Современная электроника №3/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 21 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2022 тания модели завершились 21 декабря 2021 года. В процессе создания «маски с датчиком» были проведены неодно- кратные опросы медицинского пер- сонала – дипломированных врачей, медсестер и фельдшеров – для пони- мания их потребности в умных масках для лица. После анкетирования уста- новлен важный фактор, влияющий на производительность (деятельность) и безопасность медицинского персона- ла: качество прилегания маски очень важно при непосредственной работе с пациентами с вирусными инфекция- ми. Точность диагностического инстру- ментария FaceBit аналогична точно- сти устройств клинического уровня, а срок службы батареи между зарядка- ми может превышать 11 дней, в зави- симости от конкретных условий при- менения. Знакомство с руководителем коллек- тива разработчиков FaceBit Д. Хестером привело к получению новой информа- ции о smart-маске как устройстве, объ- единённом с фитнес-трекером. Выше мы рассмотрели различные датчи- ки, работающие в составе устройства, их применение позволило сделать его комплексным диагностическим инструментом, и даже в представлен- ном виде перспективы биодатчиков не исчерпаны. Все биодатчики отно- сительно новые, самая старая разра- ботка среди них – 2016 года, – сказал Джозайя. Возможности акселероме- тров и электронных гироскопов, при- сутствующих модулями в FaceBit, дают очень большие перспективы. Кстати, в частной беседе руководитель проекта разъяснил, что сфера его интересов не только «медицинская электроника». Он и коллеги занимаются исследованиями в области безопасных для окружающей среды электронных устройств с авто- номным питанием, подзаряжающих- ся от естественных (альтернативных) источников, таких как солнечная энер- гия, ветрогенераторы, энергия от дыха- ния, энергия от переработки отходов и др. В сфере интересов учёного даже проблематика сохранения историче- ских памятников методами современ- ной электроники. В статье Хестера «Уда- лённый и беспроводной долгосрочный мониторинг вибрации исторических памятников» (среди списка его работ) [5] это показано хорошо. В целом же профессор из Иллинойса, постоян- ный участник профильных междуна- родных конференций АСМ, хотел бы наладить профессиональное сотруд- ничество с «русскими коллегами» и открыт для общения. «Я пока не женат, – свидетельствует он, – поэтому удаёт- ся много времени отдавать работе, которая меня привлекает и доставля- ет удовлетворение результатами. . Раз- работки Хестера (и коллег) по теме без- батарейных датчиков с автономным питанием с подзарядкой от альтерна- тивных источников безусловно заслу- живают всестороннего изучения. Осо- бый акцент Хестер в научных работах направляет на безопасность окружаю- щей среды. Современные аккумулято- ры для бытовых устройств основаны на литии: металле, добывая который, наносят вред окружающей среде. Поэ- тому в ближайшее время будут открыты новые способы и композитные матери- алы, которые в маломощных АКБ будут более безопасны, чем литий в соедине- нии с полимерами. «Моя мечта – пода- рить миру такие батарейки, о замене и утилизации которых не надо думать», – сообщил Хестер в частной переписке. Отсюда видно, что разработка FaceBit – лишь один из результатов широкой практической работы коллектива спе- циалистов, который сам Хестер укра- сил, как жемчужина оправу. Медицин- ская маска с биодатчиками FaceBit появилась на стыке научных интересов и вследствие заказов от заинтересован- ных медицинских компаний, оплатив- ших пролонгированное исследование. И теперь легко понять, насколько боль- шего может добиться специалист, если будет целенаправленно заниматься только этой темой. Так нередко бывало в истории, когда разработка на «второ- степенную» тему становилась ноу-хау для многих поколений людей. На пред- ложение прибыть в Москву для обмена опытом Джозайя Дэвид ответил уклон- чиво, но пообещал непременно поду- мать об этом и не разрывать эксклюзив- ного контакта с коллегами из России в нашем лице. Автор пожелал Джозайе внимания Нобелевского комитета и отметил, что его коллегиальная работа, в результате которой появился FaceBit, уже сделала его известным мировому сообществу и даже в России. Основа идеи «умной» маски Идея биосенсора, диагностирующе- го медицинское состояние человека по ЛОР-органам, расположенным на лице, основана на баллистическом характе- ре изменений, периодичности толч- ков – движений крови по относитель- но крупным артериям к лицу. Так как частота сердечных сокращений и свя- занная с ней частота дыхания являются измеряемыми величинами, появилась возможность с большой долей валид- ности контролировать их динамику, и теперь открылись новые возможности для исследований. Стрессовые собы- тия могут вызывать физиологические реакции, в том числе учащённое дыха- ние. FaceBit получает и интерпретирует информацию, чтобы сигнализировать о необходимости перерыва в работе, замены маски, прогулки или иного спо- соба получения зарядки чистым возду- хом: например, необходимости серии относительно глубоких вдохов/выдо- хов для достижения состояния бестре- вожности и безопасности. Более инте- грированные электронные системы могут интерпретировать полученные биосенсором данные для разработки и оптимизации графиков смен и переры- вов для медицинского персонала. Проект «FaceBit: платформа умных масок для лица» поддержан грантами Национального научного фонда для исследований быстрого реагирова- ния на борьбу с пандемией COVID-19 (номер награды CNS-2032408). FaceBit был результатом сотрудничества с Набилем Альшурафой, доцентом про- филактической медицины в Школе медицины Файнберга Северо-Запад- ного университета и компьютерных наук в Маккормике [1]. Основные результаты исследова- ния опубликованы 16 января 2022 года в Proceedings of ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies. Краткие выводы пред- ставляем ниже: ● фиксирующееся на миниатюрном магните устройство оценивает вре- мя ношения маски, пульс (частоту сердечных сокращений) и силу ды- хания пользователя; ● устройство по беспроводной связи передаёт данные в режиме реально- го времени в приложение для смарт- фона, которое может предупредить пользователя о проблемах при их возникновении; ● устройство питается от миниатюр- ной АКБ дискового типа с подклю- чённым автоматическим зарядным устройством для пополнения элек- трической энергии из «альтерна- тивных» источников, в том числе от фотоэлементов (энергия света), термоэлементов (энергия тепла), «энергии движения» и даже воздуш- ного потока «силы дыхания». Два за-