نظارات ذكية بلا بطارية تراقب نبضك وحركات وجهك دون الحاجة للشحن

طوّر باحثون في جامعة نورث وسترن الأميركية نموذجًا أوليًا من نظارات ذكية بلا بطارية، يستطيع مراقبة مؤشرات صحية بالاعتماد على الطاقة الناتجة عن حركات الوجه، مثل رمش العين والابتسام وتحريك الفك ورفع الحاجبين. وتهدف التقنية إلى تحويل النظارات التقليدية إلى أجهزة صحية قابلة للارتداء دون الحاجة إلى شحنها باستمرار.

نظارات ذكية بلا بطارية تعتمد على حركات الوجه

يحمل النموذج اسم GlassTENG، ويستخدم مستشعرات مرنة تحول الحركات الطبيعية للوجه إلى طاقة كهربائية تشغّل نظام الاستشعار. ويرى الباحثون أن النظارات تمثل وسيلة عملية لمراقبة الصحة، لأن ملايين الأشخاص يرتدونها يوميًا دون الحاجة إلى تغيير عاداتهم.

وتعتمد التقنية على مولدات الكهرباء النانوية الاحتكاكية (TENGs)، التي تنتج شحنات كهربائية عند تلامس مادتين مختلفتين وانفصالهما. وتتيح هذه الآلية الاستفادة من الحركات المتكررة للوجه بدل الاعتماد على بطارية تقليدية.

ثلاثة مستشعرات لمراقبة النبض وحركة الفك

ثبّت الفريق ثلاثة مستشعرات على إطار النظارات، بحيث يرصد كل منها مجموعة من المؤشرات والحركات:

• جسر الأنف: يراقب النبض ورمش العين وحركة الحاجبين.
• منطقة الصدغ: تتتبع النبض ونشاط الفك.
• بالقرب من الأذن: ترصد المضغ وإطباق الأسنان.

وتنتج كل حركة نمطًا كهربائيًا مختلفًا، يستطيع النظام تحليله للتعرف على النشاط الذي يؤديه المستخدم. وقد يساعد ذلك مستقبلًا في رصد مؤشرات مرتبطة بالإرهاق وصرير الأسنان وصحة القلب والأوعية الدموية.

نظارات ذكية بلا بطارية تراقب نبضك وحركات وجهك دون الحاجة للشحن

دقة تصل إلى 93.8% في التعرف على الحركات

اختبر الباحثون النظام على 20 متطوعًا باستخدام خوارزمية تعلم آلي لتحليل الإشارات الكهربائية، وبلغت دقته الإجمالية في التعرف على الأنشطة 93.8%.

ووصلت دقة اكتشاف اصطكاك الأسنان إلى 99%، بينما بلغت 96% عند رصد إطباق الفك بقوة.

• طرح أنثروبيك العام يقترب من رقم قياسي.. تقييم يتجاوز تريليوني دولار وخسائر ضخمة
• خطأ تقنية التعرف على الوجه.. سيدة تقاضي مدينة أميركية بـ10 ملايين دولار

كما اختبر الفريق قياس النبض لدى 10 مشاركين في حالة راحة، وسجل متوسط فرق قدره 1.82 نبضة في الدقيقة مقارنة بحزام مرجعي لقياس النبض يُرتدى حول الصدر.

ورغم هذه النتائج، لا تزال نظارات ذكية بلا بطارية في مرحلة النموذج الأولي، وتحتاج إلى مزيد من الاختبارات قبل تحديد مدى ملاءمتها للاستخدام الصحي اليومي.

التحدث أثناء الطعام يربك المستشعرات

واجه النظام صعوبة في التمييز بين التحدث والمضغ، بسبب تشابه حركات الفك والعضلات المستخدمة في النشاطين.

وخلال الاختبارات، تعرّف النظام على التحدث بصورة صحيحة في 55% من الحالات فقط، بينما صنّفه خطأً على أنه تناول للطعام في 37% من الحالات.

ويعمل الباحثون على تحسين قدرة النظام على التمييز بين الأنشطة المتشابهة، حتى يتمكن من تقديم قراءات أكثر موثوقية في المواقف اليومية.

معالجة البيانات مباشرة داخل النظارات

تنقل GlassTENG البيانات حاليًا إلى هاتف ذكي أو جهاز لوحي عبر البلوتوث، لكن الفريق يسعى إلى تنفيذ المعالجة داخل النظارات نفسها، لتتمكن من تحليل المؤشرات الصحية وإرسال تنبيهات فورية.

ومن التطبيقات المحتملة تنبيه المستخدم عند إطباق فكيه بقوة، بما قد يساعده على الانتباه إلى بعض العادات المرتبطة بالتوتر أو صرير الأسنان.

وإذا نجح الباحثون في تطوير هذه القدرات، فقد تمهد التقنية الطريق أمام أجهزة قابلة للارتداء تراقب مؤشرات صحية باستمرار، وتستمد الطاقة من حركات الجسم الطبيعية بدل الاعتماد على الشحن المتكرر.