لا تحتاج هذه النظارات الذكية إلى الشحن، فهي تستمد الطاقة من وجهك

طور باحثون في كلية ماكورميك للهندسة بجامعة نورث وسترن، نوعا جديدا من النظارات الذكية المزودة بأجهزة استشعار مصغرة يمكنها حصد الطاقة الميكانيكية من حركات الوجه وتحويلها إلى طاقة كهربائية. حتى الرمشة السريعة أو النبض الخفيف للشريان يوفر طاقة ميكانيكية كافية لتنشيط هذه المستشعرات شديدة الحساسية.

ولاختبار هذه المستشعرات ذاتية التشغيل، استخدم الباحثون النظارات للكشف عن أفعال مثل قبض الفك، والنقر على الأسنان معًا، والرمش، ورفع الحاجبين. ولم تكن النظارات قادرة فقط على تمييز هذه الحركات المحددة من الأنشطة اليومية مثل التحدث أو الأكل، ولكنها حققت أيضًا معدل دقة بنسبة 99% في تحديد النقر على الأسنان ومعدل دقة 96% في تحديد انقباض الفك.

يحمل هذا التطور القدرة على تمكين النظارات العادية من مراقبة صحة القلب والأوعية الدموية، وصرير الأسنان (الضغط والطحن اللاإرادي على الأسنان)، والتعب، وسلوكيات الأكل، والأنشطة اليومية الأخرى، كل ذلك دون الحاجة إلى بطاريات ضخمة أو إعادة شحن منتظمة.

في مؤتمر UbiComp/ISWC 2026، قدم الباحثون هذا الابتكار المعروف باسم GlassTENG.

يمكن استخدام القليل من الكهرباء الساكنة بشكل رائع

يوجد في قلب هذه النظارات الجديدة ثلاثة أجهزة بسمك الورق تُعرف باسم المولدات النانوية الكهربائية الاحتكاكية (TENGs). في حين أن الاسم قد يبدو معقدًا، إلا أن المبدأ الأساسي مألوف تمامًا: الكهرباء الساكنة.

أي شخص قام بفرك بالون على شعره في يوم شتوي جاف - أو قام بمداعبة قطة - قد شهد التأثير الكهربائي الاحتكاكي. عندما تتلامس مادتان مختلفتان ثم تنفصلا، تنتقل الإلكترونات من مادة إلى أخرى، مما يولد شحنة كهربائية لحظية.

تستفيد شركة GlassTENG من هذا المبدأ الأساسي.

يتكون كل مستشعر مرن من طبقات متعددة من المواد التي يتم ضغطها معًا بشكل متكرر وتفكيكها عن طريق حركات الوجه. على سبيل المثال، يؤدي الوميض إلى ضغط مستشعر واحد؛ الضغط على الأسنان ينشط آخر. وحتى الضغط الخفيف الناتج عن تدفق الدم عبر الشريان يكفي لتنشيط جهاز الاستشعار.

ثلاثة أجهزة استشعار وإشارات متعددة

لالتقاط أكبر قدر ممكن من المعلومات، وضع الفريق ثلاثة أجهزة استشعار في مواقع رئيسية حول إطار النظارات. يتم وضع أحدهما على جسر الأنف - بالقرب من الشريان الزاوي والعضلات المحيطة بالعينين - لاكتشاف النبضات، وكذلك حركات الرمش والحاجبين. ويوجد آخر بالقرب من المعبد، حيث يراقب الشريان الصدغي السطحي وحركات الفك. ويتم وضع جهاز ثالث بالقرب من الأذن للكشف عن أفعال مثل المضغ والضغط على الأسنان.

تعمل هذه المستشعرات الثلاثة معًا على تزويد النظارات بمنظورات مختلفة 'لاستشعار' حركات الوجه. أجهزة الاستشعار حساسة لمجموعة من القوى: النبضات الشريانية - أخف قوة اختبرها الباحثون - تولد إشارات كهربائية تتراوح ما بين 50 إلى 100 ميلي فولت تقريبًا. تنتج حركات الرمش والحاجب إشارات تبلغ حوالي 200 إلى 500 مللي فولت، في حين أن حركات الفك الأكثر قوة، مثل المضغ أو الضغط على الأسنان، يمكن أن تولد إشارات تصل إلى 1.5 فولت.

أثناء ارتداء GlassTENG، أجرى 20 مشاركًا ستة أنشطة: الرمش، ورفع الحواجب، والضغط على أسنانهم، والنقر على أسنانهم معًا، وتناول الطعام، والتحدث. ثم استخدم فريق البحث خوارزميات التعلم الآلي لتحليل أنماط الإشارات الكهربائية لتحديد النشاط الذي قام به كل مشارك.

وحقق النظام نسبة دقة بلغت 93.8% عبر الأنشطة الستة.

استهلاك طاقة منخفض للغاية، ميزة كبيرة

بالإضافة إلى وظائفه، هناك ميزة رئيسية أخرى لـ GlassTENG وهي أنه لا يحتاج إلى مصدر طاقة خارجي. تستهلك العديد من الأجهزة القابلة للارتداء الحالية طاقة مستمرة، مما يؤدي إلى زيادة الطلب على الطاقة مما يستلزم بطاريات أكبر، مما يؤدي بدوره إلى زيادة الوزن والكتلة. علاوة على ذلك، فإن الحاجة إلى إعادة شحن البطارية بشكل منتظم تشكل عائقًا كبيرًا أمام المراقبة الصحية المستمرة حقًا.

تستهلك المستشعرات الثلاثة في GlassTENG إجماليًا إجماليًا يبلغ 4.1 ميكرووات فقط من الطاقة، وهو أقل بعدة مرات من العديد من تقنيات الاستشعار التقليدية. يقوم الجهاز بعد ذلك بنقل البيانات مباشرة إلى الهاتف الذكي أو الجهاز اللوحي عبر البلوتوث.

المصدر: كوكب VRAR