تم إنشاء نظارات ذكية تعمل بالطاقة الوامضة

وجهنا يتحرك باستمرار – تعابير الوجه والوميض والمضغ وغيرها من مظاهر الحياة لا تحمل الكثير من المعلومات فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا كمصدر للطاقة لإزالتها. تم تنفيذ هذه الفكرة في النظارات الذكية التي تم تطويرها في جامعة نورث وسترن. تم تقديم نموذج أولي تجريبي لجهاز منخفض التكلفة للغاية يسمى GlassTENG في ندوة ACM الدولية حول الحوسبة القابلة للارتداء ISWC-2026. “الوجه البشري هو منجم ذهب للبيانات الصحية، والنظارات اليومية هي الأداة المثالية التي يمكن ارتداؤها. عادةً، تتتبع الأجهزة القابلة للارتداء مقاييس مثل معدل ضربات القلب من خلال المعصم. لكن يجب على الناس أن يتذكروا أن أجهزة التتبع هذه يجب أن يتم ارتداؤها وخلعها لإعادة الشحن. فكرتنا هي أن نصف السكان يرتدون النظارات بالفعل. يمكننا تحويلها إلى أجهزة يمكن ارتداؤها دون مطالبة الناس بتغيير عاداتهم وسلوكهم،” كما تقول رائدة التطوير نيفيديتا أرورا. يتم ربط ثلاثة مولدات نانوية كهربية احتكاكية رفيعة جدًا (TENGs) بإطار النظارات؛ كما أنها تعمل كأجهزة استشعار. يتكون كل منها من طبقات تحتك ببعضها البعض بسبب حركات الوجه. يوضح أرورا: “عندما تتلامس الطبقات وتنفصل، فإنها تولد كميات ضئيلة من التوتر. وبالتالي، فإن الحركة التي نقيسها تزودنا بالطاقة الميكانيكية اللازمة لتسجيلها. وبعبارة أخرى، يساعد الرمش في تغذية المستشعر الذي يكتشف الرمش”. يتم وضع أجهزة الاستشعار في نقاط استراتيجية على الإطار. واحدة على جسر الأنف، بالقرب من الشريان الزاوي والعضلات حول العينين. وهناك يكتشف النبض، وكذلك حركات الرمش والحاجب. والآخر يقع في المعبد، حيث يسجل حركات الشريان الصدغي السطحي وحركات الفك. والثالث أقرب إلى الأذن، حيث يلتقط حركات المضغ والعصر. يؤدي هذا الترتيب إلى تعظيم “العرض” – لأن نفس الحركة، على سبيل المثال، الفك، تتجلى بشكل مختلف في عدة نقاط من الوجه. فائقة الحساسية أجهزة الاستشعار حساسة لمجموعة واسعة من القوى. وولد نبض الشريان – أضعف قوة اختبرها الباحثون – حوالي 50 إلى 100 ميلي فولت. أنتج الرمش ورفع الحاجبين ما يقرب من 200-500 مللي فولت. أنتجت حركات الفك الأقوى، بما في ذلك المضغ والضغط، إشارات تصل إلى 1.5 فولت. تم تجنيد 20 شخصًا لتدريب النظام. أثناء ارتداء GlassTENG، رمشوا، ورفعوا حواجبهم، وثبتوا فكيهم، وتحدثوا بأسنانهم، وأكلوا وتحدثوا. ثم قامت خوارزميات التعلم الآلي بتحليل الأنماط في الإشارات الكهربائية لتحديد الإجراء الذي قام به كل مشارك. بالنسبة لجميع الأنشطة الستة، حقق النظام دقة قدرها 93.8%. “أحد التطبيقات المثيرة للاهتمام لهذه النظارات هو الإشارة إلى العادات اللاواعية. تخيل النظارات التي تتعرف عندما يضغط الشخص على فكه وتذكره بلطف بالاسترخاء، أو تكتشف تناول الطعام وتشجعه على تقليل تناول السعرات الحرارية. وقال نبيل الشرفاء، المؤلف المشارك في الدراسة: “إن الجمع بين الاستشعار عن القلب والأوعية الدموية والسلوك في منصة واحدة منخفضة الطاقة للغاية من GlassTENG يمكن أن يكون بمثابة تدخل شخصي عندما تكون هناك حاجة ماسة إليه”. اقتصادية للغاية اقتصادية للغاية هي الميزة الرئيسية للمنتج الجديد. أجهزة الاستشعار هي “خدمة ذاتية”، لأنها أيضًا مولدات. تستهلك دوائر المعالجة طاقة تافهة تبلغ 4.1 ميكروواط إجمالاً. يحتوي النموذج الأولي حاليًا على بطارية لمعالجة البيانات ونقلها عبر البلوتوث أو التسجيل على بطاقة microSD، ولكن في المستقبل ستكون النظارات مستقلة تمامًا. علاوة على ذلك، يجب أن يصبحوا أذكياء حقًا. قال أرورا: “على المدى الطويل، نريد إجراء الحوسبة على الجهاز نفسه. إذا اكتشف حدثًا فسيولوجيًا، فيمكن أن يكون لديه ذكاء على متنه، يعمل بدون بطاريات، من شأنه أن يوفر ردود فعل فورية. على سبيل المثال، إذا اكتشف انقباض الفك، يمكن أن يدفع المستخدم على الفور إلى إرخاء فكه. أعتقد أن السؤال الوحيد هو متى ستكون النظارات التي نرتديها كل يوم قادرة على مراقبة صحتنا”. واختتم الشرفاء حديثه قائلاً: “المستقبل ليس مجرد أجهزة يمكن ارتداؤها تخبرنا بما قمنا به، بل أجهزة تساعدنا على فهم وتغيير ما نقوم به في الوقت الحالي”. اشترك واقرأ “العلم” في MAX