تصميم وتقييم النظارات الذكية لتناول الطعام وتصنيف النشاط البدني

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصميم وتصنيع جهاز يمكن ارتداؤه من نوع النظارات يكتشف أنماط أنشطة العضلات الصدغية أثناء تناول الطعام والأنشطة البدنية الأخرى. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال مراقبة السلوكيات القابلة للابتلاع مثل اكتشاف تناول الطعام أثناء الوجبة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن اكتشاف أنماط نشاط العضلات الصدغية أثناء تناول الطعام تلقائيا وموضوعيا باستخدام زوج من النظارات.

سيتم عرض إجراءات التصنيع من قبل Wonjoon Oh ، المهندس الميكانيكي في شركتنا. سيتم إجراء جمع البيانات بواسطة Hak Yung Gu ، وهو أيضا في شركتنا. مفتاح التجربة هو وحدات الدائرة التي يجب تصنيعها.

هناك اثنان. واحد للمعابد اليمنى واليسرى في زوج من النظارات. تحتوي الوحدة اليسرى على خلية تحميل وموصل ومكبر للصوت ومنظم جهد وموصل بطارية.

تحتوي الوحدة الصحيحة على وحدة تحكم دقيقة مع WiFi ، وموصل UART ، ومعدد إرسال ، ومكبر للصوت ، وموصل ، وخلية تحميل. بالإضافة إلى الدوائر ، يجب تصنيع إطارات النظارات. يجب أن تكون الإطارات قادرة على دعم وحدات لوحة الدوائر المطبوعة.

لإنشاء الإطارات ، استخدم أداة نمذجة ثلاثية الأبعاد لرسم نموذج لغطاء رأس النظارات وقطعتين من الصدغ. قم بتصدير الرسم إلى ملفات الطباعة الحجرية الاستريو الخاصة ب CAD للطباعة ثلاثية الأبعاد. عند طباعة أجزاء الإطار ، استخدم خيوط كربونية بدرجة حرارة فوهة 250 درجة مئوية ودرجة حرارة سرير 80 درجة مئوية.

بعد الطباعة ، اعمل على ثني المعابد إلى الداخل. استخدم منفاخ الهواء الساخن على حرارة 180 درجة مئوية لتسخين قطعة. بمجرد تسخينه ، ثني المعبد للداخل حوالي 15 درجة.

ثني كل قطعة من المعبد إلى الداخل قبل المتابعة. اجمع كل القطع لتجميع النظارات. وتشمل هذه لوحات الدوائر المطبوعة اليمنى واليسرى ، والمعابد اليمنى واليسرى ، وغطاء الرأس.

ابدأ بمكونات المعبد الصحيحة. أدخل لوحة الدوائر الصحيحة في المعبد الأيمن. قم بتثبيته في مكانه بمسمار.

قم بتأمين لوحة الدوائر اليسرى والمعبد الأيسر بنفس الطريقة. بعد ذلك ، قم بتوصيل غطاء الرأس وأحد المعابد عند مفصل المفصلة المناسب وتثبيته بمسمار. استمر بربط المعبد الآخر بغطاء الرأس.

عند الانتهاء ، قم بتوصيل الدوائر اليمنى واليسرى باستخدام أسلاك توصيل 3 سنون. لهذا التصميم ، قم بتوصيل بطارية بالدائرة اليسرى. قم بتثبيته بشريط لاصق.

أكمل النظارات عن طريق وضع شريط مطاطي على الطرف وعلى وسادات الأنف لزيادة الاحتكاك لمن يرتديها. في هذه المرحلة ، استعد للحصول على البيانات. على جهاز الكمبيوتر ، قم بتشغيل مشروع GlasSense_Server وقم بتوصيل وحدة دائرة الإطار عبر USB.

قم بتمرير برنامج GlasSense_Server في وحدة التحكم الدقيقة. يستخدم هذا المشروع هاتفا ذكيا لتلقي البيانات. قم بتشغيل برنامج GlasSense_Client على الكمبيوتر وقم بتوصيل الهاتف الذكي عبر موصل USB.

قم ببناء تطبيق استقبال البيانات على الهاتف الذكي. بالنسبة للدراسة ، حدد موضوعا وحدد نظارات ذات حجم مناسب. اجعل الموضوع يجرب النظارات.

إذا لزم الأمر ، استخدم مسامير الدعم الموجودة على الإطار لضبط الملاءمة. الخطوة التالية هي جعل الموضوع يجمع البيانات لأنشطة مختلفة. بالنسبة لنشاط الراحة المستقرة ، اجعل الشخص يجلس على كرسي ليقرأ مع ارتداء النظارات.

سجل النشاط باستخدام تطبيق الهاتف الذكي لمدة 120 ثانية. اسمح بحركة الرأس ولكن تجنب حركة الجسم كله. بعد 120 ثانية ، أوقف التسجيل وانزع النظارات لمدة 60 ثانية.

كرر تسجيل البيانات وأخذ قسط من الراحة أربع مرات. اتبع إجراء مشابها لنشاط المشي من خلال جعل الشخص يقف على جهاز المشي ويرتدي النظارات. ابدأ جهاز المشي بسرعة 4.5 كم في الساعة وسجل الموضوع لمدة 120 ثانية.

عند الانتهاء ، خذ استراحة لمدة 60 ثانية مع خلع النظارات. هناك أيضا مضغ ومضغ مستقر أثناء أنشطة المشي. لهؤلاء ، قم بإعداد الخبز المحمص في مربعات مقاس 20 × 20 مم وجاهز للمضغ الجيلي.

رتب للموضوع للجلوس أو التواجد على جهاز المشي ، حسب الاقتضاء ، مع الطعام في مكان قريب. أثناء ارتداء النظارات ، ابدأ النشاط وتسجيل البيانات. اجعل الشخص يأكل الخبز أثناء المضغ بشكل طبيعي.

بعد 120 ثانية ، خذ استراحة لمدة 60 ثانية مع خلع النظارات. بعد ذلك ، قم بإجراء نشاط حديث مستقر. لهذا ، اجمع البيانات أثناء جلوس الموضوع وقراءة كتاب بصوت عال بنبرة وسرعة عادية.

في نشاط الغمزة المستقرة ، رتب للموضوع للغمز استجابة لجرس يتم ضبطه لينطلق كل ثلاث ثوان. هذه البيانات مأخوذة من موضوع واحد يؤدي كل نشاط. المحور الأفقي هو الوقت بالثواني.

كل محور رأسي هو القوة المقاسة بعد طرح متوسط القياسات العشرة. المنحنيات الزرقاء للجانب الأيسر والمنحنيات الحمراء للجانب الأيمن من الوجه. كما هو متوقع ، فإن السعة القصوى لأنشطة المضغ كبيرة عند مقارنتها بالراحة المستقرة والتحدث المستقر وأنشطة المشي.

يتم تحويل البيانات من هذا النوع إلى مدخلات لتقنية تصنيف التعلم الآلي. بعد كل تطور ، يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة للمراقبة التلقائية والموضوعية للسلوكيات القابلة للابتلاع بدقة أعلى كوسيلة عملية لعلاج مشاكل الابتلاع.