A smart mouthguard that allows users to control devices with their tongue and teeth
电子元件、触觉传感器阵列、3D 打印护齿器和封装结构的分解示意图。图片来源:Hou 等人。

最近的技术进步使得各种电子设备的开发成为可能,这些电子设备旨在提高人们的生活质量并帮助他们完成日常活动。大多数现有设备都是通过触摸屏、键盘、鼠标垫和其他手动界面进行操作。

新加坡国立大学的研究人员开发了一种智能护齿套,可以让人们用嘴而不是手指来操作设备。这种新设备,在自然电子学,还可以让牙医从​​患者口腔内收集医疗数据,帮助监测运动员的康复情况或提高他们的表现。

“我们论文的灵感来自于需要为行动不便的个人开发更直观、更容易使用的辅助技术,”该论文的监督作者刘晓刚告诉 Tech Xplore。

“传统的输入设备,例如触摸屏或,在某些环境中或对于手部功能有限的用户来说通常具有挑战性。我们的目标是开发一种更灵活、用户友好的界面,可以使用舌头和牙齿进行操作,从而能够进行精确且无疲劳的运动。”

刘和他的同事最近研究的主要目标是通过创建一种适应性强、基于嘴的、这是微创的,但可以有效地允许用户以各种复杂的方式控制他们的设备。这一想法催生了带有嵌入式触觉传感器阵列、柔性电路和人工智能集成的触觉口腔垫(O-pad)的开发。

他们设计的智能护齿套配备了柔软而灵敏的传感器。这些传感器允许用户通过舌头和牙齿的运动来处理各种任务,包括打字、游戏和轮椅导航,而不是在触摸屏上敲击或滑动手指。

“我们开发的可穿戴触觉口腔垫的功能与触摸屏(例如 i-Pad)类似,但可以通过舌头运动和牙齿咬合来控制,”刘解释道。

“它由碳纳米管-有机硅复合传感器阵列组成,嵌入在适合口腔内的灵活的生物相容性垫中。当舌头在垫上滑动时,它会模仿手指在触摸屏上滑动的动作,当牙齿咬下时,它会模仿手指在触摸屏上滑动的动作。在垫子上,它的作用就像鼠标点击一样。”

研究人员开发的可穿戴设备通过一系列传感器检测舌头的滑动运动和牙齿施加的压力。该设备还重量轻、灵活且具有成本效益,这可以促进其商业化和实际部署。

“我们的设备可以通过舌头和牙齿的运动实现复杂的控制,”刘说。

“这种双动作功能使用户能够高精度、轻松地执行打字、游戏和轮椅导航等任务。循环神经网络 (RNN) 的使用进一步增强了设备识别模式的能力,使其能够高效地进行翻译舌头和牙齿的运动转化为精确的控制命令。”

刘和他的同事推出的智能护齿套可能有广泛的应用。最值得注意的是,它可以让个人轻松直观地与电子设备进行交互,例如,允许他们自主编写短信、接听电话、操作轮椅或浏览网页。

刘说:“它还可以在传统输入方法不切实际的环境中找到应用,例如无菌手术环境或污染风险很高的情况。”

该团队的触觉 O-pad 还可以应用于牙科,帮助监测牙齿,以及言语治疗和体育运动,可以用来跟踪恢复情况或测试运动协调性。最后,该设备可以实现一种新形式的生物识别,允许用户使用他们的设备或帐户安全地访问他们的设备或帐户。牙齿。“我们还旨在提高该设备的舒适性和可穿戴性,以供长期使用,并探索其在假肢控制和机器人等领域的潜力。最后,我们计划进行更广泛的研究

临床试验

评估其在现实环境中的可用性和有效性,特别是对于行动不便的人来说。”Bo Hou等人,基于碳纳米管的用于多模式触觉交互的触觉口腔垫,

自然电子学(2024)。DOI:10.1038/s41928-024-01234-9© 2024 Science X 网络引文

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智能护齿套允许用户用舌头和牙齿控制设备(2024 年 9 月 12 日)检索日期:2024 年 9 月 12 日来自 https://techxplore.com/news/2024-09-smart-mouthguard-users-devices-tongue.html

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