新的入耳技术可以让咀嚼取代助听器的电池
助听器对听力损失的人来说是必不可少的。但是助听器有一个致命的弱点:它们的电力供应昂贵而且不环保。
好消息是,研究人员发现了一种可再生的,替代能源这或许可以为助听器提供动力。能量在耳内产生,并通过嵌入传感器的耳塞收集。
我的博士项目包括模拟由下颚运动引起的耳道变形。我的研究结果将有助于更好地评估这些变形可能产生的能量。
助听器的问题
为了了解助听器的问题,让我们来看看克拉拉的日常生活。克拉拉是一名24岁的建筑系学生,她从8岁起就开始佩戴助听器。当为她的假肢供电的电池耗尽时,克拉拉失去了听力,与世界失去了联系。
她大脑的一部分时刻保持警惕,以确保手头有备用电池。除了这些麻烦之外,电池也是一个经济负担。考虑到她的电池消耗和每块电池的价格,克拉拉估计在15年内,电池的成本比购买一个新的助听器还要高。
环境成本也是如此。目前电池中使用的稀有金属是不可回收的,许多电池最终都被扔进了垃圾填埋场。
可充电电池现在广泛用于无线耳机,助听器没有采用这项技术令人惊讶。将无线耳机与助听器进行比较可能听起来很奇怪,但就复杂性而言,耳机相对于助听器的唯一优势是音频放大器,这可以增加耳朵中的声音音量。
最大的区别是价格。一个助听器的价格是1000 - 2000美元,而一副耳机的价格是100-300美元。这种涉及制造商、医疗保险公司、听力护理专业人员和消费者的商业模式使价格居高不下.
简而言之,可以说克拉拉的财务和环境资产负债表并不乐观。但是革命正在到来!她可能很快就能通过下巴的运动来为助听器提供动力。
我们的耳道产生能量
这里有一个小实验:把你的小手指插入耳朵,然后张开和闭合你的嘴。你感觉到指尖上的压力变化了吗?下颚运动压迫耳道周围的组织,改变耳道的形状。研究人员建议将耳内的这种变形转化为电能.
一些研究评估了这种变形所产生的能量,并得到了令人鼓舞的结果。的最近的研究报告显示高达22%的人助听器日常运转所需的能量可以在10分钟的午休时间内生成。
换句话说,进食50分钟的动作就足以产生使用一天助听器所需的全部能量。在这个实验中,研究人员在参与者的耳朵里放置了一个装满水的耳塞。然后他们测量了下颚运动所产生的耳塞压力。最后,他们将这些压力变化转化为耳道的变形。
人体仍然有很多令人惊讶的地方。首先,它是一种随时可用的可持续能源。就像太阳能光伏板使用太阳能在美国,现在有技术可以从人体中获取能量。这是自动手表使用的情况动能由手腕运动产生的。
当涉及到助听器时,其他研究已经尝试过在耳朵附近转换热能或者在耳朵里放置一个迷你太阳能电池板。但人们最感兴趣的是将耳道变形的能量转化为能量。
寻找理想的转炉
有一个问题仍然没有答案:如何将收获的能量转换和储存?耳道内的变形是机械能,这种能量只有在转化成能量后才能储存在电池中电能.
为了解决这个问题,研究人员将沿耳塞周边的压电材料带.这些材料变形时会产生电信号。
不幸的是,到目前为止测试的原型还不能转换足够的能量。一些设备已经接近目标数量,但它们还不够小,不足以集成到助听器中。可调整形状的柔性印刷电路板的开发将使自供电医疗植入物成为可能。随着这些进步,更高效的转换器将开始出现。
助听器市场很快会发生革命吗?
如果克拉拉助听器上的耳塞能把她耳道的变形转化为电流能源这样,克拉拉就可以在日常生活中不用担心充电的问题了。她知道万一停电,她所要做的就是嚼口香糖或哼她最喜欢的歌。
这项技术还可以帮助降低成本助听器,这将特别有利于20万有听力损失的加拿大人因为价格昂贵而不使用助听器.
更重要的是,这项技术可以扩展到所有戴在耳朵附近或耳朵里面的技术,比如无线耳机或耳机,数字听力护具、入耳传感器或增强现实眼镜。梦想不需要任何代价!