Умные серьги с низким энергопотреблением будут измерять температуру по мочке уха

Умные аксессуары становятся все более распространенными. Кольца и часы отслеживают жизненные показатели, а очки Ray-Bans теперь оснащены камерами и микрофонами. Носимые технологии добрались даже до брошей.

Однако некоторым аксессуарам еще только предстоит стать «умными».

Исследователи Вашингтонского университета представили Thermal Earring — беспроводной носимый прибор, который непрерывно отслеживает температуру мочки уха пользователя. В исследовании, проведенном среди шести пользователей, серьга превзошла смарт-часы в определении температуры кожи в периоды отдыха. Она также показала себя с лучшей стороны при отслеживании признаков стресса, приема пищи, физических упражнений и овуляции.

Прототип «умной» серьги размером и весом примерно с небольшую скрепку, а срок службы батареи составляет 28 дней. Магнитная клипса прикрепляет один температурный датчик к уху владельца, а другой датчик висит примерно в дюйме под ним для оценки комнатной температуры. Серьгу можно персонализировать модным рисунком из смолы (например, в форме цветка) или драгоценным камнем, что не повлияет на ее точность.

Исследователи опубликовали свои результаты 12 января в Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies. В настоящее время устройство еще не поступило в продажу.

Я ношу смарт-часы, чтобы следить за своим здоровьем, но я обнаружила, что многие люди считают смарт-часы немодными, громоздкими и неудобными, — говорит соавтор исследования Цюйюэ (Ширли) Сюэ, докторант UW в Школе компьютерных наук и инженерии имени Пола Г. Аллена.

Я также люблю носить серьги, поэтому мы начали думать о том, какие уникальные вещи мы можем получить от мочки уха. Мы обнаружили, что измерение температуры кожи на мочке уха, а не на руке или запястье, гораздо более точно. Кроме того, у нас появилась возможность использовать часть датчика, чтобы отделить температуру окружающей среды в помещении от температуры кожи.

Создание носимого устройства, достаточно маленького, чтобы его можно было носить как серьгу, но при этом достаточно надежного, чтобы пользователям приходилось заряжать его лишь раз в несколько дней, стало сложной инженерной задачей.

Это непростой баланс, — говорит соавтор проекта Юдзя (Нэнси) Лю, которая во время исследования была студенткой магистратуры факультета электротехники и компьютерной инженерии UW, а сейчас работает в Калифорнийском университете Сан-Диего.

Обычно, если вы хотите, чтобы энергии хватало надолго, вам следует взять батарею побольше. Но тогда вы жертвуете размером. Для беспроводной связи также требуется больше энергии.

Команда сделала энергопотребление серьги максимально эффективным, при этом освободив место для чипа Bluetooth, аккумулятора, двух температурных датчиков и антенны. Вместо сопряжения с устройством, которое потребляет больше энергии, серьга использует рекламный режим Bluetooth — передачи, которые устройство передает, чтобы показать, что оно может быть сопряжено. После считывания и отправки данных о температуре она переходит в режим глубокого сна для экономии энергии.

Поскольку непрерывное измерение температуры мочки уха не было широко изучено, команда также изучила потенциальные области применения, чтобы направить будущие исследования. У пяти пациентов с лихорадкой средняя температура мочки уха повысилась на 10,62 градуса по Фаренгейту (5,92 градуса по Цельсию) по сравнению с температурой 20 здоровых пациентов, что говорит о возможности использования серьги для непрерывного мониторинга лихорадки.

В медицине мы часто контролируем температуру для оценки реакции на терапию — например, чтобы понять, действует ли антибиотик на инфекцию, — говорит соавтор исследования доктор Мастафа Спрингстон, клинический инструктор кафедры неотложной медицины Медицинской школы Университета Западной Европы.

Более длительный мониторинг — это способ повысить чувствительность к улавливанию лихорадки, поскольку она может повышаться и понижаться в течение дня.

В то время как температура тела обычно остается относительно постоянной при отсутствии лихорадки, температура мочки уха изменяется сильнее, что открывает несколько новых возможностей для использования термосерьги. В ходе небольших пробных испытаний серьга обнаружила колебания температуры, связанные с приемом пищи, физическими нагрузками и стрессом. При тестировании на шести пользователях, находящихся в состоянии покоя, показания серьги изменялись в среднем на 0,58 F (0,32 C), что соответствует диапазону от 0,28 C до 0,56 C, необходимому для отслеживания овуляции и месячных; показания смарт-часов изменялись на 0,72 C.

Современные носимые устройства, такие как Apple Watch и Fitbit, оснащены датчиками температуры, но они дают только среднюю температуру за день, а их показания температуры на запястьях и руках слишком шумные для отслеживания овуляции, — говорит Сюэ.

Поэтому мы хотели найти уникальные варианты применения серьги, особенно те, которые могут быть привлекательны для женщин и всех, кто заботится о моде.

Хотя исследователи нашли несколько многообещающих потенциальных применений для «Термальной серьги», их выводы носят предварительный характер, поскольку основное внимание было уделено диапазону потенциальных применений. Им необходимо больше данных для обучения моделей для каждого случая использования и более тщательное тестирование, прежде чем устройство может быть использовано общественностью. В будущих версиях устройства Сюэ работает над интеграцией мониторинга сердечного ритма и активности. Ее также интересует возможность питания устройства от солнечной энергии или кинетической энергии от качания серьги.

В конечном итоге я хочу разработать комплект украшений для мониторинга здоровья, — говорит Сюэ.

Серьги будут измерять активность и показатели здоровья, такие как температура и частота сердечных сокращений, а ожерелье может служить в качестве монитора электрокардиограммы для получения более эффективных данных о здоровье сердца.

07.02.2024