Un nou model ocular ghidează designul iluminatului pentru persoanele vârstnice
Cercetătorii au dezvoltat un nou model computațional care ia în considerare efectele îmbătrânirii asupra capacității ochilor de a discrimina culorile.
Aceasta ar putea ajuta la crearea unor soluții de iluminat care să faciliteze percepția culorilor de către adulții în vârstă, păstrând în același timp aspectul așteptat pentru persoanele cu viziune normală.
„Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, lentila din interiorul ochiului devine treptat galbenă și absoarbe mai multă lumină de lungime de undă scurtă, ceea ce poate face ca culorile similare să fie mai greu de distins”, a declarat Qi Dai de la Universitatea Fudan din China. „Am inclus aceste modificări legate de vârstă într-un model care poate fi folosit pentru a ghida spectrul, sau amestecul de lungimi de undă, utilizat pentru iluminatul alb, astfel încât să fie mai ușor pentru adulții în vârstă să perceapă culorile.”
În revista Optics Express, parte a grupului editorial Optica, cercetătorii de la Universitatea Fudan și OPPLE Lighting au raportat rezultatele unui studiu care a folosit noul model pentru a proiecta spectre de iluminat care să țină cont de modul în care ochii îmbătrâniți percep culorile. Într-un grup de voluntari adulți cu vârste de 70 de ani și peste, iluminatul rezultat a îmbunătățit discriminarea culorilor comparativ cu un LED simulat D50 de referință, având o temperatură a culorii aproape identică, în timp ce culorile familiare au părut naturale.
„Iluminatul care ia în considerare modificările legate de vârstă în viziunea asupra culorilor ar putea ajuta adulții în vârstă să rămână încrezători și independenți în îndeplinirea sarcinilor precum citirea etichetelor, sortarea medicamentelor, aprecierea alimentelor sau alegerea îmbrăcămintei”, a spus Dai. „Într-o casă de familie sau într-o instituție de îngrijire, iluminatul conceput având în vedere ochii îmbătrâniți ar putea sprijini utilizatorii în vârstă, păstrând totodată caracteristicile necesare pentru utilizarea generală.”
Modelarea schimbărilor de viziune legate de vârstă
Metodele convenționale de evaluare a calității culorii folosesc, în general, o reprezentare matematică a viziunii umane. Totuși, acestea nu iau în considerare modul în care sensibilitatea ochiului la diferite lungimi de undă se schimbă odată cu vârsta din cauza îngălbenirii lentilei.
„Am vrut să aflăm dacă putem folosi noile cunoștințe despre cum se schimbă viziunea cu vârsta pentru a ghida designul luminii albe care ajută măsurabil adulții în vârstă să distingă culorile, păstrând în același timp cerințele convenționale de calitate a culorii iluminatului”, a declarat Dai. „Lucrarea noastră oferă o legătură practică între descrierea viziunii îmbătrânite și designul iluminatului pentru a o susține.”
Cercetătorii au dezvoltat un model care estimează cât de ușor ar putea o persoană să distingă culorile similare, pe baza spectrului luminii de iluminare, a lungimilor de undă reflectate de obiectele colorate și a sensibilităților ajustate în funcție de vârstă ale celor trei tipuri de conuri din ochi.
Cercetătorii au folosit modelul pentru a evalua 11.541 de spectre de lumină posibile care îndeplineau cerințele standard pentru lumină albă și redarea culorilor aproape de 5000 K, care este o lumină albă neutră, asemănătoare celei de zi. Au descoperit că spectrele care păreau similare ar putea diferi semnificativ în modul în care erau prevăzute să afecteze capacitatea adulților în vârstă de a distinge între culori asemănătoare.
Pe baza acestei analize, cercetătorii au selectat două spectre de iluminat: P1, optimizat pentru a îmbunătăți discriminarea culorilor, și P2, conceput pentru a echilibra discriminarea culorilor cu culori care arată natural. Pentru un observator modelat de 85 de ani, P1 a fost prezis să recupereze aproximativ 49% din pierderea legată de vârstă în discriminarea culorilor, în timp ce P2 a recuperat aproximativ 36%.
De la cercetare la soluții de iluminat
Pentru a verifica dacă aceste spectre optimizate au ajutat la discriminarea culorilor, cercetătorii au solicitat 34 de voluntari adulți, cu vârste de 70 de ani și peste, să efectueze un test de sortare a culorilor sub iluminatul cu spectrele P1 și P2, precum și un LED simulat de referință a luminii de zi. Pentru toate cele trei condiții, iluminanța și temperatura culorii erau aproape identice.
Amandouă spectrele optimizate au îmbunătățit semnificativ performanța la testul de sortare a culorilor comparativ cu referința simulată de lumină de zi. La nivel individual, 26 din cei 34 de participanți (76,5%) au îmbunătățit discriminarea culorilor atunci când a fost utilizat spectrul P1, iar 22 din 34 (64,7%) au îmbunătățit cu P2.
„Constatările sugerează că modelul ar putea fi folosit pentru a proiecta soluții de iluminat de zi cu zi care să faciliteze adulților în vârstă să vadă culorile, păstrând în același timp culorile obiectelor familiare să arate naturale”, a declarat Dai. „Deoarece spectrele au îndeplinit, de asemenea, criteriile convenționale pentru cromaticitatea luminii albe și redarea culorilor, acestea ar putea fi utilizate pentru iluminatul spațiilor împărtășite de oameni de diferite vârste.”
Dai adaugă faptul că abordarea lor ar putea fi extinsă pentru a capta modul în care apar afișajele pentru privitorii în vârstă sau pentru alte grupuri cu sensibilitate spectrală cunoscută diferită. Cu toate acestea, acest lucru ar necesita modelare dedicată și teste umane.
Cercetătorii subliniază că, înainte de o adoptare mai largă, studii suplimentare ar trebui să evalueze abordarea în condiții cotidiene și la alte iluminanțe și temperaturi de culoare frecvent utilizate. Testarea soluțiilor de iluminat cu persoane dintr-o gamă mai largă de vârste, inclusiv utilizatori mai tineri, ar oferi, de asemenea, informații valoroase pentru iluminatul folosit în spații comune.
