华盛顿大学智能耳环能够监测体温

智能配件正变得越来越流行。 戒指和手表可追踪生命体征，而雷朋现在 配备摄像头和麦克风。 可穿戴技术已被触及 针脚。 然而，一些配件尚未实现智能触感。

本月，华盛顿大学的研究人员推出了Thermal Earring，这是一种无线可穿戴设备，可以持续监测用户耳垂的温度。 在对六名用户进行的一项研究中，该耳环在休息期间感知皮肤温度的能力优于智能手表。 它还在监测压力、饮食、运动和排卵迹象方面显示出有希望的结果。

这款智能耳环原型的大小和重量约为小回形针，电池寿命长达 28 天。 磁性夹子将温度传感器固定在佩戴者的耳朵上，而另一个传感器则悬挂在其下方一英寸处以估计室温。 耳环可以采用树脂（例如花朵形状）或宝石制成的时尚设计进行定制，而不会对其准确性产生负面影响。

研究人员 公布了结果 1 月 12 日，ACM 关于交互、移动、可穿戴和无处不在技术的会议记录。 该设备目前尚未商用。

“我戴着智能手表来跟踪我的个人健康状况，但我发现很多人认为智能手表不时尚或笨重且不舒服，”联合主要作者说。 薛秋月是威斯康星大学 Paul G. Allen 计算机科学与工程学院的博士生。 “我也喜欢戴耳环，所以我们开始思考可以从耳垂获得什么独特的东西。我们发现，感应耳垂上的皮肤温度比手或手腕上的皮肤温度更准确。这也为我们提供了选择悬挂部分传感器以分离 环境室温高于皮肤温度。

创建一款小到可以被视为耳环、但功能足够强大、用户只需每隔几天充电一次的可穿戴设备，是一项工程挑战。

“这是一个困难的平衡，”共同主要作者说。 刘雨佳进行这项研究时，他是威斯康星大学电气与计算机工程系的硕士生，现在在加州大学圣地亚哥分校工作。 “通常情况下，如果你想让电力持续更长时间，你就必须拥有更大的电池。但这样你就牺牲了尺寸。而使其无线化则需要更多的电力。”

该团队使耳环的功耗尽可能高效，同时为蓝牙芯片、电池、两个温度传感器和天线腾出空间。 该耳环没有与耗电量更大的设备配对，而是使用蓝牙广告模式——设备广播传输以表明它可以配对。 读取并发送温度后，它会进入深度睡眠以节省能量。

由于连续耳垂温度尚未得到广泛研究，该团队还探索了指导未来研究的潜在应用。 与 20 名健康患者的体温相比，5 名发烧患者的平均耳垂温度上升了 10.62 华氏度（5.92 摄氏度），这表明耳垂具有持续监测发烧的潜力。

“在医学上，我们经常监测发烧情况，以评估对治疗的反应，例如，看看抗生素是否能有效治疗感染，”合著者说。 穆斯塔法·斯普林斯顿博士威斯康星大学医学院急诊医学系临床讲师。 “长期监测是提高检测到发烧的敏感性的一种方法，因为发烧会在一天中起伏不定。”

虽然在发烧之外，核心体温通常保持相对恒定，但耳垂温度变化更大，这为热耳环提供了许多新用途。 在小型概念验证测试中，耳环检测到与饮食、运动和压力相关的温度变化。 对六名休息的用户进行测试时，耳环读数的平均变化为 0.58°F (0.32°C)，这使其处于排卵和月经周期跟踪所需的 0.28°C 至 0.56°C 范围内。 温度范围为0.72摄氏度的智能手表。

“目前的 Apple Watch 和 Fitbit 等可穿戴设备都带有温度传感器，但它们只能提供当天的平均温度，而手腕和手上的温度读数噪音太大，无法追踪排卵，”薛说。 “因此，我们想探索耳环的独特应用，尤其是能够吸引女性和任何对时尚感兴趣的人的应用。”

虽然研究人员发现热耳环有许多有前途的潜在应用，但他们的结果是初步的，因为重点是潜在用途的范围。 他们需要更多数据来针对每个用例训练模型，并在设备可供公众使用之前进行更广泛的测试。 对于该设备的未来迭代，薛正致力于整合心率和活动监测。 她还对利用太阳能或耳环振动产生的动能为设备供电感兴趣。

“最终，我想开发一个健康监测珠宝系列，”薛说。 “耳环将感应温度和心率等活动和健康指标，而吊坠可以充当心电图监视器，以获得有关心脏健康的更有效数据。”

约瑟夫·布雷达艾伦学院的博士生是这篇论文的合著者。 维克拉姆·艾耶，艾伦学院教授，​​以及 施韦塔克·帕特尔艾伦学院和电气与计算机工程系教授，是共同高级作者。 这项研究由华盛顿研究基金会资助。