Изобрели интерактивную каппу, которая управляет электронными устройствами, кусая их

Прочитано: 103 раз(а)


Люди с ограниченными функциями рук вскоре смогут легко управлять такими устройствами, как компьютеры, смартфоны и инвалидные коляски, надев умную каппу, которая точно и быстро преобразует сложные паттерны прикуса в инструкции по управлению электронными гаджетами. Эта первая в своем роде оптоэлектронная система контроля прикуса была изобретена исследовательской группой под руководством профессора Лю Сяогана с химического факультета Национального университета Сингапура (NUS) совместно с сотрудниками из Университета Цинхуа.

В последние годы были разработаны различные вспомогательные технологии , такие как распознавание голоса, отслеживание взгляда и интерфейсы мозг-компьютер , чтобы помочь людям, особенно людям с ограниченной ловкостью или неврологическими расстройствами, управлять электронными устройствами . Однако эти технологии имеют ограничения, связанные с помехами окружающей среды, точностью управления, стоимостью и обслуживанием.

Чтобы предложить многообещающую альтернативу существующим вспомогательным технологиям, профессор Лю и его команда успешно разработали и продемонстрировали интеллектуальную каппу, содержащую встроенные датчики давления для обнаружения окклюзионных паттернов. Эти шаблоны переводятся во входные данные с точностью 98% и могут использоваться для управления компьютерами, смартфонами и инвалидными колясками.

Технологический прорыв команды был опубликован в журнале Nature Electronics 10 октября 2022 года.

Помимо поддержки взаимодействия человека с компьютером , интерактивная каппа также может использоваться для оказания медицинской помощи , медицинских устройств, таких как умная электронная кожа, и стоматологической диагностики.

Ограничения современных вспомогательных технологий

Вспомогательные технологии помогают продвигать независимость и автономию людей с ограниченными возможностями. К сожалению, такие технологии имеют и существенные недостатки. Например, распознавание голоса требует большой оперативной памяти и должно работать в среде с низким уровнем шума, в то время как отслеживание взгляда требует установки камеры перед пользователем и подвержено утомлению. Хотя за последние годы интерфейсы мозг-компьютер значительно улучшились, эта технология является инвазивной и требует громоздких проводных инструментов.

Сила прикуса, часто используемая в качестве параметра для оценки жевательной (жевательной) функции, является многообещающей областью, которая недостаточно изучена или капитализирована. Поскольку окклюзия зубов обеспечивает высокоточный контроль и требует минимальных навыков, профессор Лю и его команда разработали новую концепцию вспомогательных технологий, используя уникальные схемы окклюзионных контактов.

Преобразование паттернов прикуса в полезные данные для управления устройством

Исследовательская группа сначала разработала датчик, состоящий из серии контактных площадок, содержащих люминофоры разного цвета — вещества, излучающие свет в ответ на давление. Массив контактных площадок размещен внутри гибкой каппы.

Укусы вызывают механическую деформацию контактных площадок и излучают свет разных цветов и интенсивности, который можно измерить и обработать с помощью алгоритмов машинного обучения. Собранные данные затем используются для высокоточного дистанционного управления и эксплуатации различных электронных устройств, таких как компьютер, смартфон и инвалидное кресло.

Новая капа весом около 7 граммов требует меньшего опыта обучения по сравнению с существующими вспомогательными технологиями.

«Наша оптоэлектронная система контроля прикуса способна преобразовывать сложные образцы прикуса во входные данные с точностью до 98%. Мы также продемонстрировали, что наши новые датчики могут различать механические деформации, включая растяжение, сжатие и изгиб, что делает их применимыми для многофункциональных приложений механического обнаружения. таких как миниатюрное определение силы, гибкая электроника, искусственная кожа и диагностика зубов», — пояснил профессор Лю.

Каждая умная капа в настоящее время стоит 100 сингапурских долларов (70 долларов США) для производства в лаборатории, и команда ожидает, что стоимость будет существенно снижена при массовом производстве. Хотя нынешний прототип предназначен для ровных зубов, каппа с неравномерным расположением пропитанных люминофором подушечек может быть разработана для пользователей с другим рисунком зубов или для людей, которые носят зубные протезы.

Исследовательская группа подала патент на эту инновационную технологию и изучает возможности проверки своего устройства в клинических условиях, таких как центры ухода или дома престарелых. В то же время исследователи также ищут способы улучшить свои технологии, такие как более быстрая обработка данных и обучение.

Изобрели интерактивную каппу, которая управляет электронными устройствами, кусая их



Новости партнеров