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，口罩緊貼臉部，這是為個人健康提供即時監測的絕佳位置。
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慧屬性的感測器「FaceBit」。
這款小巧的感測器，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。
FaceBit使用節能運行系統，即時收集佩戴者的各種生理訊號，包括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，通過壓力訊號監測口罩貼合度和佩戴時間。
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臉部，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，一目瞭然顯示即時資訊。
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設定其他通知事項，例如補水提醒和更換口罩提醒。
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。
畢竟，只有重視反饋，才能自始至終地明瞭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，瞭解他們對智慧口罩的需求。所有受訪者都表示，口罩貼合品質是最重要的。
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。
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鬆的。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力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，感測器的使用壽命也被延長了。
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。
儘管志願者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將該項目開源發表，包括硬體和App，以便其他人驗證設備和增添新功能。
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「臉部感應和推理」研究，在未來也有著更多可能。
不過，西北大學沒有談到感測器是否需要消毒以及如何消毒的問題。
（以上圖片取自NorthwesternU）
本文為愛范兒授權刊登，原文標題為「N95 也能測心率？西北大學將口罩變成智能監測器」