طوّر فريق من المهندسين في جامعة نورث وسترن الأميركية نموذجًا أوليًا لنظارات ذكية قادرة على مراقبة مؤشرات صحية وحركات الوجه دون الحاجة إلى بطارية، من خلال تحويل الطاقة الناتجة عن حركات طبيعية، مثل رمش العين والابتسام وتحريك الفك، إلى كهرباء تشغّل المستشعرات المدمجة في إطارها.
ويعتمد الابتكار على تقنية مولدات الكهرباء النانوية الاحتكاكية (TENG)، التي تنتج شحنات كهربائية عند تلامس مادتين مختلفتين وانفصالهما. وتتيح هذه التقنية الاستفادة من الحركات اليومية للمستخدم لتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل نظام الاستشعار، بدلًا من الاعتماد على بطارية تقليدية تحتاج إلى الشحن.
ويحمل النموذج اسم «GlassTENG»، ويضم ثلاثة مستشعرات مرنة موزعة على إطار النظارات؛ إذ يتولى أحدها رصد النبض ورمش العين وحركة الحاجبين، فيما يتابع مستشعر آخر النبض ونشاط الفك، ويختص الثالث برصد حركات المضغ وإطباق الأسنان.
ويمكن للبيانات التي تجمعها النظارات أن تساعد في متابعة مؤشرات مرتبطة بالإرهاق وصحة القلب والأوعية الدموية، إلى جانب رصد سلوكيات مثل صرير الأسنان وإطباق الفك بقوة.
دقة تتجاوز 93%
واختبر الباحثون النظام باستخدام خوارزميات التعلم الآلي لتحليل الإشارات الصادرة عن 20 متطوعًا، وأظهرت النتائج دقة إجمالية بلغت 93.8% في التعرف على حركات الوجه، فيما وصلت الدقة إلى 99% في التعرف على صوت اصطكاك الأسنان، و96% في تحديد إطباق الفك بقوة.
وفي اختبار منفصل لقياس النبض شمل 10 مشاركين في وضع الراحة، بلغ متوسط الفرق بين قراءات النظارات وجهاز مرجعي لقياس النبض يرتدى حول الصدر 1.82 نبضة في الدقيقة.
ورغم النتائج الأولية، واجه النظام صعوبة في التمييز بين بعض الحركات المتشابهة، خصوصًا التحدث والمضغ. فقد تعرّف على التحدث بصورة صحيحة في 55% من الحالات، بينما صنّفه خطأً على أنه تناول للطعام في 37% منها.
وتشير النتائج إلى إمكانات استخدام النظارات الذكية في مراقبة بعض المؤشرات الحيوية دون الحاجة إلى الشحن المتكرر، إلا أن التقنية لا تزال في مرحلة النموذج الأولي، وتحتاج إلى مزيد من التطوير والاختبارات قبل تحديد مدى جاهزيتها للاستخدام العملي.
