Das Bestreben, eingeschlossenen Patienten eine Rettungsleine zu geben, eine Möglichkeit zur Kommunikation, sobald ALS oder eine andere Krankheit ihre Muskelkontrolle beendet hat, dauert an. Eine Möglichkeit, in diesem Fall oder für jeden, der nur seine oder ihre Augen bedienen kann - oder nur für jemanden, bei dem beide Hände beschäftigt sind -, eine Freisprech-Eingabe zu erhalten, besteht darin, das Blinzeln der Augen zu verfolgen. Es ist kein leichtes Gerät, sich an die Arbeit zu machen, da es für einen Computer schwierig sein kann, den Unterschied zwischen einem absichtlichen und einem reflexiven Blinzeln zu erkennen, aber ein Team von der Chongquing-Universität in China glaubt, dass sie es geknackt haben.
In einem Artikel in Science Advances beschreiben Zhong Lin Wang und seine Kollegen ein an einer Brille befestigtes Gerät, das sanft neben dem Auge auf der Haut aufliegt und den Druck in Form eines elektrischen Signals als Haut spürt drückt während eines Blinkens dagegen.
"Dies ist eine sehr aufregende Entdeckung, die ein sehr altes Phänomen nutzt, aber neue Technologien, neue Innovationen, an die wir noch nie gedacht haben", sagt Wang, Professor für Nanowissenschaften an der Georgia State University.
Erfinder haben Augenzwinkern verwendet, um mit Patienten in den letzten Stadien von ALS oder eingeschlossenen Patienten zu kommunizieren, die ansonsten die Verwendung ihres Körpers verloren haben, abgesehen von der Fähigkeit zu blinzeln. Eine an den Augen trainierte Kamera kann Blinzeln nachverfolgen, ist jedoch kein sehr optimiertes Werkzeug und erfordert eine externe Stromquelle. Die Forscher untersuchten daher die Verfolgung des Unterschieds im elektromechanischen Potenzial zwischen Hornhaut und Netzhaut mithilfe eines EEG-ähnlichen Werkzeugs. Diese Methode beruht jedoch auf dem Ablesen der körpereigenen Elektrizität, und das Rauschen ist hoch und die Auflösung bei diesen Ablesungen niedrig, wodurch es schwierig wird, absichtliche Blinzeleffekte zu erkennen.
Vor einigen Jahren hatten Wang und seine Kollegen ein altes wissenschaftliches Phänomen genutzt: Triboelektrizität - durch Reibung erzeugte Elektrizität, auch als statische Elektrizität bekannt -, um ein kleines Gerät zur Energiegewinnung aus dem menschlichen Körper zu bauen, das als TENG oder triboelektrischer Nanogenerator bezeichnet wird. Wie bereits von Smithsonian.com beschrieben, produziert das kleine Gerät nicht viel Energie, aber die Spannung ist so hoch, dass sie problemlos von einem Computer gemessen und als Eingangssignal verwendet werden kann. Es ist außerdem kostengünstig und benötigt keine Energie zum Laufen. Dies macht es nützlich für Sensoren mit eigener Stromversorgung, die in medizinischen Geräten oder im Internet der Dinge immer beliebter werden. Wangs Papier bietet eine lange Liste von Vorteilen: Es ist „nicht invasiv, hochempfindlich…, leicht zu verarbeiten, stabil, klein, leicht, transparent, flexibel, hautfreundlich, kostengünstig, haltbar und wiederverwendbar“, um nur einige zu nennen ein paar.
Somit ist es als Augensensor nützlich. Beim Aufsetzen auf den Brillentempel liegt der Sensor sanft an der Falte neben dem Auge des Benutzers an. Diese Haut biegt sich während eines Augenblicks leicht nach außen, biegt den Nanogenerator und sendet ein elektrisches Signal.
Im Moment konzentrieren sich Wang und seine Kollegen auf die Medizinprodukte. Sie haben das Gerät bereits so programmiert, dass es auf einen Doppelklick mit zwei Blinkzeichen reagiert, und eine Bildlauftastatur erstellt, mit der der Benutzer einmal, zweimal oder dreimal blinken kann, um einen von drei Buchstaben in jeder Zeile auszuwählen, obwohl dies aufwändiger ist Tippsysteme könnten in Zukunft gebaut werden. Tests, die sich auf die gemeinsame Nutzung des Geräts im Labor beschränkten, führten nach Ansicht der Autoren nicht nur zu einer besseren medizinischen Versorgung von älteren und behinderten Menschen, sondern auch zu Fortschritten in der Robotik und anderen Schnittstellen zwischen Computer und Mensch.
Näher am Horizont ist die auf der Brille basierende Unterhaltungselektronik, die zusätzliche Möglichkeiten für die Interaktion mit Spielen oder ferngesteuerten Robotern bietet, während Ihre Daumen mit dem Controller beschäftigt sind.
Peter Lund, Professor für Ingenieurphysik an der Aalto-Universität in Finnland, der sich mit nachhaltiger Energie befasst, sieht die Arbeit als vielversprechend an.
„Es ist wirklich faszinierend zu sehen, wie diese Miniaturisierung, was er tut, den Menschen Energie näher bringt“, sagt Lund.
