Forscher der Northwestern-Universität haben eine Smart Glasses entwickelt, die aus alltäglichen Gesichtsbewegungen Strom erzeugen kann: GlassTENG. Reflexartige Bewegungen wie Blinzeln, Kieferanzspannen oder Essen liefern den Sensoren der Brille die Energie.

Die Brille erzeugt nicht nur Energie. Sie kann zugleich Blinzeln, Kieferanzspannen und Sprechen voneinander unterscheiden und erkennt auch Pulsvibrationen.

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Funktioniert über den triboelektrischen Effekt

Das System basiert auf dem physikalischen Prinzip des triboelektrischen Effekts. Wie beim Reiben eines Luftballons am Pullover, wenn die Haare zu Berge stehen, entstehen elektrische Ladungen, wenn zwei unterschiedliche Materialien Kontakt haben und sich trennen.

Die dünnen Sensoren in der Brille funktionieren nach demselben Prinzip. Bei jeder Gesichtsbewegung berühren sich die Spezialschichten in den Sensoren und trennen sich wieder, wodurch elektrische Signale entstehen.

Drei Sensoren am Nasensteg, an der Schläfe und um das Ohr erfassen auch die feinen Vibrationen des Pulses. So lässt sich die Herzfrequenz überwachen.

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Stromverbrauch nur 4,1 Mikrowatt

Der Gesamtstromverbrauch der Sensoren liegt bei 4,1 Mikrowatt. Die gesammelten Daten lassen sich per Bluetooth an andere Geräte übertragen.

Das Akku-Problem der Brille ist damit nicht gelöst. Dass die Sensoren aus Bewegungen Energie gewinnen, bedeutet nicht, dass das gesamte System ohne Batterie läuft. Ziel der Forscher ist jedoch ein System, bei dem alle Komponenten – von der Energieerzeugung bis zur Datenübertragung – ohne Batterie funktionieren.

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Sechs Bewegungen mit 93,8 % Genauigkeit erkannt

GlassTENG wurde an 20 Personen getestet. Das System erkannte Blinzeln, Augenbrauenheben, Zähne zusammenbeißen, Zähne aneinanderreiben, Essen und Sprechen mit 93,8 % Genauigkeit. Beim Zähneaneinanderreiben lag die Rate bei bis zu 99 %, beim Kieferanzspannen bei 96 %.

Künftig könnte die Technologie in Systemen eingesetzt werden, die Menschen warnen, die unbewusst die Zähne zusammenpressen, oder Essgewohnheiten überwachen. Auch eine Herzfrequenzüberwachung ist denkbar. GlassTENG befindet sich vorerst in der Forschungsphase und ist kein alltagstaugliches Produkt. Dennoch ist es ein wichtiger Schritt hin zu vollständig batterieloser Wearable-Technologie.