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装上一颗蓝「牙」 监测你的健康

发表于2020-08-03
装上一颗蓝「牙」 监测你的健康

先正经一点思考这个问题:讲到穿戴式的科技装置,你想到什幺?好,苹果的 iWatch、Google Glass、三星的 Galaxy Gear、SONY Smartwatch、果壳电子的 GEAK Watch、高通的Toq、Kickstarter 起家的 Pebble,运动健康主题的有Jawbone UP、Fitbit flex、Motorola 的 MOTOCAV、Garmin Forerunner、Nike Fuelband、adidas miCoach等,之前没有成功的微软与 LG 也都说要再推手錶,连郭董、华硕、Intel、Dell 也都打算跟进。除了一款眼镜,其他都是手錶或腕带,不过台大教授朱浩华研究的穿戴式装置,相对来讲就更为稀奇也令人好奇了:牙齿。

牙齿?你可能马上想到特务工作失败,一咬牙就中毒死了,或是回想着历史悠久的007,是不是哪部电影里也用过牙齿做谍报工作。不知道这条2011年初的新闻是不是真的,伊朗表示逮到美国间谍,其中一位的牙齿上有「间谍科技或麦克风」。但在2002年英国皇家艺术学院的两位学生就已经成功在牙齿里安装了无线讯号接收器,并把讯号透过体内骨骼传送到内耳,就可以听到声音了。(注)

掌握口中动态,掌握你的健康

这些近似谍报故事的情节,并不是台湾大学资讯工程学系普及计算实验室教授朱浩华的研究目的。在「齿内口腔动作侦测器」这篇论文中,研究团队表示我们每天透过嘴巴吃、喝、说话、呼吸、咳嗽甚至吸菸,嘴巴这个管道其实跟身体健康大有关连,因此他们开发置于口中的侦测器,搜集各种口腔的动作资讯,做为诊断健康状况的依据。

装上一颗蓝「牙」 监测你的健康

举例来说,监测咳嗽的次数或剧烈程度,可让医师判断身体发生什幺状况、病情有多严重;吃了多少喝了多少,加上咀嚼力道的大小,可以帮助进行节食计画的人更有效监控自己的饮食行为。这项研究的第一阶段报告将于几个小时后在瑞士日内瓦举行的「2013年可穿戴电脑国际研讨会」( International Symposium on Wearable Computers, ISWC 2013 )中发表。

虽然过往已经有好几种类似的装置,但朱浩华的研究装置特点在「存于体内」,能够搜集更精确的相关位置资料,这是其他装于体外的侦测器做不到的地方。

假牙上的侦测器

实验透过一个三轴加速度计来感应牙齿在吃、喝、说话等不同动作时的相对位置来判断动作的目的。加速度计安装在一块4.5mm x 10mm大小的电路板上,够小到可以埋在面积较大的臼齿部位。实验者必须先用牙科等级树脂包覆在电路板周围以免唾液破坏,再固定在假牙(套)内,最后安装到口腔内。下图可以看到目前的试作型,在最初的设计中,电路板上还会安装蓝芽装置以传送资料到附近的手机,不过目前暂时以有线方式传输,因此还会有一条细线从受试者口中连出来,研究团队表示,在目前实验阶段,留有细线有助避免受试者误吞电路版。

装上一颗蓝「牙」 监测你的健康
图右上可以看到实验用的电路板,约4.5mm x 10mm见方。其余两张图可以看到安装在临时假牙套上的电路板,电路板的边角清晰可见。(Photo Credit: 朱浩华)

由于每个使用者口腔状况都会有所不同,使用前内含的三轴加速度计一定会经过校正程序。研究团队将收集到的资料区分为普遍性资料与个人化资料,前者代表一般人口腔中常见的活动模式,后者则区分出不同受试者的特有行为。

下一步适应个别差异

受试者共有8位,实验项目包括咀嚼口香糖、喝一瓶水、念一篇文章与持续咳嗽,每人每一项活动搜集15个样本进行分析,总计480项样本。资料分析的结果,在普遍性资料方面有93.8%的準确度,个人化资料方面仅有59.8%,团队认为每个人的口腔构造都有些微不同,各种动作的轻重缓急也不一样,因此要提昇準确率,要从增加更多动作种类与不同的侦测器位置入手。

未来他们将强化原型侦测器功能,包括无线传输资料与充电功能,同时还要与牙医合作提昇装置的安全性。

不过他们可能还要解决另一个难题是,当前的牙医科技,除了年长者较常使用的活动式假牙,可以方便安装可充电的侦测器,并且于夜晚睡觉时消毒兼充电外,一般的牙套与牙桥都是固定式的,而且牙套一颗6000至8000元,以现有的状态思考,在推广使用时应会有困难。

(Opening Photo Credit: NESTA)

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注释
这个安装在牙齿中的装置(见开版图)先透过无线讯号接收器获取诸如手机、广播、电脑等发出的讯号,并透过一个振动组件将转换而成的声音,利用人体内的骨骼振动传送到内耳,如此一来就能听到声音,而且是只有使用者自己才听得到。当然,使用者也可以装一个超小型麦克风,用相同的原理将讯号传送出去。

或许伊朗抓到的那位美国「间谍」真的用了这种技术,这也或许是从2002年到现在,都还没有听过这项发明商业化的原因。(回到本文)

相关资料
Sensor-Embedded Teeth for Oral Activity Recognition
The Economist: If tooth be told
“Tooth-phone" provides covert chat

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