Исследователи университета Вашингтона разработали беспроводные «умные» серьги с помощью которых можно контролировать множество показателей здоровья.
Высокотехнологичное украшение не только превосходит смарт-часы в определении температуры кожи в состоянии покоя, но и, по словам исследователей, может быть адаптировано для отслеживания признаков стресса и лихорадки, приемов пищи и физических нагрузок, и даже для мониторинга признаков овуляции.
«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 Школы компьютерных наук и инженерии имени Пола Г. Аллена при университете Вашингтона. «Я также люблю носить серьги, поэтому мы стали думать о том, какую уникальную информацию мы можем получить от мочек ушей».
Эти размышления привели Сюэ к идее создания «умных» сережек, которые могли бы отслеживать температуру тела при непосредственном контакте с мочкой уха. Исследователи также поняли, что движения висячих сережек могут собирать и некоторые другие данные из окружающего мира.
«Мы обнаружили, что измерение температуры кожи на мочке уха, а не на руке или запястье, гораздо более точно», — объясняет Сюэ. «Кроме того, у нас появилась возможность использовать информацию датчиков, чтобы отделить комнатную температуру от температуры кожи».
Возможность сравнивать температуру кожи с температурой окружающей среды позволила «умным» серьгам определять, есть ли у их владельца жар, нездорово низкая температура тела или же на него просто влияет окружающая среда.
Создание умных серёжек
Вскоре команда Сюэ приступила к созданию прототипа своих «умных» серег. Но почти сразу же они осознали, как сложно создать что-то достаточно легкое для ношения, достаточно надежное, чтобы собирать полезные данные, и достаточно долговечное, чтобы его не нужно было постоянно заряжать.
«Соблюсти баланс непросто», — говорит соавтор исследования Юдзя (Нэнси) Лю, которая во время работы над проектом была студенткой магистратуры факультета электротехники и компьютерной инженерии университета Вашингтон, а сейчас работает в Калифорнийском университете Сан-Диего. «Обычно, если вы хотите, чтобы энергии хватало надолго, нужно использовать большую батарею. Но тогда приходится жертвовать размером. Для беспроводной связи также требуется больше энергии».
После нескольких первоначальных разработок их готовая версия, дизайн которой опубликован в журнале Proceedings of the ACM on Interactive Mobile Wearable and Ubiquitous Technologies, имеет размер примерно со скрепку, включает чип Bluetooth для беспроводной связи, перезаряжаемый аккумулятор и два отдельных температурных датчика. Умные серьги также могут похвастаться 28-дневным сроком службы батареи благодаря оригинальному методу беспроводной связи.
«Вместо постоянного сопряжения с устройством, что потребляет много энергии, серьга использует экономный режим связи Bluetooth — после считывания и отправки температуры серьги переходят в режим глубокого сна для экономии энергии».
Чтобы выполнять свои «умные» функции, датчик температуры устройства прижимается к уху магнитом с обратной стороны. В то же время на болтающейся части находится отдельный датчик, который измеряет температуру окружающей среды в помещении. Эти два показателя, по словам исследователей, могут дать много информации о здоровье и самочувствии владельца.
Потенциальные возможности применения умных сережек
Одно из потенциальных применений устройства — более точный мониторинг температуры. Для этого исследователи наблюдали за температурой мочки уха 20 здоровых пациентов и 5 пациентов с лихорадкой в течение дня. Результаты показали значительное расхождение между дневной температурой здоровых и больных пациентов, что «говорит о возможности использования серёжек для непрерывного мониторинга температуры».
«В медицине мы часто отслеживаем температуру, чтобы оценить реакцию на терапию — например, чтобы понять, помогает ли антибиотик при инфекции», — говорит соавтор исследования доктор Мастафа Спрингстон, клинический инструктор кафедры неотложной медицины Медицинской школы Университета Западной Европы.
Наряду с возможностью отслеживания физических нагрузок и стресса по небольшим изменениям температуры тела, исследователи также говорят, что их умные серьги могут выполнять одну особенно полезную функцию, на которую смарт-часы просто не способны: отслеживать овуляцию.
«Современные носимые устройства, такие как Apple Watch и Fitbit, оснащены датчиками температуры, но они показывают только среднюю температуру за день, а показания температуры на запястьях и руках слишком шумные, чтобы отслеживать овуляцию», — говорит Сюэ. «Поэтому мы хотели найти уникальное применение серьгам, которое могло бы заинтересовать большое количество женщин».
В будущем умный комплект украшений поможет осуществлять расширенный мониторинг здоровья
Хотя нынешний прототип еще не поступил в продажу, исследователи, создавшие его, говорят, что его внешний вид может быть персонализирован и украшен различными драгоценными камнями без ущерба для точности определения температуры.
По словам исследователей, в будущем они планируют адаптировать умные серьги к работе на солнечной энергии или даже на кинетической энергии, генерируемой при качании украшения. Они также надеются рассмотреть другие варианты украшений, которые смогут работать в паре с «умными» серьгами для проведения всевозможных медицинских анализов.
«В конце концов, 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 небольшая подвеска на шее сможет мониторить электрокардиограмму для получения более эффективных данных о здоровье сердца».