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疫情發生以來，口罩早已成為日常生活的一部分，也是最有效的保護措施之一。
然而，這種保護是被動的，無法在佩戴不當或者口罩失效的情況下提醒佩戴者；與此同時，口罩緊貼面部，這是為個人健康提供實時監測的絕佳位置。
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圖片來自：NorthwesternU
正因為口罩存在限制也帶來機遇，西北大學開發了為口罩添加智能屬性的傳感器「FaceBit」。
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圖片來自：NorthwesternU
這款小巧的傳感器，可用一塊微小磁鐵固定到任何口罩，包括 N95、布口罩或外科口罩。
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口罩類型. 圖片來自：NorthwesternU
FaceBit 使用節能運行系統，實時收集佩戴者的各種生理信號：
通過血液泵送產生的細微頭部運動監測心率，通過溫度變化監測呼吸頻率，通過壓力信號監測口罩貼合度和佩戴時間。
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圖片來自：NorthwesternU
其中比較神奇的是測量心率。研究團隊表示，心臟跳動時，血液沿著大動脈流向面部，頭部會移動一個「難以察覺的微小量」，FaceBit 可以感知這種微妙的運動，並將其與其他運動區分開來。
所有健康資訊都會無線傳輸到相匹配的 app「FaceBit Companion」，它用 Swift 編程語言為 iOS 和 macOS 開發，一目了然顯示實時資訊。
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FaceBit Companion. 圖片來自：facebit.health
當問題（例如心率升高）出現，app 將立即提醒用戶——你應該休息、散步或深呼吸了！沒有緊急情況發生時，生理數據可用來預測疲勞狀況和情緒狀態。
用戶也能在 app 設置其他通知事項，例如補水提醒和更換口罩提醒。
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圖片來自：NorthwesternU
將數據「聚沙成塔」，醫院系統就可以有理有據地優化員工的輪班和休息表。
在基本功能之外，開發人員將根據醫護人員的反饋，在未來增添更多自定義的小部件。
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圖片來自：facebit.health
畢竟，只有重視反饋，才能自始至終地明了：FaceBit 為誰服務，以及提供哪些服務。
其中一項數據「面罩貼合度」，就是基於事先調研添加的。
在設計 FaceBit 之前，西北大學教授 Josiah Hester 採訪了醫護人員，了解他們對智能口罩的需求。所有受訪者都表示，「口罩貼合質量」最重要。
在日常工作中，為了確保 N95 口罩正確密封在臉上，醫護人員需要定期進行 20 分鐘的「適合性測試」：
醫護人員戴上 N95 呼吸器，然後在整個頭部戴上透明頭罩，另一名工作人員將甜味或苦味的氣溶膠噴霧泵入，氣溶膠的濃度在頭罩內逐漸增加。如果佩戴者在一定數量的氣溶膠之前嘗到苦味或甜味，則說明口罩未正確密封。
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「適合性測試」. 圖片來自：NorthwesternU
雖然 FaceBit 不能取代這個繁瑣且必要的過程，但它足以在測試之外的時間擔當輔助。例如，口罩因為意外被撞而不再密封，FaceBit 會及時提醒佩戴者。Josiah Hester 解釋道：
如果你戴口罩 12 小時或更長時間，有時你的臉會變得麻木，你甚至感覺不到它，也就意識不到口罩是松的。而 FaceBit 能夠測量口罩電阻，如果阻力突然下降，表明口罩已經不密封。
FaceBit 內置了一塊單獨續航 11 天左右的微型電池，但這不是唯一的能量源，呼吸產生的動能和熱能甚至太陽能皆可為之所用。醫護人員不必在輪班期間為它充電，傳感器的使用壽命也被延長了。
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電池. 圖片來自：NorthwesternU
作為可持續、無電池技術方面的專家，Josiah Hester 希望 FaceBit 在未來完全無電池，只需收集熱能和動能為設備供電。
盡管義工已經在真實場景中測試了設備，FaceBit 仍然少不了臨床試驗。為此，研究團隊在 GitHub 將該項目開源發布，包括硬件和 app，以便其他人驗證設備和增添新功能。
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圖片來自：NorthwesternU
FaceBit 可能不會被個人廣泛使用，但它為長時間輪班的疫情一線工作人員，提供了可持續、方便且舒適的健康監測。FaceBit 背後的「面部感應和推理」研究，在未來也有著更多可能。
不過，西北大學沒有談到傳感器是否需要消毒以及如何消毒的問題。
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