交互式护齿器可用于操作计算机，智能手机和轮椅

分布式光纤传感器集成在柔性护齿器中，通过咬合控制手机和轮椅

这项突破性的发明经济实惠、重量轻、结构紧凑且易于使用，在检测咬合力方面非常灵敏，使用户能够精确控制计算机、智能手机和轮椅等设备。

由刘晓刚教授（中）领导的新加坡国立大学研究团队创造了一种革命性的护齿器，它使用咬合力来高精度操作电脑、智能手机甚至轮椅等电子设备。

手部功能有限的人很快就可以通过佩戴智能护齿器来控制计算机，智能手机和轮椅等设备，该护齿器可以准确，快速地将复杂的咬合模式转换为控制电子设备的指令。这种首创的咬控光电系统是由 新加坡国立大学（NUS）理学院化学系刘晓刚教授领导的研究小组与清华大学的合作者共同发明的。

近年来，人们开发了各种辅助技术，如语音识别、眼动追踪和脑机接口，以帮助人们-尤其是那些行动不便或神经系统疾病的人-控制电子设备。然而，这些技术具有与环境干扰、控制精度、成本和维护相关的局限性。

为了给现有的辅助技术提供一个有前途的替代方案，刘教授和他的团队成功设计并展示了一个智能护齿器，其中包含集成的压力传感器来检测咬合模式。这些模式被转换为准确率为98%的数据输入，可用于控制计算机，智能手机和轮椅。

除了支持人机交互外，交互式护齿器还可用于医疗援助，智能电子皮肤等医疗保健设备和牙科诊断。

当前辅助技术的局限性

辅助技术有助于提高残疾人的独立性和自主性。不幸的是，这种技术也有明显的缺点。例如，语音识别需要较大的操作内存，需要在低噪声环境中运行，而眼动追踪需要将摄像头安装在用户面前，容易疲劳。虽然近年来脑机接口有了很大的改进，但这项技术是侵入性的，需要笨重的有线仪器。

咬合力，通常用作评估咀嚼（咀嚼）功能的参数，是一个有希望的领域，但尚未得到很好的理解或资本化。由于牙科咬合提供高精度控制，并且需要最少的技能，刘教授和他的团队通过利用独特的咬合接触模式，提出了辅助技术的新概念。

这种由新加坡国立大学研究人员开发的新型咬合控制光电系统能够以98%的准确率将复杂的咬合模式转换为数据输入。

将咬合模式转换为有用的数据，以便进行设备控制

研究小组首先设计了一个传感器，由一系列含有不同颜色荧光粉的接触垫组成 – 这些物质响应于压力而发光。接触垫阵列放置在柔性护齿内。

咬合会导致接触垫机械变形并发出不同颜色和强度的光，这可以使用机器学习算法进行测量和处理。然后，收集的数据用于高精度远程控制和各种电子设备的操作，例如计算机，智能手机和轮椅。

这款新型护齿器重约 7 克，与现有辅助技术相比，需要较少的培训经验。

“我们的咬合控制光电系统能够以98%的准确率将复杂的咬合模式转换为数据输入。我们亦证明，我们的新型传感器可分辨机械变形，包括应变、压缩及弯曲，使其适用于多功能机械传感应用，例如小型化力传感、柔性电子、人工皮肤及牙科诊断。

目前，每个智能护齿器在实验室生产成本为100新元，该团队预计在批量生产中成本将大幅降低。虽然目前的原型是为对齐良好的牙齿设计的，但可以为具有不同牙齿模式的用户或佩戴假牙的个人开发具有不规则排列的荧光粉注入垫的护齿器。

与现有的辅助技术相比，这款革命性的护齿价格实惠、重量轻、结构紧凑，并且需要更少的训练时间。

后续工作

研究小组已经为这项创新技术申请了专利，他们正在探索在临床环境中验证其设备的机会，例如护理中心或疗养院。与此同时，研究人员也在研究增强其技术的方法，例如更快的数据处理和培训。