‘Fitbit for the face’ dapat mengubah masker wajah apa pun menjadi perangkat pemantauan cerdas

  • Whatsapp


Insinyur Universitas Northwestern telah mengembangkan platform sensor pintar baru untuk masker wajah yang mereka sebut “Fitbit for the face.”

Dijuluki “FaceBit”, sensor ringan berukuran seperempat ini menggunakan magnet kecil untuk dipasang pada masker wajah N95, kain, atau bedah apa pun.

Tidak hanya dapat merasakan laju respirasi, detak jantung, dan waktu pemakaian masker secara real-time pengguna, perangkat ini juga dapat menggantikan tes yang tidak praktis dengan mengukur kesesuaian masker. Semua informasi ini kemudian ditransmisikan secara nirkabel ke aplikasi ponsel cerdas, yang berisi dasbor untuk pemantauan kesehatan waktu nyata. Aplikasi dapat segera memberi tahu pengguna ketika masalah — seperti peningkatan detak jantung atau kebocoran pada masker — muncul secara tidak terduga. Data fisiologis juga dapat digunakan untuk memprediksi kelelahan, status kesehatan fisik dan keadaan emosional.

Meskipun baterai kecil memberi daya pada perangkat, FaceBit dirancang untuk memanen energi dari berbagai sumber sekitar — termasuk kekuatan pernapasan pengguna, gerakan dan panas dari napas pengguna serta dari matahari. Ini memperpanjang masa pakai baterai sensor, memperpanjang waktu antar pengisian daya.

“Fitbit for the face” mengubah masker wajah menjadi perangkat pintar. Kredit gambar: Universitas Northwestern

“Kami ingin merancang masker wajah cerdas untuk profesional perawatan kesehatan yang tidak perlu dicolokkan dengan tidak nyaman selama jam kerja,” kata Northwestern’s Yosia Hester, yang memimpin pengembangan perangkat. “Kami menambah energi baterai dengan pemanenan energi dari berbagai sumber, yang berarti Anda dapat memakai masker selama satu atau dua minggu tanpa harus mengisi daya atau mengganti baterai.”

Itu penelitian diterbitkan dalam Prosiding ACM tentang Teknologi Interaktif, Seluler, Dapat Dipakai, dan Ada di Mana Saja. Dalam studi tersebut, para peneliti menemukan akurasi FaceBit mirip dengan perangkat tingkat klinis, dan baterai bertahan lebih dari 11 hari di antara pengisian daya. Informasi lebih lanjut tersedia di facebit.health.

Hester adalah asisten profesor ilmu komputer, teknik komputer dan teknik elektro dan Profesor Desain Junior Breed di Northwestern’s Sekolah Teknik McCormick.

Perkiraan uji kecocokan masker wajah

Sebelum merancang FaceBit, Hester dan kolaboratornya terlebih dahulu mewawancarai dokter, perawat, dan asisten medis untuk lebih memahami kebutuhan mereka akan masker wajah pintar. Dalam serangkaian survei, semua dokter menunjukkan bahwa kualitas kecocokan masker adalah yang paling penting — terutama ketika bekerja secara langsung dengan pasien dengan infeksi virus.

Untuk memastikan masker N95 mereka disegel dengan benar ke wajah mereka, petugas kesehatan secara berkala menjalani “tes kecocokan” selama 20 menit. Selama proses ini, petugas kesehatan pertama-tama mengenakan respirator N95 diikuti dengan penutup kepala yang jelas di seluruh kepala mereka. Pekerja lain kemudian memompa kabut aerosol manis atau pahit ke dalam kap mesin. Konsentrasi aerosol secara bertahap ditingkatkan di dalam tudung sampai dapat dideteksi oleh orang yang memakai respirator. Jika pemakainya merasakan pahit atau manis sebelum sejumlah pompa aerosol, maka masker tidak disegel dengan benar.

Meskipun FaceBit Hester belum dapat menggantikan proses yang rumit ini — yang merupakan tantangan lama dalam industri medis — ini dapat memastikan masker tetap pas di antara peristiwa pengujian. Jika topeng menjadi longgar sepanjang hari atau jika pengguna menabrak topeng selama aktivitas, misalnya, FaceBit dapat memperingatkan pemakainya.

“Jika Anda memakai masker selama 12 jam atau lebih, terkadang wajah Anda bisa mati rasa,” kata Hester. “Anda mungkin bahkan tidak menyadari bahwa topeng Anda longgar karena Anda tidak dapat merasakannya atau Anda terlalu lelah untuk menyadarinya. Kami dapat memperkirakan proses pengujian kecocokan dengan mengukur resistensi topeng. Jika kami melihat penurunan resistensi yang tiba-tiba, itu menunjukkan kebocoran telah terbentuk, dan kami dapat memperingatkan pemakainya.”

Biosensing yang berpusat pada wajah

Tetapi FaceBit dapat menilai lebih dari sekadar kecocokan topeng — itu juga dapat memantau orang yang memakai topeng secara real time. Dengan mengumpulkan berbagai sinyal fisiologis — seperti detak jantung dan pernapasan — FaceBit dapat membantu pemakainya lebih memahami tubuh mereka sendiri untuk membuat keputusan kesehatan yang bermanfaat. Semua informasi kesehatan, termasuk waktu pemakaian dan kecocokan masker, ditampilkan pada aplikasi smartphone yang menyertainya.

Menurut Hester, setiap kali jantung seseorang berdetak, kepala mereka bergerak dalam jumlah yang sangat kecil. FaceBit dapat merasakan gerakan halus itu — dan membedakannya dari gerakan lain — untuk menghitung detak jantung.

“Jantung Anda mendorong banyak darah ke seluruh tubuh, dan gaya balistiknya cukup kuat,” kata Hester. “Kami dapat merasakan kekuatan itu saat darah mengalir ke arteri utama ke wajah.”

Karena peristiwa yang membuat stres dapat menimbulkan respons fisiologis, termasuk pernapasan cepat, FaceBit dapat menggunakan informasi itu untuk mengingatkan pengguna agar beristirahat, berjalan-jalan, atau menarik napas dalam-dalam untuk menenangkan diri. Sistem rumah sakit juga dapat menggunakan data ini untuk mengoptimalkan jadwal shift dan istirahat bagi para pekerjanya. Dan karena detak jantung dan laju pernapasan sangat erat terkait satu sama lain, memiliki kemampuan untuk memantau keduanya dengan mudah dapat membuka kemungkinan penelitian baru.

Masa depan bebas baterai

Sebagai ahli dalam teknologi berkelanjutan dan bebas baterai, Hester berharap timnya atau pihak lain pada akhirnya akan dapat membuat FaceBit sepenuhnya bebas baterai. Sekarang, pernapasan dan gerakan pemakainya atau sinar matahari dapat memperpanjang usia baterai. Namun, di masa depan, energi panas dan kinetik yang dipanen hanya dapat memberi daya pada perangkat.

Meskipun timnya mengevaluasi perangkat pada sukarelawan dalam skenario dunia nyata, Hester mengatakan FaceBit masih perlu menjalani uji klinis dan validasi. Tim merilis proyek sebagai open source dan perangkat keras terbuka sehingga orang lain dapat membangun dan memvalidasi perangkat.

“FaceBit memberikan langkah pertama menuju penginderaan dan inferensi di wajah yang praktis, dan memberikan opsi yang berkelanjutan, nyaman, dan nyaman untuk pemantauan kesehatan umum bagi pekerja garis depan COVID-19 dan seterusnya,” kata Hester. “Saya sangat bersemangat untuk menyerahkan ini kepada komunitas riset untuk melihat apa yang dapat mereka lakukan dengannya.”

Sumber: nUniversitas barat laut




Pos terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.