Newswise — Умные аксессуары становятся все более распространенными. Кольца и часы отслеживают жизненно важные процессы, а очки Ray-Ban теперь оснащены камерами и микрофонами. Носимые технологии придумали даже броши. Тем не менее, некоторые аксессуары еще не получили умного подхода.

Исследователи из Вашингтонского университета представили Thermal Earring — беспроводное носимое устройство, которое постоянно контролирует температуру мочки уха пользователя. Исследование шести пользователей показало, что серьги превзошли умные часы по измерению температуры кожи в периоды отдыха. Это также показало перспективность мониторинга признаков стресса, питания, физических упражнений и овуляции.

Прототип умной серьги размером и весом напоминает небольшую скрепку, а срок службы батареи составляет 28 дней. Магнитный зажим прикрепляет один датчик температуры к уху пользователя, а другой датчик свисает примерно на дюйм ниже него и определяет температуру в помещении. Серьгу можно персонализировать модным дизайном из смолы (например, в форме цветка) или драгоценным камнем, что не повлияет на ее точность.

Исследователи опубликовали свои результаты 12 января в журнале Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies. В настоящее время устройство не продается в свободной продаже.

«Я ношу умные часы, чтобы следить за своим здоровьем, но я обнаружил, что многие люди считают умные часы немодными, громоздкими и неудобными», — говорит соавтор Цююэ (Ширли) Сюэ, аспирантка Университета Вашингтона в Университете Вашингтона в Университете Пола Джи. Школа компьютерных наук и инженерии Аллена. «Я также люблю носить серьги, поэтому мы начали думать о том, какие уникальные вещи можно получить из мочки уха. Мы обнаружили, что определение температуры кожи на мочке тела, а не на руке или запястье, было гораздо более точным. Это также дало нам возможность подвесить часть датчика, чтобы отделить температуру окружающей среды в помещении от температуры кожи».

Создание носимого устройства, достаточно маленького размера, чтобы его можно было принять за серьгу, но при этом достаточно прочного, чтобы пользователям приходилось заряжать его только раз в несколько дней, представляло собой инженерную задачу.

«Это сложный баланс», — сказала соавтор Юцзя (Нэнси) Лю, которая во время исследования училась в магистратуре Университета Вашингтона на факультете электротехники и компьютерной техники, а сейчас работает в Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Обычно, если вы хотите, чтобы питание длилось дольше, вам следует иметь батарею большего размера. Но тогда вы жертвуете размером. Чтобы сделать его беспроводным, потребуется больше энергии».

Команда сделала энергопотребление серьги максимально эффективным, а также освободила место для чипа Bluetooth, аккумулятора, двух датчиков температуры и антенны. Вместо сопряжения с устройством, которое потребляет больше энергии, серьги используют рекламный режим Bluetooth — передачи, которые устройство транслирует, чтобы показать, что оно может быть сопряжено. После считывания и отправки данных о температуре он переходит в глубокий сон для экономии энергии.

Поскольку постоянная температура мочки уха широко не изучалась, команда также изучила потенциальные применения для будущих исследований. У пяти пациентов с лихорадкой средняя температура мочки уха выросла на 10,62 градуса по Фаренгейту (5,92 градуса по Цельсию) по сравнению с температурой 20 здоровых пациентов, что указывает на потенциал серьги для постоянного мониторинга температуры.

«В медицине мы часто отслеживаем лихорадку, чтобы оценить реакцию на терапию — например, чтобы увидеть, действует ли антибиотик на инфекцию», — сказал соавтор доктор Мастафа Спрингстон, клинический инструктор кафедры неотложной медицины Университета Вашингтона. Школа медицины. «Долгосрочный мониторинг — это способ повысить чувствительность определения температуры, поскольку она может повышаться и снижаться в течение дня».

В то время как внутренняя температура тела обычно остается относительно постоянной вне лихорадки, температура мочки уха варьируется сильнее, что открывает несколько новых вариантов использования термосерьги. В ходе небольших проверочных испытаний серьга обнаружила колебания температуры, коррелирующие с приемом пищи, физическими упражнениями и стрессом. При тестировании на шести пользователях в состоянии покоя показания серег варьировались в среднем на 0,58 F (0,32 C), что помещает их в диапазон от 0,28 C до 0,56 C, необходимый для отслеживания овуляции и менструации; умные часы изменились на 0,72 C.

«Современные носимые устройства, такие как Apple Watch и Fitbit, имеют датчики температуры, но они показывают только среднюю температуру за день, а их показания температуры на запястьях и руках слишком шумны, чтобы отслеживать овуляцию», — сказал Сюэ. «Поэтому мы хотели изучить уникальные варианты применения сережек, особенно приложения, которые могли бы быть привлекательными для женщин и всех, кто заботится о моде».

Хотя исследователи обнаружили несколько многообещающих потенциальных применений термосерьги, их выводы были предварительными, поскольку основное внимание уделялось диапазону потенциальных применений. Им нужно больше данных для обучения своих моделей для каждого варианта использования и более тщательное тестирование, прежде чем устройство станет доступным для широкого использования. В будущих версиях устройства Сюэ работает над интеграцией мониторинга сердечного ритма и активности. Она также заинтересована в том, чтобы потенциально питать устройство от солнечной или кинетической энергии от покачивания серьги.

«В конце концов, я хочу разработать набор украшений для мониторинга здоровья», — сказал Сюэ. «Серьги будут измерять показатели активности и здоровья, такие как температура и частота сердечных сокращений, а ожерелье может служить монитором электрокардиограммы для получения более эффективных данных о здоровье сердца».

Джозеф Бреда, аспирант Школы Аллена, был соавтором статьи. Викрам Айер, профессор Школы Аллена, и Светак Патель, профессор Школы Аллена и кафедры электротехники и вычислительной техники, были состаршими авторами. Это исследование финансировалось Вашингтонским исследовательским фондом.