Peneliti Kembangkan Kacamata Pintar Tanpa Baterai yang Memanfaatkan Energi Kedipan Mata
Perkembangan teknologi perangkat wearable kembali menghadirkan inovasi menarik melalui kacamata pintar tanpa baterai yang mampu memanfaatkan energi dari kedipan mata dan gerakan wajah manusia. Tim peneliti Northwestern University mengembangkan perangkat bernama GlassTENG, yaitu kacamata dengan sensor khusus yang menghasilkan sinyal listrik dari aktivitas alami wajah. Teknologi ini memungkinkan pemantauan kedipan, gerakan rahang, hingga denyut pembuluh darah tanpa membutuhkan baterai untuk mengoperasikan sensor utamanya. Penelitian yang diumumkan pada Oktober 2026 tersebut membuka peluang pengembangan perangkat kesehatan pintar yang lebih ringan, hemat energi, dan nyaman digunakan sepanjang hari tanpa harus bergantung pada pengisian daya sensor secara berkala.
Teknologi Kacamata Pintar Tanpa Baterai yang Dikembangkan Para Peneliti
GlassTENG dikenal sebagai perangkat wearable berbentuk kacamata yang memanfaatkan energi mekanis dari gerakan wajah. Pengembangan perangkat ini dipimpin oleh Profesor Nivedita Arora, bersama kelompok peneliti yang melibatkan Nabil Alshurafa dan mahasiswa pascasarjana. Dibandingkan sensor kesehatan yang mengandalkan baterai, GlassTENG mengandalkan perubahan mekanis pada wajah untuk melakukan pendeteksian. Pendekatan tersebut membantu menghadirkan sistem pengindraan hemat daya. Dengan desain tersebut, perangkat yang biasa dikenakan dapat memiliki kemampuan pengindraan tambahan.
Para ilmuwan yang terlibat mengungkapkan pengembangan perangkat dalam penelitian terbaru berjudul GlassTENG: Self-Powered Triboelectric Nanogenerator Based Sensing of Pulse, Jaw, and Upper Facial Activity from Everyday Glasses. Penelitian ini menjadi bagian dari konferensi UbiComp/ISWC 2026 yang menampilkan perkembangan sistem komputasi dan perangkat yang dikenakan. Sasaran pengembangan perangkat ini adalah menghadirkan pemantauan aktivitas wajah tanpa sensor berukuran besar. Kelompok ilmuwan menyadari bahwa perangkat kacamata telah menjadi bagian dari rutinitas masyarakat. Oleh karena itu, penambahan kemampuan pemantauan pada kacamata dapat menjadi solusi praktis.
Mekanisme Perubahan Gerakan Wajah Menjadi Sinyal Listrik
Bagian terpenting dari sistem pengindraan GlassTENG adalah triboelectric nanogenerator atau TENG, yaitu komponen penghasil muatan listrik melalui kontak material. Mekanisme dasarnya berkaitan dengan fenomena listrik statis. Ketika dua lapisan material saling menyentuh dan terpisah, proses perpindahan muatan menimbulkan sinyal listrik. Pada GlassTENG, aktivitas wajah menyebabkan perubahan kontak antarmaterial. Respons mekanis tersebut membentuk keluaran listrik yang menggambarkan pergerakan. Melalui proses tersebut, kedipan mata tidak hanya dideteksi tetapi juga menyediakan energi pengindraannya.
Karakteristik menarik sistem GlassTENG terletak pada kemampuan menghasilkan sinyal tanpa pasokan daya sensor konvensional. Apabila seseorang menutup dan membuka mata, tekanan kecil pada sensor menghasilkan perubahan tegangan. Perubahan mekanis tambahan seperti menaikkan alis, menggerakkan rahang, serta mengunyah memunculkan karakteristik sinyal tersendiri. Meskipun komponen pengindraannya bersifat mandiri, operasi keseluruhan sistem tetap bergantung pada rancangan rangkaian elektronik. Perbedaan ini perlu diperhatikan ketika membahas konsep kacamata tanpa baterai.
Tiga Sensor Fleksibel Membaca Aktivitas Wajah dan Denyut Pembuluh Darah
Dalam upaya menangkap sinyal dari beberapa bagian wajah, tim penelitian memasang tiga sensor tipis pada bagian tertentu dari struktur kacamata. Komponen pengindra pertama dipasang pada bagian tengah bingkai dekat hidung untuk mendeteksi aktivitas kelopak mata serta sinyal denyut. Sensor kedua diposisikan dekat pelipis sehingga mampu membaca aktivitas otot rahang serta pembuluh darah. Sebagai pelengkap sistem, pendeteksi tambahan dipasang pada bagian belakang samping bingkai untuk mengenali aktivitas mengunyah dan mengatupkan rahang. Susunan sensor tersebut membantu membedakan sejumlah perilaku wajah.
Dalam eksperimen yang dilakukan, gerakan wajah memunculkan keluaran listrik yang bervariasi. Denyut pembuluh darah menghasilkan sinyal sekitar 50 hingga 100 milivolt. Sementara itu, kedipan mata serta gerakan alis menghasilkan sekitar 200 hingga 500 milivolt. Aktivitas mengunyah atau mengatupkan rahang mampu menghasilkan tegangan mencapai 1,5 volt. Variasi tegangan yang dihasilkan memberikan informasi untuk membedakan gerakan. Perlu diperhatikan bahwa, tegangan yang dihasilkan tidak sama dengan jumlah energi yang tersedia.
Penelitian Sensor Tanpa Baterai Menghasilkan Tingkat Akurasi Menjanjikan
Untuk mengevaluasi kemampuan GlassTENG, para ilmuwan melibatkan 20 peserta. Individu yang mengikuti penelitian melakukan enam kategori gerakan wajah, yaitu mengedipkan mata, menaikkan alis, mengepalkan rahang, mengetuk gigi, mengunyah makanan, serta berbicara. Pada setiap sesi pengamatan, sensor mencatat sinyal listrik dari gerakan peserta. Data tersebut dipelajari dengan bantuan sistem kecerdasan buatan. Fungsi pemrosesan ini adalah membedakan pola sinyal dari setiap aktivitas.
Berdasarkan data eksperimen, GlassTENG menunjukkan kemampuan pengenalan enam aktivitas dengan akurasi 93,8 persen. Dalam pengenalan perilaku khusus, sistem mengenali aktivitas mengetukkan gigi dengan ketepatan 99 persen. Pada kategori lainnya, sistem menunjukkan tingkat pengenalan sebesar 96 persen pada aktivitas mengatupkan rahang. Pencapaian penelitian tersebut memperlihatkan potensi penggunaan sinyal mekanis untuk klasifikasi perilaku. Walaupun hasilnya terlihat baik, kemampuan prototipe perlu diuji dalam kondisi penggunaan sehari-hari yang lebih luas. Dengan mempertimbangkan hal tersebut, pengembangan berikutnya perlu menilai ketahanan sensor terhadap berbagai kondisi nyata.
Peluang Penggunaan Sensor Kedipan Mata bagi Kesehatan Sehari-hari
Manfaat jangka panjang yang menarik dari GlassTENG adalah pengamatan aktivitas wajah dalam rutinitas sehari-hari. Dalam kemungkinan penggunaan mendatang, sensor dapat dikembangkan untuk mengenali kebiasaan mengatupkan rahang. Aktivitas tersebut termasuk perilaku yang relevan dalam pemantauan bruxism, yaitu aktivitas rahang berupa pengatupan atau penggeretakan gigi yang tidak disengaja. Dengan penyempurnaan sistem analisis, sistem mungkin mampu menyampaikan peringatan mengenai gerakan rahang tertentu. Meskipun peluang ini menarik, perangkat tersebut masih merupakan prototipe penelitian.
Selain pengamatan gerakan rahang, GlassTENG memiliki peluang penggunaan dalam pengamatan perilaku makan serta denyut pembuluh darah. Sistem pembacaan gerakan mata berpotensi digunakan sebagai indikator tambahan dalam pemantauan kondisi pengguna. Untuk kebutuhan pengindraan fisiologis, perangkat pengindra pada lokasi tertentu mampu membaca perubahan mekanis akibat denyut arteri. Informasi tersebut memberikan dasar bagi penelitian teknologi kesehatan wearable. Apabila penelitian lanjutan berhasil, kacamata sehari-hari dapat memiliki fungsi pengindraan tambahan. Meskipun demikian, manfaat kesehatan perlu dibuktikan melalui penelitian yang lebih luas.
Masa Depan Kacamata Pintar Tanpa Baterai dengan Sensor Gerakan Wajah
Inovasi sensor berbasis gerakan wajah memberikan kontribusi penting dalam pengembangan perangkat kesehatan yang dikenakan. Berkat penerapan triboelectric nanogenerator, pergerakan kelopak mata dan rahang dapat dimanfaatkan sebagai masukan sensor tanpa memerlukan baterai pada komponen pengindra utama. Hasil pengujian terhadap 20 peserta menghasilkan ketepatan klasifikasi keseluruhan sebesar 93,8 persen. Temuan ini menawarkan peluang menciptakan kacamata dengan fungsi pemantauan tambahan. Walaupun masih membutuhkan penyempurnaan, GlassTENG memperlihatkan potensi teknologi pengindraan mandiri. Bagaimana pandangan Anda, apakah kacamata pintar tanpa baterai akan menjadi kebutuhan masa depan? Sampaikan pandangan melalui kolom komentar agar pembahasan tentang inovasi sensor kesehatan menjadi lebih bermanfaat.
