可穿戴传感器帮助 ALS 患者交流
患有肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 的人控制肌肉的能力逐渐下降。结果，他们经常失去说话的能力，难以与他人交流。一组研究人员设计了一种可拉伸的类似皮肤的装置，可以附着在患者的脸上，以测量抽搐或微笑等微小动作。使用这种方法，患者可以通过设备测量和解释的小动作传达各种情绪。
研究人员希望该设备能够让患者以更自然的方式进行交流，而无需处理笨重的设备。柔软的一次性可穿戴传感器很薄，可以用化妆品伪装以匹配任何肤色，使其不显眼。该设备的初始版本在两名 ALS 患者身上进行了测试，结果表明它可以准确地区分三种不同的面部表情——微笑、张嘴和撅起的嘴唇。
该设备由嵌入在薄硅胶薄膜中的四个压电传感器组成。由氮化铝制成的传感器可以检测皮肤的机械变形并将其转换为易于测量的电压。所有这些组件都易于批量生产，因此研究人员估计每台设备的成本约为 10 美元。
该团队对健康志愿者使用了一种称为数字成像关联的过程，以帮助他们选择最有用的位置来放置传感器。他们在脸上画了一个随机的黑白斑点图案，然后在受试者进行面部动作（例如微笑、抽搐脸颊或说出某些字母的形状）时，用多个相机拍摄了该区域的许多图像。图像由软件处理，分析小点如何相互移动，以确定单个区域所经历的应变量。
他们还使用皮肤变形的测量值来训练机器学习算法来区分微笑、张开的嘴巴和噘起的嘴唇。使用这种算法，他们对两名 ALS 患者进行了测试，在区分这些不同的运动方面能够达到约 75% 的准确率。健康受试者的准确率为87%。
基于这些可检测的面部动作，可以创建短语或单词库以对应不同的动作组合。从技术上讲，可以创建数千条消息。来自传感器的信息被发送到手持处理单元，该处理单元使用经过训练以区分面部运动的算法对其进行分析。在当前的原型中，这个单元是有线连接到传感器的，但也可以无线连接，以便于使用。
除了帮助患者交流外，该设备还可用于跟踪患者疾病的进展或衡量他们正在接受的治疗是否有效果。
传感器