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06-17
疫情发生以来，口罩早已成为日常生活的一部分，也是最有效的防护措施之一。
然而，这种保护是被动的，在佩戴不当或面罩失效时无法提醒佩戴者；同时，口罩紧贴面部，是实时监测个人健康状况的绝佳位置。
▲ 图片来自：NorthwesternU 因为口罩的局限性也带来了机遇，西北大学开发了为口罩增添智能属性的传感器“FaceBit”。
▲ 图片来自：NorthwesternU 这种紧凑型传感器可以通过微小的磁铁附着在任何口罩上，包括 N95、布口罩或手术口罩。
▲ 面罩型。
图片来自：NorthwesternU FaceBit 采用节能操作系统，实时采集佩戴者的各种生理信号：通过抽血产生的细微头部运动监测心率、通过温度变化监测呼吸频率、通过压力信号监测口罩贴纸合身和佩戴时间。
▲ 图片来自：NorthwesternU 比较神奇的事情之一就是测量心率。
研究小组表示，当心脏跳动时，血液沿着大动脉流向面部，头部会发生“难以察觉的微小移动”。
FaceBit 可以感知这种微妙的运动并将其与其他运动区分开来。
所有健康信息均无线传输至配套应用程序“FaceBit Companion”，该应用程序使用 Swift 编程语言针对 iOS 和 macOS 开发，实时信息显示一目了然。
▲ FaceBit 伴侣。
图片来自：facebit.health 当出现问题（例如心率升高）时，应用程序会立即提醒用户应该休息、散步或深呼吸！在没有紧急情况的情况下，生理数据可以用来预测疲劳和情绪状态。
用户还可以在应用程序中设置其他通知，例如补水提醒和面罩更换提醒。
▲ 图片来自：NorthwesternU“将数据汇聚成塔”，以便医院系统合理优化员工轮班和休息时间表。
除了基本功能外，未来开发者还会根据医护人员的反馈添加更多定制化的小部件。
▲ 图片来自：facebit.health 毕竟，只有关注反馈，我们才能从头到尾了解：FaceBit 为谁服务，提供什么服务。
其中一项数据“面罩贴合度”是根据之前的研究添加的。
在设计 FaceBit 之前，西北大学教授 Josiah Hester 采访了医护人员，了解他们对智能口罩的需求。
所有受访者均表示，“口罩贴合质量”是最重要的。
日常工作中，为了保证N95口罩在面部的密封性，医护人员需要定期进行20分钟的“密合度测试”：医护人员戴上N95口罩，然后戴上透明头罩。
整个头部，另一名工人将甜味或苦味的气雾喷雾泵入头罩内，头罩内气雾的浓度逐渐增加。
如果佩戴者在达到一定量的气雾之前尝到苦味或甜味，则说明面罩密封不正确。
▲“适用性测试”。
图片来自：NorthwesternU 虽然 FaceBit 无法取代这个繁琐且必要的过程，但足以在测试之外提供帮助。
例如，如果口罩因意外碰撞而不再密封，FaceBit会及时提醒佩戴者。
Josiah Hester 解释道：如果你戴口罩 12 小时或更长时间，有时你的脸会变得麻木，你甚至感觉不到，也没有意识到口罩松了。
FaceBit可以测量口罩的电阻。
如果电阻突然下降，则表明口罩不再密封。
FaceBit 内置微型电池，仅可续航约 11 天，但这并不是唯一的能源。
呼吸产生的动能、热能，甚至太阳能都可以利用。
医护人员无需在轮班之间为其充电，并且传感器的使用寿命也得以延长。
▲ 电池。
图片来自：NorthwesternU 作为可持续、无电池技术方面的专家，Josiah Hester 希望 FaceBit 未来能够完全无电池，只需收集热量和动能来为设备供电。
尽管志愿者已经在现实生活场景中测试了该设备，但 FaceBit 仍需要临床试验。
为此，研究团队在 GitHub 上开源了该项目，包括硬件和应用程序，以便其他人可以验证该设备并添加新功能。
▲ 图片来自：NorthwesternU FaceBit 或许并未被个人广泛使用，但它为疫情期间长班工作的一线工作人员提供了可持续、便捷、舒适的健康监测。
FaceBit背后的“面部传感与推理”研究未来也有更多可能性。
然而，西北大学没有讨论传感器是否需要消毒以及如何消毒。
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