Инженеры Северо-Западного университета разработали новую интеллектуальную сенсорную платформу для лицевых масок, которую они назвали «Fitbit для лица».
Легкий датчик размером с четверть дюйма, получивший название «FaceBit», использует крошечный магнит для крепления к любой N95, тканевой или хирургической маске для лица.
Мало того, что он может измерять частоту дыхания пользователя, частоту сердечных сокращений и время ношения маски в реальном времени, он также может заменить громоздкие тесты измерением прилегания маски. Затем вся эта информация передается по беспроводной сети в приложение для смартфона, которое содержит панель инструментов для мониторинга состояния здоровья в режиме реального времени. Приложение может немедленно предупредить пользователя о неожиданном возникновении проблем, таких как учащенное сердцебиение или протечка в маске. Физиологические данные также могут быть использованы для прогнозирования усталости, состояния физического здоровья и эмоционального состояния.
Несмотря на то, что устройство питается от крошечной батареи, FaceBit предназначен для сбора энергии из любых источников окружающей среды, включая силу дыхания пользователя, движение и тепло от дыхания пользователя, а также от солнца. Это продлевает срок службы батареи датчика, увеличивая время между зарядками.
«Мы хотели разработать интеллектуальную маску для лица для медицинских работников , которую не нужно неудобно подключать в середине смены», — сказал Джозайя Хестер из Northwestern, руководивший разработкой устройства. «Мы увеличили энергию батареи за счет сбора энергии из различных источников, что означает, что вы можете носить маску в течение недели или двух без необходимости заряжать или заменять батарею».
Исследование было опубликовано на прошлой неделе в Proceedings of ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies. В ходе исследования исследователи обнаружили, что точность FaceBit аналогична точности устройств клинического уровня, а срок службы батареи между зарядками превысил 11 дней.
FaceBit без маски, рядом с маленькой батареей. Предоставлено: Северо-Западный университет.
Приблизительный тест на пригодность
Перед разработкой FaceBit Хестер и его сотрудники сначала опросили врачей, медсестер и фельдшеров, чтобы лучше понять их потребности в умных масках для лица . В ходе ряда опросов все клиницисты указали, что качество прилегания маски является наиболее важным, особенно при работе непосредственно с пациентами с вирусными инфекциями.
Чтобы гарантировать, что их маски N95 должным образом прилегают к лицу, медицинские работники периодически проходят 20-минутный «тест на пригодность». Во время этого процесса медицинские работники сначала надевают респиратор N95, а затем надевают прозрачный капюшон на всю голову. Затем другой рабочий закачивает в вытяжку сладкий или горький аэрозольный туман. Концентрация аэрозоля внутри капюшона постепенно увеличивается до тех пор, пока он не будет обнаружен человеком в респираторе. Если пользователь чувствует горький или сладкий вкус до определенного количества распылений аэрозоля, значит, маска не запечатана должным образом.
Хотя FaceBit от Hester еще не может заменить этот громоздкий процесс, который является давней проблемой в медицинской отрасли, он может гарантировать, что маска сохранит надлежащую форму между испытаниями. Например, если маска расстегивается в течение дня или если пользователь натыкается на нее во время активности, FaceBit может предупредить владельца.
«Если вы носите маску в течение 12 часов или дольше, иногда ваше лицо может онеметь», — сказал Хестер. «Вы можете даже не осознавать, что ваша маска ослаблена, потому что вы этого не чувствуете или слишком устали, чтобы заметить это. Мы можем аппроксимировать процесс проверки прилегания, измерив сопротивление маски. Если мы видим внезапное падение сопротивления, это указывает на образовалась утечка, и мы можем предупредить владельца».
