交互式護齒器可用于操作計算機，智能手機和輪椅
分布式光纖傳感器集成在柔性護齒器中，通過咬合控制手機和輪椅
這項突破性的發明經濟實惠、重量輕、結構緊湊且易于使用，在檢測咬合力方面非常靈敏，使用戶能夠精確控制計算機、智能手機和輪椅等設備。
由劉曉剛教授（中）領導的新加坡國立大學研究團隊創造了一種革命性的護齒器，它使用咬合力來高精度操作電腦、智能手機甚至輪椅等電子設備。
手部功能有限的人很快就可以通過佩戴智能護齒器來控制計算機，智能手機和輪椅等設備，該護齒器可以准確，快速地將複雜的咬合模式轉換爲控制電子設備的指令。這種首創的咬控光電系統是由 新加坡國立大學（NUS）理學院化學系劉曉剛教授領導的研究小組與清華大學的合作者共同發明的。
近年來，人們開發了各種輔助技術，如語音識別、眼動追蹤和腦機接口，以幫助人們-尤其是那些行動不便或神經系統疾病的人-控制電子設備。然而，這些技術具有與環境幹擾、控制精度、成本和維護相關的局限性。
爲了給現有的輔助技術提供一個有前途的替代方案，劉教授和他的團隊成功設計並展示了一個智能護齒器，其中包含集成的壓力傳感器來檢測咬合模式。這些模式被轉換爲准確率爲98%的數據輸入，可用于控制計算機，智能手機和輪椅。
除了支持人機交互外，交互式護齒器還可用于醫療援助，智能電子皮膚等醫療保健設備和牙科診斷。
當前輔助技術的局限性
輔助技術有助于提高殘疾人的獨立性和自主性。不幸的是，這種技術也有明顯的缺點。例如，語音識別需要較大的操作內存，需要在低噪聲環境中運行，而眼動追蹤需要將攝像頭安裝在用戶面前，容易疲勞。雖然近年來腦機接口有了很大的改進，但這項技術是侵入性的，需要笨重的有線儀器。
咬合力，通常用作評估咀嚼（咀嚼）功能的參數，是一個有希望的領域，但尚未得到很好的理解或資本化。由于牙科咬合提供高精度控制，並且需要最少的技能，劉教授和他的團隊通過利用獨特的咬合接觸模式，提出了輔助技術的新概念。
這種由新加坡國立大學研究人員開發的新型咬合控制光電系統能夠以98%的准確率將複雜的咬合模式轉換爲數據輸入。
將咬合模式轉換爲有用的數據，以便進行設備控制
研究小組首先設計了一個傳感器，由一系列含有不同顔色熒光粉的接觸墊組成 – 這些物質響應于壓力而發光。接觸墊陣列放置在柔性護齒內。
咬合會導致接觸墊機械變形並發出不同顔色和強度的光，這可以使用機器學習算法進行測量和處理。然後，收集的數據用于高精度遠程控制和各種電子設備的操作，例如計算機，智能手機和輪椅。
這款新型護齒器重約 7 克，與現有輔助技術相比，需要較少的培訓經驗。
“我們的咬合控制光電系統能夠以98%的准確率將複雜的咬合模式轉換爲數據輸入。我們亦證明，我們的新型傳感器可分辨機械變形，包括應變、壓縮及彎曲，使其適用于多功能機械傳感應用，例如小型化力傳感、柔性電子、人工皮膚及牙科診斷。
目前，每個智能護齒器在實驗室生産成本爲100新元，該團隊預計在批量生産中成本將大幅降低。雖然目前的原型是爲對齊良好的牙齒設計的，但可以爲具有不同牙齒模式的用戶或佩戴假牙的個人開發具有不規則排列的熒光粉注入墊的護齒器。
與現有的輔助技術相比，這款革命性的護齒價格實惠、重量輕、結構緊湊，並且需要更少的訓練時間。
後續工作
研究小組已經爲這項創新技術申請了專利，他們正在探索在臨床環境中驗證其設備的機會，例如護理中心或療養院。與此同時，研究人員也在研究增強其技術的方法，例如更快的數據處理和培訓。