نظارات مبتكرة تستشعر نبضك وحركات وجهك بفضل الكهرباء الساكنة

في خطوة واعدة نحو تطوير أجهزة قابلة للارتداء تتطلب شحنًا أقل، نجح باحثون في جامعة نورث وسترن الأمريكية في تطوير نموذج أولي لنظارات ذكية قادرة على استشعار نبضات القلب وحركات الوجه الدقيقة مثل الرمش وانقباض الفك، وتحويلها إلى إشارات كهربائية مفيدة. يُطلق على هذا الابتكار اسم GlassTENG، ويهدف إلى تحويل النظارات العادية إلى أدوات لمراقبة المؤشرات الصحية الحيوية مع تقليل الاعتماد على البطاريات الكبيرة.

تعتمد التقنية المبتكرة على مبدأ الكهرباء الساكنة، حيث تتولد شحنات كهربائية صغيرة عند احتكاك وانفصال طبقات من مواد مختلفة داخل مستشعرات النظارة استجابة لحركات الوجه. قام الفريق بتثبيت ثلاثة مستشعرات في مناطق استراتيجية حول جسر الأنف والصدغ والأذن، لتتمكن من التقاط مجموعة واسعة من الإشارات، بدءًا من حركة الحاجبين وصولًا إلى مضغ الطعام والضغط على الأسنان، وذلك دون الحاجة إلى استخدام كاميرات لمراقبة الوجه.

أظهرت التجارب التي أجريت على 20 متطوعًا، باستخدام خوارزميات التعلم الآلي لتحليل الإشارات، قدرة النظام على التعرف على ستة أنشطة مختلفة للوجه والفك بدقة إجمالية بلغت 93.8%. وقد وصلت دقة رصد طقطقة الأسنان إلى 99%، وانقباض الفك إلى 96%. وفي اختبارات منفصلة لقياس النبض أثناء الراحة، بلغ متوسط الخطأ 1.82 نبضة في الدقيقة مقارنة بجهاز قياس مرجعي.

على الرغم من هذه النتائج المبشرة، لا يزال النظام يواجه تحديات في التمييز بين بعض الحركات المتشابهة، خاصة أثناء الكلام والأكل، مما يستدعي المزيد من التحسين والاختبار في ظروف حياتية أكثر تنوعًا. كما أشارت الدراسة إلى أن عملية الاستشعار تولد إشاراتها ذاتيًا من الحركة، إلا أن تشغيل المنظومة بأكملها، بما في ذلك معالجة البيانات والاتصال، دون الحاجة إلى بطارية، يظل هدفًا مستقبليًا لم يتحقق بعد في هذا النموذج.

تطمح الباحثة نيفيديتا أرورا وفريقها إلى تطوير نظارات قادرة على تحليل البيانات بشكل مباشر وتنبيه المستخدم عند رصد سلوكيات معينة، مثل شد الفك، لمساعدته على الاسترخاء. لا تزال هذه التقنية في مراحلها البحثية، لكنها تحمل إمكانات كبيرة لتطبيقات مستقبلية في دراسة عادات الأكل، ومؤشرات الإرهاق، وصحة القلب، مع التأكيد على أن النتائج الحالية لا تعتبر تشخيصًا للأمراض.