研究人员开发了一种轻量级、可重复使用的传感器，可以夹在口罩上，监测口罩的工作情况。这款名为FaceBit的设备可以感知泄漏并记录佩戴时间，同时持续测量佩戴者的心脏和呼吸频率。它的开发人员希望它能帮助研究，并帮助医护人员和其他整天戴口罩的人对抗COVID等疾病的传播。
每当口罩佩戴者咳嗽、抓挠或做出某些面部表情时，他们的口罩就会移动，而忙碌的工人可能没有时间在每次发生这些动作时重新检查口罩是否合适。FaceBit的联合开发者、西北大学麦考密克工程学院的计算机工程师约西亚·赫斯特说，这会导致焦虑。在COVID大流行期间，他在临床工作的同事一直在向他传达他们的担忧，他们说:“帮助我理解一些事情，给我一些可以观察我的东西，因为我在履行临床职责时没有时间照顾自己，照顾涌入的COVID患者。”这就是它开始的地方，”海丝特解释道。他决定开发一种设备，不仅可以在口罩泄漏时提醒佩戴者，还可以记录他们全天的生命体征，为用户提供评估(也许还可以减少)自己的压力水平的工具。
海丝特的团队并没有开发一个完整的“智能口罩”，因为重复使用可能不切实际，他们创造了一个比25美分硬币稍大一点的电子设备，它用一个磁性夹子固定在面罩上，并包含几个传感器。压力传感器检测泄漏，表明口罩是否贴合。压力的变化还可以让FaceBit确定口罩何时戴在脸上，这样它就可以记录佩戴时间，并在闲置时进入“睡眠”模式。FaceBit还通过灵敏的加速度计监测心率，记录每次脉搏跳动引起的微小面部皮肤运动。它还通过温度传感器测量呼吸频率。蓝牙连接将这些数据传输到配套的手机应用程序。该设备由电池供电，当佩戴者移动和呼吸时，电池从面具的动作中获取能量，并为其补充充电。这使得它一次至少可以工作11天。
开发人员在上个月下旬发表在《美国计算机学会会议论刊》上的一篇关于互动、移动、可穿戴和无处不在技术的论文中描述了FaceBit。他们声称，该设备可以将各种类型的口罩(包括N95口罩，以及外科口罩和布口罩)转变为智能口罩。不过，该团队承认，合身检测功能只适用于紧贴面部的遮盖物，比如n95。虽然医用口罩和布料覆盖物可以与FaceBit的佩戴时间监测功能以及呼吸和心率跟踪一起使用，但这些覆盖物会让太多外部空气进入设备的边缘，从而影响设备的合身检测功能。
明尼苏达大学传染病研究与政策中心的研究顾问丽莎·布罗索(Lisa Brosseau)没有参与FaceBit项目，她说，但是一个合适的监测器对于在当前大流行期间整天戴着呼吸器的医护人员来说非常有用。她说:“我们都希望每个呼吸器都有这种功能——不仅仅是在医疗保健领域——它会持续地告诉你你是否达到了良好的匹配，或者如果你没有达到，它会警告你。”但布罗索不相信FaceBit能够持续测量契合度。她补充说:“从这个角度来看，它可能有一些前景，但他们还没有以我可以接受的方式进行测试或验证。”
布罗索说，如果FaceBit团队直接将其压力传感器泄漏检测方法与测量呼吸器合身度的金标准测试进行比较，她会更兴奋。她说:“我们有一些非常完善的、经过充分测试的方法——定量和定性——来评估人们在分配呼吸器时的健康状况。”定量测试可以测量口罩内部颗粒的浓度，并将其与周围空气中的浓度进行比较。定性测试将向外界空气中喷洒一种特殊气味的气溶胶，如香蕉油或强烈苦味或甜味的物质，看看佩戴者是否能通过口罩闻到或品尝到它。
当然，这种检测需要资源和时间，而医疗保健领域之外的许多人并不具备这些资源和时间。密歇根大学公共卫生学院的环境健康科学家亚当·芬克尔(Adam Finkel)没有参与FaceBit项目，他表示，一个监测仪，即使是每天只检查一次，也可以作为黄金标准测试的补充。他举了一个例子:“你昨天状态很好，但今天有些不一样。”“你摆弄(你的呼吸器)几分钟，然后再试一次。”但像布罗索一样，芬克尔认为FaceBit团队需要将其压力传感方法与现有测试进行比较。
赫斯特计划继续测试和改进该项目。“这将是在线的、开源的硬件，”他说。他的团队将组装一些FaceBits“并分发给人们，让人们使用、实验和玩它们。”其他研究人员也可以调整设计，也许是改进能量收集组件，延长电池寿命，研究医护人员一天中的疲劳程度，或者使用呼吸监测器来了解口罩佩戴者的健康状况。他们甚至可以添加新的传感器，为这种设备开辟更多的用途。
布罗索提出了后者的一个例子:人们进入一个含有污染物的空间，可以用一个假设的FaceBit来增强他们的呼吸器，这个FaceBit包含一个传感器，用于检测环境危害的浓度。这可以揭示在污染物存在时，穿戴者的呼吸和心率是否发生变化，从而提供一个早期预警系统，并指导研究人员了解这种物质是如何影响人类健康的。Brosseau说:“我并没有完全平移它。“我认为这些传感器有很多很多的应用。”
