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 dikembangkan sebagai prototipe kacamata pintar yang memanfaatkan energi mekanis dari gerakan wajah. Inovasi teknologi tersebut dipimpin oleh Profesor Nivedita Arora, bersama Profesor Nabil Alshurafa dan sejumlah mahasiswa peneliti. Dibandingkan sensor kesehatan yang mengandalkan baterai, GlassTENG memanfaatkan aktivitas fisik untuk menghasilkan sinyal sensor. Metode yang digunakan mendukung rancangan sensor yang tidak memerlukan baterai. Melalui rancangan inovatif ini, aksesori penglihatan dapat dikembangkan sebagai sensor aktivitas tubuh.
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 termasuk dalam agenda ilmiah UbiComp/ISWC 2026 yang berfokus pada komputasi yang terintegrasi dengan aktivitas manusia. Fokus penting dari penelitian tersebut adalah menciptakan sistem pengindraan yang lebih mudah digunakan setiap hari. Tim pengembang mempertimbangkan bahwa perangkat kacamata telah menjadi bagian dari rutinitas masyarakat. Berdasarkan kebiasaan penggunaan tersebut, penambahan kemampuan pemantauan pada kacamata dapat menjadi solusi praktis.
Rahasia Sensor Triboelektrik pada Kacamata Pintar Tanpa Baterai
Bagian terpenting dari sistem pengindraan GlassTENG adalah triboelectric nanogenerator atau TENG, yaitu perangkat yang memanfaatkan efek triboelektrik. Mekanisme dasarnya memanfaatkan perpindahan muatan akibat kontak dua material. Saat permukaan bahan mengalami kontak lalu menjauh, perbedaan muatan listrik dapat menghasilkan tegangan. Melalui sistem sensor yang digunakan, kedipan serta kontraksi otot menggerakkan lapisan fleksibel. Perubahan tersebut menimbulkan tegangan sebagai informasi sensor. Berkat prinsip ini, aktivitas alami manusia membantu mengoperasikan sensor yang mengukurnya.
Keunikan teknologi ini berasal dari penggunaan energi mekanis yang tersedia secara alami. Ketika pengguna berkedip, lapisan material mengalami deformasi yang memicu sinyal listrik. Gerakan lain seperti menaikkan alis, menggerakkan rahang, serta mengunyah memunculkan karakteristik sinyal tersendiri. Kendati sensor memanfaatkan energi gerakan, komponen elektronik pendukung masih mempunyai kebutuhan daya. Karakteristik teknis tersebut menjelaskan bahwa pengindraan mandiri tidak otomatis berarti seluruh fungsi elektronik bebas kebutuhan daya.
Penempatan Sensor GlassTENG untuk Mendeteksi Kedipan serta Gerakan Rahang
Untuk memperoleh informasi yang lebih lengkap, para ilmuwan menggunakan tiga komponen pengindra fleksibel pada lokasi strategis di sekitar bingkai kacamata. Sensor pertama berada di area kacamata yang berdekatan dengan pangkal hidung untuk mendeteksi aktivitas kelopak mata serta sinyal denyut. Komponen berikutnya dipasang di bagian rangka yang berdekatan dengan pelipis sehingga dapat menangkap gerakan rahang dan denyut arteri temporal. Sementara itu, komponen terakhir terletak di sekitar area telinga untuk mengenali aktivitas mengunyah dan mengatupkan rahang. Integrasi beberapa titik pengindraan memungkinkan pengamatan aktivitas wajah dari berbagai posisi.
Berdasarkan pengujian peneliti, gerakan wajah memunculkan keluaran listrik yang bervariasi. Gerakan halus akibat denyut arteri menghasilkan sinyal sekitar 50 hingga 100 milivolt. Sementara itu, aktivitas kelopak mata dan alis memberikan sinyal sekitar 200 sampai 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, besar voltase tidak langsung menunjukkan kemampuan memasok daya besar.
Penelitian Sensor Tanpa Baterai Menghasilkan Tingkat Akurasi Menjanjikan
Sebagai bagian dari penelitian eksperimental, peneliti menguji prototipe terhadap 20 orang. Masing-masing partisipan melakukan enam kategori gerakan wajah, yaitu melakukan gerakan kelopak mata, alis, rahang, ketukan gigi, aktivitas makan, dan percakapan. Selama pengujian berlangsung, sistem membaca perubahan listrik yang dihasilkan masing-masing gerakan. Hasil pengukuran sensor selanjutnya diproses melalui metode pembelajaran mesin. Tujuannya adalah mengidentifikasi karakteristik listrik masing-masing gerakan.
Hasil penelitian memperlihatkan, GlassTENG menunjukkan kemampuan pengenalan enam aktivitas dengan akurasi 93,8 persen. Pada beberapa kategori aktivitas, akurasi pendeteksian ketukan gigi mencapai 99 persen. Pada kategori lainnya, gerakan mengatupkan rahang dikenali dengan akurasi 96 persen. Hasil pengukuran ini menunjukkan kemampuan sensor membedakan beberapa aktivitas wajah. Meski demikian, hasil laboratorium masih membutuhkan validasi pada kelompok pengguna lebih beragam. Oleh karena itu, uji tambahan penting untuk memastikan konsistensi performa.
Potensi Kacamata Pintar Tanpa Baterai untuk Pemantauan Kesehatan
Manfaat jangka panjang yang menarik dari GlassTENG adalah pengenalan perilaku yang berkaitan dengan kondisi fisik pengguna. Dalam kemungkinan penggunaan mendatang, perangkat dapat membantu mencatat pola gerakan rahang. Aktivitas tersebut dapat berkaitan dengan bruxism, yaitu kondisi ketika seseorang mengatupkan atau menggeretakkan gigi secara tidak disengaja. Dengan penyempurnaan sistem analisis, perangkat dapat dirancang untuk membantu pengguna menyadari aktivitas rahangnya. Meskipun peluang ini menarik, GlassTENG belum dapat dianggap sebagai alat diagnosis medis.
Tidak hanya berpotensi mengenali kebiasaan mengatupkan gigi, GlassTENG memiliki peluang penggunaan dalam pengamatan perilaku makan serta denyut pembuluh darah. Fitur pengenalan aktivitas kelopak mata berpotensi digunakan sebagai indikator tambahan dalam pemantauan kondisi pengguna. Untuk kebutuhan pengindraan fisiologis, sensor pada area hidung dan pelipis mampu membaca perubahan mekanis akibat denyut arteri. Informasi tersebut berpotensi dimanfaatkan untuk pengembangan perangkat pengamatan kondisi tubuh. Dengan pengembangan yang memadai, kacamata sehari-hari dapat memiliki fungsi pengindraan tambahan. Namun demikian, penerapan klinis harus melalui proses validasi khusus.
Kesimpulan: Teknologi GlassTENG Membuka Era Baru Kacamata Pintar Hemat Energi
Pengembangan GlassTENG menunjukkan kemajuan menarik dalam pengembangan perangkat kesehatan yang dikenakan. Melalui pemanfaatan triboelectric nanogenerator, kedipan mata serta gerakan wajah dapat menghasilkan sinyal listrik tanpa bergantung pada sumber daya eksternal untuk membangkitkan sinyal sensor. Penelitian dengan pengujian pada 20 orang menunjukkan akurasi pengenalan aktivitas mencapai 93,8 persen. Hasil penelitian tersebut menawarkan peluang menciptakan kacamata dengan fungsi pemantauan tambahan. Meskipun perangkat belum menjadi produk konsumen massal, GlassTENG menggambarkan peluang perangkat elektronik dengan kebutuhan baterai lebih rendah. Bagaimana pandangan Anda, apakah kacamata pintar tanpa baterai akan menjadi kebutuhan masa depan? Silakan bagikan pendapat Anda agar diskusi mengenai perkembangan teknologi wearable semakin menarik.
