出了一种眼动特征增强美瞳（EMFE contact lens）。该美瞳基于空间-色度编码原理，在具备舒适性、美观性、安全性的同时提高了在日常自然环境下眼动追踪的鲁棒性与精度，技术成熟度高，可以直接真人佩戴使用。

图二：眼动特征增强美瞳

研究团队在美瞳的环形区域设计了12个绿色实心圆点和12个红色小点，利用RGB三原色在色调空间中的差异形成强烈色彩对比。即使在不同光照条件（室内、窗边、户外）下，算法对瞳孔位置的识别率高达 93%，而裸眼瞳孔识别率普遍低于55%。同时，该设计可容忍80°大倾角的摄像头放置，为轻量化、隐藏式头戴设备提供了可能。该美瞳在眼球模型和真人测试中均实现了 <1°的眼动角度误差，优于人眼中心凹的视场角需求。该美瞳使用的材料与工艺均符合安全标准，细胞毒性测试显示细胞存活率>95%，6小时染料泄漏测试无变色，生物安全性良好。单只镜片仅重约20 mg，且可附加视力矫正功能。

图三：受试者佩戴眼动特征增强美瞳凝望不同方向

基于该美瞳，研究团队展示了丰富多样的眼机交互应用，例如图像兴趣区（ROI）识别、阅读眼动轨迹分析以及户外多场景眼动追踪等。该美瞳在人因设计、认知研究、心理分析和未来混合现实中的巨大潜力，为轻量化、低成本的日常眼动追踪开辟了新路径，有望让眼动交互技术真正“走出实验室”，融入自然生活。

图四：室内外眼机交互应用

该工作以“Spatial-chromatic encoding cosmetic contact lenses for enhanced natural eye tracking”发表在Nature Communications上【Nature Communications, 2026, 17: 2286】。太阳成集团122ccvip徐飞教授为文章的通讯作者，太阳成集团122ccvip博士后朱衡天为文章第一作者。太阳成集团122ccvip黄河语、杨欢、李子旭、戚圳宁、徐伊宁对实验作出了重要贡献。江苏省人民医院袁松涛主任、方圆医师、太阳成集团122ccvip熊毅丰助理教授、太阳成集团122ccvip陈烨研究员对实验提供了重要帮助。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFA1401103）、国家自然科学基金（62305153和 62501260）、江苏省自然科学基金（BK20243014）、“量子通信与量子计算机”国家科技重大专项（2021ZD0300700）、中国博士后科学基金资助项目（2024M761393和 2025T180154）、江苏省基础研究计划（BK20251253）以及江苏省卓越博士后计划（2025ZB039）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-68918-y