智能护齿器让用户能够用舌头和牙齿控制设备

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最近的技术进步推动了各种电子设备的开发，这些设备旨在改善人们的生活质量并帮助他们完成日常活动。大多数现有设备都是通过触摸屏、键盘、鼠标垫和其他手动界面进行操作的。
新加坡国立大学的研究人员开发出一种智能护齿器，可以让人们用嘴而不是手指来操作设备。《自然电子学》杂志的一篇论文介绍了这种新设备，它还可以让牙医从​​患者口腔内收集医疗数据，并帮助监测运动员的恢复情况或提高他们的表现。
该论文的指导作者刘小刚告诉 Tech Xplore：“我们的论文受到为行动不便人士开发更直观、更易用的辅助技术的需求的启发。”
“传统的输入设备，例如触摸屏或语音识别，在某些环境下或对于手部功能有限的用户来说往往具有挑战性。我们的目标是开发一种更灵活、用户友好的界面，可以使用舌头和牙齿进行操作，它们能够进行精确且不易疲劳的运动。”
刘和他的同事最近进行的研究的主要目的是解决现有人机界面的局限性，即创建一种适应性强、基于口腔的可穿戴设备，这种设备侵入性极小，但能够有效地让用户以各种复杂的方式控制他们的设备。这个想法促成了触觉口腔垫 (O-pad) 的开发，该垫内嵌触觉传感器阵列、柔性电路和 AI 集成。
他们设计的智能护齿器配备了柔软而灵敏的传感器。这些传感器让用户可以通过舌头和牙齿的运动来完成各种任务，包括打字、游戏和轮椅导航，而无需在触摸屏上点击或滑动手指。
刘先生解释说：“我们开发的可穿戴触觉口腔垫的功能类似于触摸屏（例如 i-Pad），但可以通过舌头运动和咬牙齿来控制。”
“它由碳纳米管-硅胶复合传感器阵列组成，嵌入在可放入口中的柔性、生物相容性垫中。当舌头在垫上滑动时，它会模仿手指在触摸屏上滑动的动作，而当牙齿咬住垫子时，它就像鼠标点击一样。”
研究人员开发的可穿戴设备通过一系列传感器检测舌头滑动动作和牙齿施加的压力。该设备重量轻、灵活且经济高效，有助于实现商业化和实际部署。
刘说：“我们的设备可以通过舌头和牙齿的运动实现复杂的控制。”
“这种双重动作功能使用户能够高精度、轻松地执行打字、游戏和轮椅导航等任务。循环神经网络 (RNN) 的使用进一步增强了设备识别模式的能力，使其能够高效地将舌头和牙齿运动转化为精确的控制命令。”
刘教授及其同事推出的智能护齿器应用范围十分广泛。最值得注意的是，它可以让身体残障人士轻松直观地与电子设备互动，例如，让他们自主地写短信、接电话、操作轮椅或浏览网页。
刘说：“它还可以应用于传统输入方法不切实际的环境，例如无菌手术环境或污染风险较高的环境。”
该团队的触觉 O-pad 还可以应用于牙科，它可以帮助监测牙齿，以及言语治疗和运动，它可以用来跟踪恢复情况或测试运动协调性。最后，该设备可以实现一种新的生物识别形式，让用户能够使用牙齿安全地访问他们的设备或帐户。
刘先生补充道：“展望未来，我们计划通过改进传感器阵列来实现更复杂的运动，从而进一步优化触觉口腔垫，使其适用于更广泛的应用。”
“我们还旨在提高该设备的舒适性和可穿戴性，以便长期使用，并探索其在假肢控制和机器人等领域的潜力。最后，我们计划进行更广泛的临床试验，以评估其在现实环境中的可用性和有效性，特别是对于行动不便的人。”