FeverPhone – 巧妙利用智能手機熱敏電阻組件將其轉化為精確的溫度計
自從COVID-19出現以來,人們對檢查發燒的跡象更加敏感。現在,來自華盛頓大學的研究人員開發了一個應用程序,將普通的智能手機變成了一個準確、易於使用的溫度計。一般認為,發燒是指100.4°F(38°C)或以上的提問,可能是病毒或細菌感染的症狀。
低燒的分界線較低,為99.5 °F (37.5 °C),要檢查體溫,人們需要一個溫度計,老式的水銀溫度計幾乎已經絕跡,而更精確的電子溫度計購買起來並不便宜,但是FeverPhone應用程序將你的智能手機變成了溫度計,而不需要任何額外的硬件。
研究人員使用了嵌入在普通智能手機中的熱敏電阻,這些熱敏電阻通常用於監測設備內部組件的完整性,特別是電池。這些熱敏電阻與臨床級溫度計中使用的熱敏電阻相同,後者測量熱敏電阻與身體接觸時的溫度變化。
他們意識到這些傳感器可以跟踪人與手機之間的熱傳遞。研究人員利用手機的觸摸屏來感知與皮膚的接觸,利用熱敏電阻來測量空氣溫度和手機接觸身體時的熱量上升,開始進行實驗。
他們首先用一個裝滿加熱水的塑料袋來模擬溫暖的額頭,將手機屏幕壓在袋子上。他們使用三種手機模型來收集數據:Google Pixel 6、Google Pixel 3和華為P20。他們收集的數據被用來訓練一個機器學習模型,通過追踪手機升溫的速度和使用觸摸屏的數據來估計體溫,以說明有多少熱量來自於有人觸摸它。一旦他們收集到足夠的數據,研究人員就可以校準模型,以考慮到由於手機配件(如屏幕保護膜和外殼)造成的變化。
在初步測試完成後,研究人員開始使用人體測試他們的應用程序。他們招募了37名參與者,其中16人至少有一個低級別的發燒。在使用FeverPhone進行測試之前,參與者使用口腔溫度計測量體溫。
參與者將手機觸摸屏貼在額頭上約90秒,研究人員發現這是感知身體熱量轉移到手機上的最佳時間。研究人員選擇了前額而不是身體的其他位置–手、耳朵、腋窩–因為它不太容易受環境空氣溫度的影響而發生劇烈的溫度變化,而且是一個足夠大的區域來與手機屏幕接觸。
他們發現FeverPhone估計核心體溫的平均誤差約為0.41 °F (0.23 °C),遠在臨床上可接受的誤差範圍之內。研究人員將繼續對他們的應用程序進行微調,目的是使其可用於各種智能手機和智能手錶。
該研究的主要作者Joseph Breda說:”我們從智能手機開始,因為它們無處不在,而且容易獲得數據。我已經在研究我們是否能用智能手錶獲得類似的信號。很好的是,因為手錶小得多,它們的溫度變化會更快。所以你可以想像讓用戶把Fitbit放在他們的額頭上,在10秒鐘內測量他們是否發燒。”
FeverPhone應用程序目前還不能下載。
這項研究發表在《ACM互動、移動、可穿戴和泛在技術論文集》上。