استاد معارف دانشگاه علوم پزشکی آزاد تهران در گفت‌وگو با آناتک:
نایب رئیس دوم کمیسیون امور داخلی کشور و شوراها در گفت‌وگو با آناتک:
عینک‌های هوشمند به ابزار پایش ضربان قلب و سلامت چشم تبدیل می‌شوند
به گزارش خبرگزاری آنا؛ عینک‌های هوشمند که در سال‌های اخیر بیشتر به‌عنوان ابزاری برای تصویربرداری، برقراری تماس و استفاده از دستیار‌های هوش مصنوعی شناخته می‌شدند، به‌تدریج در حال ورود به حوزه پایش سلامت هستند. شرکت‌هایی مانند متا و علی‌بابا امکانات تازه‌ای به محصولات خود اضافه کرده‌اند و استارتاپ‌های فعال در این حوزه نیز روی حسگر‌هایی کار می‌کنند که می‌توانند تغییرات چشم و حرکات بسیار کوچک عضلات صورت را تشخیص دهند. تفاوت اصلی این دستگاه‌ها با ساعت‌ها و دستبند‌های هوشمند، محل قرارگیری آن‌ها روی صورت است؛ موقعیتی که امکان بررسی حرکت چشم‌ها، تعداد دفعات پلک زدن، انقباض عضلات فک و برخی تغییرات فیزیولوژیکی را فراهم می‌کند. فناوری‌های جدید هنوز در مراحل متفاوتی از توسعه قرار دارند و در حالی که برخی وارد بازار شده‌اند، تعدادی دیگر فعلاً به‌صورت نمونه آزمایشی در حال بررسی هستند.
علی‌بابا پایش ضربان قلب و اکسیژن خون را به عینک هوشمند اضافه کرد
یکی از محصولات جدید این حوزه، عینک هوشمند کوئن N۱ پرو متعلق به شرکت علی‌بابا است که علاوه بر امکانات رایج عینک‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، مجموعه‌ای از حسگرهای سلامت را در بدنه خود جای داده است. این محصول می‌تواند شاخص‌هایی مانند ضربان قلب، سطح اکسیژن خون و دمای پوست را اندازه‌گیری کند؛ قابلیت‌هایی که پیش‌تر بیشتر در ساعت‌ها و حلقه‌های هوشمند دیده می‌شدند. علی‌بابا همچنین امکان بررسی تغییرپذیری ضربان قلب و برخی اطلاعات مرتبط با استرس را برای این مدل در نظر گرفته است. این اطلاعات می‌توانند برای دنبال کردن تغییرات وضعیت بدن در طول روز مورد استفاده قرار بگیرند، هرچند شرکت هنوز شواهد بالینی کافی برای تأیید دقت پزشکی اندازه‌گیری‌ها منتشر نکرده است.
تفاوت دیگر عینک جدید علی‌بابا، استفاده از سامانه ردیابی حرکت چشم است که از دوربینی کوچک با ابعاد کمتر از ۲ میلی‌متر بهره می‌برد. این دوربین می‌تواند جهت نگاه کاربر را تشخیص دهد و در کنار امکانات کنترلی دستگاه، برای بررسی رفتار چشم‌ها نیز مورد استفاده قرار بگیرد. برای مثال، تغییر الگوی نگاه کردن یا پلک زدن در طول فعالیت‌هایی مانند مطالعه و کار با رایانه می‌تواند اطلاعاتی درباره خستگی احتمالی چشم فراهم کند. قابلیت ردیابی نگاه همچنین به کاربر اجازه می‌دهد برخی بخش‌های رابط کاربری را با حرکت چشم کنترل کند و در فرایند‌هایی مانند تأیید پرداخت، از سامانه تشخیص عنبیه استفاده کند.
علی‌بابا عینک‌های سری کوئن را در ۲ مدل N۱ و N۱ پرو عرضه کرده است که نسخه پیشرفته‌تر از امکانات پایش سلامت و ردیابی چشم برخوردار است. این دستگاه‌ها از دستیار هوش مصنوعی کوئن استفاده می‌کنند و قابلیت‌هایی مانند ترجمه، ثبت اطلاعات و دریافت فرمان‌های صوتی را نیز در اختیار کاربران قرار می‌دهند. نسخه پرو از مهرماه امسال در چین به فروش رسیده و امکانات جدید آن می‌تواند کاربرد عینک‌های هوشمند را به حوزه‌هایی فراتر از ثبت تصویر و تعامل صوتی گسترش دهد. با این حال، اندازه‌گیری شاخص‌های سلامتی در چنین محصولاتی همچنان باید از نظر دقت و قابلیت اطمینان بررسی شود و نباید آن‌ها را جایگزین تجهیزات تشخیصی پزشکی دانست.
عینک‌های جدید خستگی چشم را هنگام کار تشخیص می‌دهند
استارتاپ استیسیس نیز در حال توسعه عینکی است که برخلاف بسیاری از محصولات فعلی، تمرکز اصلی آن بر بررسی وضعیت چشم‌ها و میزان خستگی کاربران قرار دارد. این شرکت نمونه اولیه محصول خود را معرفی کرده و قصد دارد با استفاده از حسگرهای تعبیه‌شده در قاب عینک، حرکت چشم، الگوی پلک زدن و تغییرات مرتبط با تمرکز را بررسی کند. هدف آن است که کاربران بتوانند هنگام فعالیت‌های طولانی مانند مطالعه، کار با رایانه یا استفاده از نمایشگر گوشی، اطلاعاتی درباره وضعیت چشم‌های خود دریافت کنند و متوجه شوند چه زمانی احتمالاً به استراحت نیاز دارند.
برای مثال، فردی که چند ساعت مشغول کار با لپ‌تاپ است، ممکن است بدون آنکه متوجه شود کمتر پلک بزند یا نشانه‌هایی از خستگی چشم را تجربه کند. عینک استیسیس برای شناسایی چنین تغییراتی طراحی شده و قرار است اطلاعات جمع‌آوری‌شده را به شاخص‌هایی درباره خستگی، میزان تمرکز و وضعیت استراحت چشم تبدیل کند. این شرکت همچنین قابلیت تغییر خودکار تیرگی عدسی‌ها را برای پاسخ به شرایط روشنایی در نظر گرفته است. با این حال، میزان دقت تشخیص خستگی و ارتباط شاخص‌های محاسبه‌شده با وضعیت واقعی سلامت چشم هنوز به ارزیابی‌های مستقل بیشتری نیاز دارد.
استیسیس ثبت پیش‌سفارش محصول خود را آغاز کرده و بر اساس برنامه اعلام‌شده، قصد دارد ارسال نخستین سفارش‌ها را در فروردین یا اردیبهشت سال ۱۴۰۶ آغاز کند. این عینک هنوز به‌صورت گسترده در بازار عرضه نشده و قابلیت‌های معرفی‌شده آن در مرحله توسعه و آماده‌سازی محصول قرار دارند. شرکت همچنین تأکید کرده که این دستگاه برای پایش عمومی وضعیت چشم و سلامت روزمره طراحی شده و یک وسیله پزشکی تشخیصی نیست. تفاوت مهم محصول استیسیس با عینک‌های رایج تصویربرداری نیز در آن است که برای بررسی حرکت چشم‌ها از حسگرهای رو به داخل استفاده می‌کند و انجام این فعالیت‌ها لزوماً به دوربین خارجی برای ثبت محیط اطراف نیاز ندارد.
پژوهشگران عینکی ساخته‌اند که از پلک زدن انرژی می‌گیرد
پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن آمریکا رویکرد متفاوتی را برای پایش سلامت از طریق عینک دنبال کرده‌اند و نمونه‌ای آزمایشی با نام GlassTENG ساخته‌اند که می‌تواند از حرکت‌های بسیار کوچک صورت برای تولید سیگنال الکتریکی استفاده کند. این فناوری بر پایه مولد‌های نانوالکتریکی تریبوالکتریک توسعه یافته است که از تماس و جدا شدن ۲ ماده مختلف برای تولید بار الکتریکی بهره می‌برند. عملکرد آن تا حدی شبیه ایجاد الکتریسیته ساکن هنگام مالش بعضی مواد به یکدیگر است، با این تفاوت که پژوهشگران از ساختار بسیار حساس و کوچکی برای تبدیل حرکت عضلات صورت به سیگنال قابل اندازه‌گیری استفاده کرده‌اند.
در این عینک ۳ حسگر نازک در نقاط مختلف قاب قرار گرفته‌اند که هرکدام برای دریافت حرکت‌های مشخصی طراحی شده‌اند. یکی از حسگر‌ها نزدیک پل بینی و اطراف عضلات چشم قرار دارد و می‌تواند حرکت ناشی از پلک زدن، بالا بردن ابرو و حتی ضربان ضعیف یکی از سرخرگ‌های صورت را تشخیص دهد. حسگر دوم در نزدیکی شقیقه قرار گرفته و حرکت‌های فک و ضربان سرخرگ گیجگاهی را بررسی می‌کند. حسگر سوم نیز نزدیک گوش قرار دارد و برای تشخیص فعالیت‌هایی مانند جویدن و فشردن دندان‌ها به کار می‌رود. این مجموعه به عینک اجازه می‌دهد بدون نیاز به تصویربرداری از صورت، تغییرات مکانیکی بسیار کوچکی را ثبت کند.
نکته مهم در طراحی GlassTENG آن است که حرکت مورد اندازه‌گیری، بخشی از انرژی لازم برای فعالیت حسگر را نیز فراهم می‌کند. برای مثال، هنگام پلک زدن، فشار بسیار کوچکی به لایه‌های حسگر وارد می‌شود و تماس و جدایی این لایه‌ها یک سیگنال الکتریکی ایجاد می‌کند. حسگر می‌تواند همین سیگنال را برای تشخیص وقوع حرکت به کار بگیرد. پژوهشگران گزارش کرده‌اند که حتی ضربان ضعیف سرخرگ‌های صورت نیز برای ایجاد سیگنال قابل اندازه‌گیری کافی است. این فناوری می‌تواند مصرف انرژی بخش حسگری دستگاه را کاهش دهد، اما به معنای آن نیست که تمام اجزای یک عینک هوشمند، از جمله ارتباط بی‌سیم و پردازش اطلاعات، در نسخه فعلی بدون نیاز به منبع انرژی خارجی کار می‌کنند.
تشخیص فشردن دندان‌ها با دقت ۹۶ درصد
پژوهشگران برای ارزیابی عملکرد عینک آزمایشی، آن را روی ۲۰ شرکت‌کننده بررسی کردند. افراد در جریان آزمایش فعالیت‌هایی مانند پلک زدن، بالا بردن ابرو، فشردن دندان‌ها، ضربه زدن دندان‌ها به یکدیگر، غذا خوردن و صحبت کردن را انجام دادند. حسگرهای عینک تغییرات مکانیکی ناشی از این فعالیت‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کردند و سپس الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای تشخیص نوع حرکت از روی الگو‌های ثبت‌شده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد سامانه توانسته است مجموعه فعالیت‌های آزمایش‌شده را با دقت کلی ۹۳٫۸ درصد از یکدیگر تشخیص دهد.
دقت تشخیص ضربه زدن دندان‌ها به یکدیگر به ۹۹ درصد و تشخیص فشردن فک به ۹۶ درصد رسید. این قابلیت می‌تواند برای شناسایی رفتار‌هایی مانند دندان‌قروچه یا فشردن ناخودآگاه دندان‌ها کاربرد داشته باشد؛ رفتار‌هایی که ممکن است هنگام تمرکز یا استرس رخ دهند و در طولانی‌مدت باعث ناراحتی عضلات فک و آسیب به دندان‌ها شوند. پژوهشگران همچنین احتمال استفاده از این فناوری برای بررسی الگو‌های غذا خوردن، خستگی و برخی شاخص‌های مرتبط با فعالیت قلب و عروق را مطرح کرده‌اند. البته این کاربرد‌ها هنوز در مرحله پژوهش قرار دارند و نتایج آزمایش محدود فعلی برای تأیید عملکرد بالینی دستگاه کافی نیست.
پایش سلامت بدون باتری‌های بزرگ ممکن می‌شود
یکی از اهداف اصلی پروژه GlassTENG کاهش نیاز تجهیزات پوشیدنی به باتری‌های حجیم و شارژ مکرر است. حسگرهای به‌کاررفته در این عینک در مجموع تنها حدود ۴٫۱ میکرووات توان مصرف می‌کنند که در مقایسه با بسیاری از سامانه‌های حسگری متداول بسیار پایین است. این میزان مصرف انرژی می‌تواند امکان توسعه عینک‌های سبک‌تر را فراهم کند که بدون تغییر محسوس در ظاهر قاب‌های معمولی، اطلاعاتی درباره فعالیت‌های روزمره بدن جمع‌آوری کنند. چنین طراحی‌ای به‌ویژه برای افرادی کاربرد دارد که عینک طبی استفاده می‌کنند و ممکن است تمایلی به پوشیدن یک دستگاه جداگانه برای پایش سلامت نداشته باشند.
نمونه پژوهشی فعلی اطلاعات را از طریق بلوتوث به گوشی یا تبلت منتقل می‌کند، اما پژوهشگران قصد دارند در مراحل آینده بخشی از پردازش داده‌ها را نیز مستقیماً روی عینک انجام دهند. هدف بلندمدت آن‌ها توسعه سامانه‌ای است که بتواند برخی رفتار‌های غیرارادی را شناسایی کند و بدون نیاز به پردازش مداوم در دستگاه خارجی، بازخورد مناسب ارائه دهد. برای مثال، اگر حسگر‌ها متوجه شوند کاربر برای مدت طولانی فک خود را فشار می‌دهد، سامانه می‌تواند هشدار استراحت یا شل کردن عضلات را فعال کند. چنین قابلیتی هنوز به‌صورت محصول تجاری ارائه نشده و توسعه آن به پیشرفت سامانه‌های پردازشی کم‌مصرف وابسته خواهد بود.
حریم خصوصی و دقت اندازه‌گیری از چالش‌های عینک‌های سلامت‌محور هستند
گسترش امکانات پایش سلامت در عینک‌های هوشمند علاوه بر فرصت‌های تازه، پرسش‌هایی درباره دقت اطلاعات و حفاظت از داده‌های شخصی ایجاد می‌کند. اطلاعاتی مانند ضربان قلب، تغییرات حرکات چشم، الگوی خواب و نشانه‌های احتمالی خستگی می‌توانند جزئیات زیادی درباره وضعیت روزمره کاربران ارائه دهند. به همین دلیل، شیوه ذخیره‌سازی این داده‌ها، مدت نگهداری آن‌ها و امکان دسترسی شرکت‌های سازنده یا سرویس‌های متصل از موضوعاتی هستند که باید در طراحی محصولات مورد توجه قرار بگیرند. استفاده از حسگرهای رو به داخل نیز اگرچه نیاز به ثبت تصاویر محیط اطراف را کاهش می‌دهد، به‌تنهایی تضمین‌کننده محرمانه ماندن اطلاعات جمع‌آوری‌شده نیست.
در کنار مسائل مربوط به حریم خصوصی، دقت و اعتبار پزشکی اندازه‌گیری‌ها نیز اهمیت دارد. بررسی ضربان قلب یا حرکت چشم در یک عینک هوشمند ممکن است برای آگاهی از تغییرات عمومی وضعیت بدن مفید باشد، اما چنین اطلاعاتی بدون ارزیابی بالینی نمی‌توانند مبنای تشخیص بیماری قرار بگیرند. محصولات تجاری مانند کوئن N۱ پرو، نمونه‌های در آستانه عرضه مانند استیسیس و پروژه‌های پژوهشی مانند GlassTENG نیز در مراحل متفاوتی از توسعه قرار دارند و نباید امکانات آن‌ها را یکسان دانست. با این حال، ورود حسگرهای سلامتی به قاب عینک می‌تواند کاربرد این گروه از تجهیزات پوشیدنی را از تصویربرداری و اجرای فرمان‌های صوتی به بررسی مداوم برخی شاخص‌های بدن گسترش دهد.
انتهای پیام/
