L’N95 può misurare anche la frequenza cardiaca? La Northwestern University trasforma le maschere in monitor intelligenti

Dallo scoppio dell’epidemia, le mascherine sono diventate da tempo parte della vita quotidiana e una delle misure protettive più efficaci.

Tuttavia, questa protezione è passiva e non può avvisare chi la indossa se è indossata in modo improprio o se la maschera si guasta; allo stesso tempo, la maschera aderisce perfettamente al viso, che è un luogo eccellente per fornire un monitoraggio in tempo reale della salute personale.

Proprio perché i limiti delle mascherine portano anche opportunità, la Northwestern University ha sviluppato un sensore “FaceBit” che aggiunge attributi intelligenti alle mascherine.

Questo piccolo sensore può essere fissato a qualsiasi maschera con un minuscolo magnete , inclusi N95, mascherine in tessuto o chirurgiche.

FaceBit utilizza un sistema operativo a risparmio energetico per raccogliere in tempo reale vari segnali fisiologici di chi lo indossa:

La frequenza cardiaca è monitorata dai sottili movimenti della testa generati dal pompaggio del sangue, la frequenza respiratoria è monitorata dalle variazioni di temperatura e la vestibilità e il tempo di utilizzo della maschera sono monitorati da segnali di pressione.

Uno dei più magici è misurare la frequenza cardiaca. Il team di ricerca ha affermato che quando il cuore batte, il sangue scorre lungo le grandi arterie fino al viso e la testa si muove di una “quantità impercettibilmente piccola” e FaceBit può percepire questo movimento sottile e distinguerlo da altri movimenti.

Tutte le informazioni sulla salute vengono trasmesse in modalità wireless all’app corrispondente “FaceBit Companion” , sviluppata per iOS e macOS utilizzando il linguaggio di programmazione Swift e visualizza le informazioni in tempo reale a colpo d’occhio.

Quando si verifica un problema (come una frequenza cardiaca elevata), l’app avviserà immediatamente l’utente: è ora di fare una pausa, fare una passeggiata o fare un respiro profondo! In assenza di un’emergenza, i dati fisiologici possono essere utilizzati per prevedere la stanchezza e gli stati emotivi.

Gli utenti possono anche impostare altre notifiche nell’app, come promemoria di idratazione e promemoria di sostituzione della maschera.

Raccogliendo i dati in una torre, il sistema ospedaliero può ottimizzare razionalmente i turni dei dipendenti e gli orari di riposo.

Oltre alle funzionalità di base, in futuro gli sviluppatori aggiungeranno più widget personalizzati in base al feedback degli operatori sanitari.

Dopotutto, è solo prestando attenzione al feedback che è chiaro dall’inizio alla fine: chi serve FaceBit e quali servizi fornisce.

Uno dei dati, “adattamento della maschera”, è stato aggiunto sulla base di ricerche precedenti.

Prima di progettare FaceBit, il professore della Northwestern University Josiah Hester ha intervistato gli operatori sanitari sulla loro necessità di maschere intelligenti. Tutti gli intervistati hanno affermato che la “qualità della vestibilità della maschera” è la più importante.

Nel loro lavoro quotidiano, al fine di garantire che la maschera N95 sia adeguatamente sigillata sul viso, gli operatori sanitari devono condurre regolarmente “fit test” di 20 minuti:

L’operatore sanitario ha indossato un respiratore N95 e poi un cappuccio trasparente su tutta la testa, mentre un altro operatore ha pompato uno spray di aerosol dolci o amari che gradualmente aumentavano di concentrazione all’interno del cappuccio. Se chi lo indossa avverte un sapore amaro o dolce prima di una certa quantità di aerosol, la maschera non è adeguatamente sigillata.

Sebbene FaceBit non possa sostituire questo processo noioso e necessario, è sufficiente per assistere al di fuori dei test. Ad esempio, se la maschera non è più sigillata a causa di un urto accidentale, FaceBit lo ricorderà prontamente a chi lo indossa. Josiah Hester ha spiegato:

Se indossi una maschera per 12 ore o più, a volte il tuo viso diventa insensibile e non lo senti nemmeno e ti rendi conto che la maschera è allentata. FaceBit può misurare la resistenza della maschera e se la resistenza diminuisce improvvisamente, significa che la maschera non è più sigillata.

FaceBit ha una minuscola batteria integrata che dura circa 11 giorni da sola, ma non è l’unica fonte di energia, energia cinetica e termica dalla respirazione e persino l’energia solare può essere utilizzata per questo. Gli operatori sanitari non devono caricarlo durante i turni e la durata del sensore si allunga.

In qualità di esperto di tecnologia sostenibile e senza batteria, Josiah Hester spera che FaceBit sarà completamente privo di batteria in futuro, raccogliendo semplicemente energia termica e cinetica per alimentare il dispositivo.

Sebbene i volontari abbiano testato il dispositivo in scenari del mondo reale, FaceBit necessita ancora di studi clinici. A tal fine, il team di ricerca ha reso open source il progetto su GitHub, inclusi hardware e app , in modo che altri potessero convalidare il dispositivo e aggiungere nuove funzionalità.

FaceBit potrebbe non essere ampiamente utilizzato dalle persone, ma fornisce un monitoraggio sanitario sostenibile, conveniente e confortevole per i lavoratori in prima linea COVID-19 a lungo turno. La ricerca sul “rilevamento facciale e ragionamento” dietro FaceBit ha anche più possibilità in futuro.

Tuttavia, Northwestern non ha affrontato se e come i sensori avrebbero bisogno di essere sterilizzati.

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