- Kacamata GlassTENG tidak memerlukan baterai, menghasilkan daya melalui gerakan wajah.
- Tiga generator nano triboelektrik super tipis menggerakkan sensor untuk mengumpulkan data.
- Algoritma pembelajaran mesin menganalisis gerakan, mencapai akurasi 93.8%.
- Teknologi ini dapat memantau kesehatan kardiovaskular dan kebiasaan makan.
Kacamata sehari-hari di masa depan diharapkan dapat melacak aktivitas jantung, gigitan, dan kebiasaan makan melalui sensor, tanpa baterai, menurut laporan penelitian insinyur Northwestern University. Protitipe tersebut bernama GlassTENG, yang menggunakan sensor untuk mengumpulkan energi mekanik yang dihasilkan gerakan wajah dan mengubahnya menjadi daya listrik yang dibutuhkan untuk deteksi. Nivedita Arora dari McCormick School of Engineering Northwestern University, yang berpartisipasi dalam penelitian ini, menyatakan bahwa tujuannya adalah mengubah kacamata menjadi perangkat kesehatan yang dapat dipakai, tanpa mengubah kebiasaan penggunaan orang, karena sekitar separuh populasi sudah memakai kacamata.
Inti desain terdiri dari tiga generator nano triboelektrik super tipis. Alat-alat ini mengandalkan prinsip elektrostatis: ketika dua bahan berbeda bersentuhan lalu terpisah, elektron dapat berpindah di antara mereka, menciptakan muatan listrik sesaat. Setiap sensor fleksibel berisi struktur berlapis yang terus-menerus tertekan dan terlepas seiring gerakan wajah. Kedipan cepat, mengencangkan rahang, atau aliran darah di arteri semuanya dapat menggerakkan sensor-sensor ini. Arora menyatakan bahwa gerakan berkedip membantu memasok daya untuk sensor yang mendeteksi berkedip.
Desain dan Fungsi Sensor
Tim menempatkan satu sensor di posisi tulang hidung, dekat arteri angular dan otot di sekitar mata, untuk mendeteksi nadi, berkedip, dan gerakan alis. Sensor kedua terletak di dekat pelipis, menutupi arteri temporalis dangkal, mendeteksi nadi dan gerakan rahang. Sensor ketiga lebih dekat ke telinga, merasakan gerakan mengunyah dan mengencangkan rahang. Gerakan yang berbeda menghasilkan sidik jari listrik yang berbeda; detak arteri yang paling halus dapat menghasilkan tegangan sekitar 50 hingga 100 milivolt, sedangkan berkedip dan mengangkat alis menghasilkan sekitar 200 hingga 500 milivolt, dan gerakan rahang yang kuat seperti mengunyah dan mengencangkan rahang dapat mencapai 1.5 volt.
Dalam pengujian, 20 peserta memakai kacamata dan melakukan gerakan berkedip, mengangkat alis, menggigit, mengetuk gigi, makan, dan berbicara. Algoritma pembelajaran mesin menganalisis sinyal untuk mengidentifikasi setiap aktivitas, mencapai akurasi 93.8% pada enam aktivitas. Kacamata mengenali pengetukan gigi sebesar 99%, dan mengencangkan rahang sebesar 96%, serta dapat membedakan gerakan-gerakan tersebut dari aktivitas sehari-hari seperti berbicara dan makan.
Banyak perangkat wearable terus-menerus mengonsumsi daya, yang membutuhkan baterai lebih besar dan pengisian daya berkala. Sementara total konsumsi daya tiga sensor GlassTENG hanya 4.1 mikrowatt, yang lebih rendah beberapa orde magnitudo dibanding banyak teknologi sensor konvensional. Data dikirim melalui Bluetooth ke smartphone atau tablet.
Potensi Aplikasi Teknologi
Peneliti percaya teknologi ini dapat digunakan untuk memantau kesehatan kardiovaskular, masalah gigitan gigi (pengencangan rahang tidak sukarela dan gesekan gigi), kelelahan, dan perilaku makan sehari-hari. Penulis bersama, profesor asociat Ilmu Pencegahan, Ilmu Komputer, dan Teknik Elektro dan Komputer Nabil Alshurafa menyatakan bahwa kacamata dapat mendorong pemakainya untuk melepaskan rahang yang kencang, atau lebih memperhatikan kebiasaan makan. Arora menyatakan bahwa tujuan jangka panjang adalah mewujudkan komputasi perangkat tanpa baterai, memungkinkan kacamata memberikan umpan balik instan saat peristiwa fisiologis terdeteksi. Alshurafa menegaskan bahwa tujuannya adalah membuat perangkat wearable membantu orang "mengenali dan mengubah perilaku saat ini".
Penelitian ini diterbitkan dalam prosiding ACM International Symposium on Wearable Computers 2026. Mahasiswa master Raj Dave, Jovanis Prodanich, dan Yung-ching Lai adalah penulis pertama bersama, sedangkan Ansys, Inc. mendanai sebagian pekerjaan ini.
Prospek Teknologi Wearable Tanpa Baterai
Desain inovatif kacamata GlassTENG tidak hanya menghilangkan ketergantungan pada baterai konvensional, tetapi juga dapat memantau kondisi kesehatan pengguna secara efektif. Pengembangan teknologi ini memiliki arti penting bagi pasar perangkat wearable, karena dapat mengurangi kebutuhan pengisian daya dan meningkatkan pengalaman pengguna. Seiring meningkatnya perhatian masyarakat terhadap manajemen kesehatan, praktikalitas dan kemudahan perangkat semacam ini akan menarik lebih banyak pengguna. Selain itu, melalui analisis data fisiologis dengan pembelajaran mesin, kacamata-kacamata ini berpotensi menjadi alat penting untuk pemantauan kesehatan sehari-hari, membantu orang mengelola gaya hidup dan perilaku kesehatan dengan lebih baik.