حسگری که همه ماسک ها را به ماسک هوشمند تبدیل می نماید! - لیسو

به گزارش خبرنگاران و به نقل از وب سایت رسمی دانشگاه نورث وسترن (Northwestern University) آمریکا، پژوهشگران یک حسگر تازه هوشمند برای ماسک ابداع نموده اند. این حسگر سبک وزن موسوم به فیس بیت (FaceBit)، از یک آهن ربای کوچک برای اتصال به هر نوع ماسک از جمله N95، ماسک پارچه ای یا ماسک جراحی استفاده می نماید.

این حسگر نه تنها می تواند مقدار تنفس، ضربان قلب و زمان پوشیدن ماسک را در لحظه حس کند، بلکه ممکن است با آنالیز تناسب ماسک، جایگزین آزمایش های دست و پا گیر گردد. سپس همه این اطلاعات به صورت بی سیم به یک برنامه نصب شده روی تلفن همراه هوشمند منتقل می شوند تا امکان نظارت بر سلامت کاربر را فراهم نمایند. این برنامه می تواند فورا به کاربر هشدار دهد که مشکلاتی مانند افزایش ضربان قلب یا نشت در ماسک ایجاد شده است. داده های فیزیولوژیکی نیز می توانند به پیش بینی خستگی، شرایط سلامت جسمانی و شرایط روحی یاری نمایند.

اگرچه یک باتری کوچک انرژی فیس بیت را تامین می نماید اما این حسگر طوری طراحی شده است که بتواند انرژی را از هر منبع محیطی از جمله نیروی تنفس کاربر، حرکت و گرمای نفس کاربر و بعلاوه از خورشید به دست بیاورد. این کار، عمر باتری حسگر را افزایش می دهد و زمان بین دفعات شارژ را طولانی تر می نماید.

جوزیا هستر (Josiah Hester)، سرپرست گروه پژوهشی دانشگاه نورث وسترن گفت: هدف ما این بود که یک ماسک هوشمند برای متخصصان مراقبت های بهداشتی طراحی کنیم. ما انرژی باتری را با برداشت انرژی از منابع گوناگون افزایش دادیم. این بدان معناست که می توان ماسک را به مدت یک یا دو هفته بدون احتیاج به شارژ یا تعویض باتری استفاده کرد.

پژوهشگران در این پروژه دریافتند که دقت فیس بیت مشابه دستگاه های بالینی است و عمر باتری آن به 11 روز بین دفعات شارژ می رسد.

هستر و همکارانش ابتدا با پزشکان، پرستاران و سایر کادر درمان صحبت کردند تا احتیاج آنها به ماسک های هوشمند را بهتر درک نمایند. در مجموعه آنالیز های انجام شده معین شد که همه کادر درمان به اهمیت کیفیت ماسک عقیده دارند؛ به ویژه هنگامی که مستقیما با بیماران مبتلا به عفونت ویروسی کار می نمایند.

کارکنان مراقبت های بهداشتی برای اطمینان از این که ماسک های N95 به درستی روی صورت شان بسته شده است، به طور دوره ای تحت یک آزمایش 20 دقیقه ای قرار می گیرند. آنها طی این فرآیند، ابتدا یک ماسک N95 و سپس یک سرانداز شفاف را روی کل سر خود قرار می دهند. سپس، آئروسل شیرین یا تلخ به درون سرانداز پمپاژ می گردد. غلظت آئروسل به تدریج در سرانداز افزایش می یابد تا زمانی که به وسیله شخصی که ماسک تنفسی را پوشیده است، قابل تشخیص باشد. اگر کاربر پیش از تعداد معینی از پمپاژهای آئروسل، طعم تلخ یا شیرین را احساس کند، معین می گردد که ماسک به درستی بسته نشده است.

اگرچه فیس بیت هنوز نمی تواند جایگزین این فرآیند دست و پا گیر گردد که یک چالش بلندمدت در پزشکی است اما به یاری آن می توان اطمینان حاصل کرد که ماسک، تناسب مورد احتیاج را بین رویدادهای آزمایشی حفظ می نماید. اگر ماسک شل گردد یا اگر کاربر طی فعالیت خود ماسک را به شدت حرکت دهد، فیس بیت به او هشدار خواهد داد.

هستر گفت: اگر برای 12 ساعت یا بیشتر از ماسک بهره ببرید، گاهی اوقات صورت بی حس می گردد. حتی ممکن است شما متوجه نشوید که ماسک شل شده است زیرا نمی توانید آن را احساس کنید. ما می توانیم با مقدار گیری مقاومت ماسک، به فرآیند آزمایش یاری کنیم. اگر شاهد کاهش ناگهانی مقاومت باشیم، این نشان می دهد که نشت ایجاد شده است و می توانیم به کاربر هشدار دهیم.

فیس بیت می تواند ماسک را برای هدفی بیش از تناسب ارزیابی کند. این حسگر می تواند کاربر ماسک را در لحظه مور آنالیز قرار دهد. فیس بیت با جمع آوری نشانه های فیزیولوژیکی گوناگون مانند ضربان قلب و تنفس می تواند به کاربران یاری کند تا بدن خود را بهتر درک نمایند و تصمیمات سودمندی برای سلامتی خود بگیرند. همه اطلاعات سلامتی، از جمله تناسب ماسک و زمان پوشیدن آن، در برنامه تلفن همراه هوشمند نمایش داده می شوند.

به گفته هستر، هر بار که قلب یک فرد می تپد، سر او به طور نامحسوسی حرکت می نماید. فیس بیت می تواند این حرکت نامحسوس را احساس کند و آن را از سایر حرکات تشخیص دهد تا به محاسبه ضربان قلب بپردازد.

فیس بیت می تواند از این اطلاعات برای هشدار دادن به کاربر در خصوص استراحت، رفتن به پیاده روی یا چند نفس عمیق برای آرام شدن استفاده کند. بعلاوه، بیمارستان ها می توانند از این داده ها برای بهینه سازی نوبت کاری و استراحت کارکنان خود استفاده نمایند. از آنجا که ضربان قلب و تعداد تنفس به شدت با یکدیگر مرتبط هستند، داشتن توانایی نظارت بر هر دو می تواند فرصت های پژوهشی تازهی را ایجاد کند.

هستر که متخصص حوزه فناوری پایدار و بدون باتری است، امید دارد که گروه او یا دیگران در نهایت بتوانند فیس بیت را کاملا بدون باتری بسازند. تنفس و حرکات کاربر یا نور خورشید در حال حاضر می توانند عمر باتری را افزایش دهند اما در آینده، انرژی حرارتی و حرکتی به تنهایی می توانند نیروی حسگر را تامین نمایند.

اگرچه هستر و گروهش این دستگاه را روی داوطلبان آزمایش نموده اند اما او معتقد است که فیس بیت هنوز باید تحت آزمایش ها و اعتبارسنجی بالینی قرار گیرد.

این پژوهش، در مجله IMWUT به چاپ رسید.