Les accessoires intelligents sont de plus en plus courants. Les bagues et les montres suivent les signes vitaux, tandis que les Ray-Ban sont désormais équipées de caméras et de microphones. La technologie portable a même abordé les broches. Pourtant, certains accessoires n’ont pas encore reçu la touche intelligente.
Des chercheurs de l’Université de Washington ont présenté la Thermal Earring, un appareil portable sans fil qui surveille en permanence la température du lobe de l’oreille de l’utilisateur. Dans une étude portant sur six utilisateurs, la boucle d’oreille a surpassé une montre intelligente en matière de détection de la température cutanée pendant les périodes de repos. Il s’est également révélé prometteur pour surveiller les signes de stress, d’alimentation, d’exercice et d’ovulation.
Le prototype de boucle d’oreille intelligente a à peu près la taille et le poids d’un petit trombone et a une autonomie de 28 jours. Un clip magnétique fixe un capteur de température à l’oreille de l’utilisateur, tandis qu’un autre capteur pend à environ un pouce en dessous pour estimer la température ambiante. La boucle d’oreille peut être personnalisée avec des créations tendance en résine (en forme de fleur, par exemple) ou avec une pierre précieuse, sans que sa précision soit affectée.
Les chercheurs ont publié leurs résultats le 12 janvier dans Actes de l’ACM sur les technologies interactives, mobiles, portables et omniprésentes. L’appareil n’est actuellement pas disponible dans le commerce.
Je porte une montre intelligente pour suivre ma santé personnelle, mais j’ai constaté que beaucoup de gens pensent que les montres intelligentes sont démodées ou encombrantes et inconfortables. J’aime aussi porter des boucles d’oreilles, alors nous avons commencé à réfléchir aux choses uniques que nous pouvons obtenir du lobe de l’oreille. Nous avons constaté que la détection de la température cutanée sur le lobe, plutôt que sur la main ou le poignet, était beaucoup plus précise. Cela nous a également donné la possibilité de faire pendre une partie du capteur pour séparer la température ambiante de la température cutanée. »
Qiuyue (Shirley) Xue, co-auteur principal, doctorant UW à la Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering
Créer un appareil portable suffisamment petit pour servir de boucle d’oreille, mais suffisamment robuste pour que les utilisateurs n’aient à le recharger que tous les quelques jours, représentait un défi d’ingénierie.
« C’est un équilibre délicat », a déclaré le co-auteur principal Yujia (Nancy) Liu, qui était étudiante à la maîtrise de l’UW dans le département de génie électrique et informatique au moment de faire la recherche et qui est maintenant à l’Université de Californie à San Diego. « En général, si vous souhaitez que l’énergie dure plus longtemps, vous devriez avoir une batterie plus grosse. Mais vous sacrifiez alors la taille. Le rendre sans fil nécessite également plus d’énergie. »
L’équipe a rendu la consommation d’énergie de la boucle d’oreille aussi efficace que possible, tout en laissant de la place pour une puce Bluetooth, une batterie, deux capteurs de température et une antenne. Au lieu de la coupler avec un appareil qui consomme plus d’énergie, la boucle d’oreille utilise le mode publicitaire Bluetooth – ; les transmissions qu’un appareil diffuse pour le montrer peuvent être couplées. Après avoir lu et envoyé la température, il se met en veille profonde pour économiser de l’énergie.
Parce que la température continue du lobe de l’oreille n’a pas été largement étudiée, l’équipe a également exploré des applications potentielles pour guider les recherches futures. Chez cinq patients souffrant de fièvre, la température moyenne du lobe de l’oreille a augmenté de 10,62 degrés Fahrenheit (5,92 degrés Celsius) par rapport aux températures de 20 patients en bonne santé, suggérant le potentiel de la boucle d’oreille pour une surveillance continue de la fièvre.
« En médecine, nous surveillons souvent les fièvres pour évaluer la réponse au traitement – ; pour voir, par exemple, si un antibiotique agit sur une infection », a déclaré le co-auteur, le Dr Mastafa Springston, instructeur clinique au Département de médecine d’urgence de l’État. École de médecine de l’UW. « Une surveillance à plus long terme est un moyen d’augmenter la sensibilité de la capture des fièvres, car elles peuvent augmenter et diminuer tout au long de la journée. »
Alors que la température corporelle centrale reste généralement relativement constante en dehors de la fièvre, la température du lobe de l’oreille varie davantage, présentant plusieurs nouvelles utilisations de la boucle d’oreille thermique. Lors de petits tests de validation de principe, la boucle d’oreille a détecté des variations de température corrélées à l’alimentation, à l’exercice et au stress. Lorsqu’elle a été testée sur six utilisatrices au repos, la lecture de la boucle d’oreille variait de 0,58 F (0,32 C) en moyenne, la plaçant dans la plage de 0,28 C à 0,56 C nécessaire au suivi de l’ovulation et des règles ; une montre intelligente variait de 0,72 C.
« Les appareils portables actuels comme l’Apple Watch et Fitbit sont équipés de capteurs de température, mais ils ne fournissent qu’une température moyenne pour la journée, et leurs relevés de température des poignets et des mains sont trop bruyants pour suivre l’ovulation », a déclaré Xue. « Nous voulions donc explorer des applications uniques pour les boucles d’oreilles, en particulier celles qui pourraient être attrayantes pour les femmes et tous ceux qui s’intéressent à la mode. »
Bien que les chercheurs aient trouvé plusieurs applications potentielles prometteuses pour la boucle d’oreille thermique, leurs conclusions étaient préliminaires, car l’accent était mis sur l’éventail d’utilisations potentielles. Ils ont besoin de plus de données pour former leurs modèles pour chaque cas d’utilisation et de tests plus approfondis avant que l’appareil puisse être utilisé par le public. Pour les futures itérations de l’appareil, Xue travaille à intégrer la surveillance de la fréquence cardiaque et de l’activité. Elle souhaite également alimenter l’appareil à partir de l’énergie solaire ou cinétique provenant du balancement de la boucle d’oreille.
« À terme, je souhaite développer un ensemble de bijoux pour la surveillance de la santé », a déclaré Xue. « Les boucles d’oreilles détecteraient des mesures d’activité et de santé telles que la température et la fréquence cardiaque, tandis qu’un collier pourrait servir de moniteur d’électrocardiogramme pour des données plus efficaces sur la santé cardiaque. »
Joseph Breda, doctorant à l’école Allen, était co-auteur de l’article. Vikram Iyer, professeur à l’école Allen, et Shwetak Patel, professeur à l’école Allen et au département de génie électrique et informatique, étaient co-auteurs principaux. Cette recherche a été financée par la Washington Research Foundation.
