FaceBit, ‚FitBit für das Gesicht‘ kann die Gesundheit des Trägers überwachen, Herzschlag erkennen

Seit Beginn der Coronavirus-Pandemie sind Gesichtsmasken notwendig geworden, um die Übertragung des Virus zu begrenzen und sich selbst vor einer Infektion zu schützen.

Während viele Unternehmen versucht haben, eine gewöhnliche Gesichtsmaske in eine smarte Maske umzuwandeln, die gesundheitliche Vorteile bietet, haben Ingenieure der Northwestern University eine neue intelligente Sensorplattform für Gesichtsmasken entwickelt, die sie als „Fitbit für das Gesicht“ bezeichnen.

Mit dem Namen „FaceBit“ ist dieses Überwachungsgerät für die Gesundheit ein leichtes, münzgroßes Sensorgerät, das einen winzigen Magneten verwendet, um sich an jede N95-, Stoff- oder chirurgische Gesichtsmaske anzubringen. Diese Maske kann nicht nur die Atemfrequenz, die Herzfrequenz und die Tragezeit der Maske des Benutzers in Echtzeit erfassen.

Alle Gesundheitsinformationen, einschließlich der Passform und Tragezeit der Maske, werden dann drahtlos an die begleitende Smartphone-App übertragen, die ein Dashboard für die Echtzeit-Gesundheitsüberwachung enthält. FaceBit kann den Trägern helfen, ihren eigenen Körper besser zu verstehen, um vorteilhafte Gesundheitsentscheidungen zu treffen.

Die App warnt den Benutzer auch sofort, wenn Probleme – wie eine erhöhte Herzfrequenz oder ein Leck in der Maske – unerwartet auftreten. Die physiologischen Daten könnten auch verwendet werden, um Müdigkeit, den körperlichen Gesundheitszustand und den emotionalen Zustand vorherzusagen.

„Wenn Sie eine Maske 12 Stunden oder länger tragen, kann Ihr Gesicht manchmal taub werden“, sagte Josiah Hester von Northwestern, der die Entwicklung des Geräts leitete.

„Sie könnten sogar nicht einmal merken, dass Ihre Maske locker ist, weil Sie es nicht fühlen oder zu erschöpft sind, um es zu bemerken. Wir können den Passformtestprozess approximieren, indem wir den Widerstand der Maske messen. Wenn wir einen plötzlichen Rückgang des Widerstands feststellen, deutet das darauf hin, dass ein Leck entstanden ist, und wir können den Träger warnen.“

Da stressige Ereignisse physiologische Reaktionen hervorrufen können, einschließlich schnellem Atmen, kann FaceBit diese Informationen nutzen, um den Benutzer zu warnen, eine Pause einzulegen, spazieren zu gehen oder einige tiefe Atemzüge zu nehmen, um sich zu beruhigen.

Darüber hinaus wird FaceBit von einer winzigen Batterie betrieben, die so konzipiert ist, dass sie Energie aus verschiedenen Umgebungsquellen gewinnt – einschließlich der Kraft des Atems des Benutzers, Bewegung und Wärme aus dem Atem des Benutzers sowie von der Sonne. Dies verlängert die Lebensdauer der Batterie des Sensors und erhöht die Zeit zwischen den Ladevorgängen.

„Wir wollten eine intelligente Gesichtsmaske für Gesundheitsfachkräfte entwerfen, die nicht während einer Schicht umständlich eingesteckt werden muss“, sagte er.

„Wir haben die Energie der Batterie mit Energiegewinnung aus verschiedenen Quellen ergänzt, was bedeutet, dass Sie die Maske eine Woche oder zwei tragen können, ohne die Batterie aufladen oder ersetzen zu müssen.“

In der Studie fanden die Forscher heraus, dass die Batterie von FaceBit länger als 11 Tage zwischen den Ladevorgängen hielt. Hester hofft, dass sein Team oder andere in Zukunft in der Lage sein werden, das Gerät vollständig batteriefrei zu machen, indem sie thermische und kinetische Energie gewinnen, die das Gerät allein antreiben könnte.

Obwohl Hesters Team das Gerät an Freiwilligen in realen Szenarien evaluiert hat und festgestellt hat, dass die Genauigkeit von FaceBit mit klinischen Geräten vergleichbar war, sagte er, dass das Gerät noch klinischen Prüfungen und Validierungen unterzogen werden muss. Das Team hat das Projekt als Open Source und Open Hardware veröffentlicht, damit andere das Gerät bauen und validieren können.

„FaceBit bietet einen ersten Schritt in Richtung praktischer Gesichtssensorik und -inferenz und bietet eine nachhaltige, bequeme und komfortable Option für die allgemeine Gesundheitsüberwachung für COVID-19-Frontarbeiter und darüber hinaus“, sagte Hester. „Ich bin wirklich gespannt, dies der Forschungsgemeinschaft zu übergeben, um zu sehen, was sie damit machen können.“

Die Forschung wurde letzte Woche in den Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies veröffentlicht. Weitere Informationen zu dem Gerät finden Sie unter facebit.health.