Jam Tangan Pintar yang Didukung NASA Menawarkan Pemantauan Tingkat Medis untuk Astronot &Pasien
Dikembangkan dengan pendanaan dari konsorsium yang didukung NASA, EmbracePlus menggabungkan kemampuan dan presisi tingkat medis dengan tampilan, nuansa, dan kenyamanan produk konsumen. (Gambar:Empatica Inc.)
Kehidupan para astronot di Stasiun Luar Angkasa Internasional, sebagian besar, tidak terlalu membebani dibandingkan pada masa pesawat ulang-alik, ketika misi sering kali mencakup banyak tujuan dan pencapaian yang diringkas menjadi periode waktu yang singkat. Namun, hal tersebut tidak akan terjadi pada astronot pertama yang melakukan perjalanan ke permukaan Bulan selama program Artemis, kata Alexandra Whitmire, Ilmuwan NASA yang pekerjaannya berkaitan dengan kesejahteraan dan kinerja astronot.
“Misi Artemis akan sangat ambisius, dengan kru harus melakukan banyak tugas, terkadang dengan jam kerja yang diperpanjang atau shift malam,” katanya. “Jadwal mereka kemungkinan besar akan mengganggu pola tidur, serupa dengan apa yang kami alami pada hari-hari antar-jemput.”
Sebagai Manajer Sains untuk elemen Faktor Manusia dan Kinerja Perilaku di Program Penelitian Manusia NASA, Whitmire mencari cara terbaik untuk memantau dan mendukung tidur astronot guna membantu memastikan keselamatan dan kinerja mereka. Dan miliknya hanyalah satu dari lima elemen dalam Program Penelitian Manusia di Johnson Space Center NASA di Houston. Yang lain memiliki kekhawatiran seperti kebutuhan olahraga dan medis astronot serta menjaga kesehatan mereka dari bahaya lingkungan luar angkasa, seperti radiasi.
Sebagian besar upaya program ini dapat memanfaatkan perangkat yang dapat dipakai yang mampu mengukur dan memberikan umpan balik mengenai fisiologi astronot dalam berbagai cara. Itulah sebabnya, pada tahun 2020, Whitmire dihadapkan pada karya terbaru dari perusahaan teknologi perangkat medis Empatica Inc. di Cambridge, MA.
Dengan bantuan dari NASA dan memperhatikan kebutuhan badan tersebut, perusahaan tersebut telah mengembangkan jam tangan pintar yang mengemas lima sensor ke dalam desain kecil, nyaman, dan menarik, yang kini tersedia secara komersial sebagai EmbracePlus.
Pengembangan prototipe perangkat ini sebagian didanai oleh hibah dari Translational Research Institute for Space Health (TRISH), sebuah konsorsium penelitian yang mencari cara untuk mengurangi risiko bagi astronot dalam misi jarak jauh. TRISH didanai oleh Johnson dan Baylor College of Medicine.
Empatica sebelumnya telah mengkomersialkan jam tangan pintar tingkat sains yang dikenal sebagai E4, terutama untuk digunakan dalam penelitian akademis dan studi klinis, serta jam tangan pintar untuk mendeteksi serangan epilepsi guna memperingatkan perawat, yang disebut Embrace2, yang dirancang agar menarik dan nyaman untuk penggunaan sehari-hari.
Untuk EmbracePlus, perusahaan ingin menggabungkan tampilan dan nuansa Embrace2 yang menyenangkan dengan kemampuan E4. Ini termasuk accelerometer untuk mendeteksi gerakan, sensor suhu, sensor inframerah yang memantau aktivitas jantung dan pernapasan, dan sensor lainnya yang mendeteksi aktivitas listrik di kulit, yang berkorelasi dengan aktivitas sistem saraf. EmbracePlus juga menambahkan giroskop untuk deteksi gerakan yang lebih halus.
“EmbracePlus menggabungkan desain Embrace2 yang indah dengan kemampuan pengumpulan data E4, menjadikannya perangkat medis dengan tampilan dan nuansa konsumen, yang dapat dengan mudah dipakai dalam kehidupan sehari-hari,” kata Simone Tognetti, Chief Technology Officer di Empatica.
Pengembangan yang dilakukan dengan bantuan pendanaan TRISH mencakup evaluasi berbagai sensor untuk mendeteksi detak jantung dan aliran oksigen, menjalankan uji coba pada fitur-fitur penting, mengintegrasikan semua komponen dan elemen desain, menentukan faktor bentuk yang paling nyaman, dan memilih tampilan, serta pekerjaan lainnya.
“Pendanaan tersebut memungkinkan kami untuk menerapkan fitur-fitur teknis yang penting, seperti menempatkan sensor aktivitas elektrodermal pada tali yang nyaman dan dapat dilepas,” kata Tognetti, mengacu pada sensor aktivitas listrik di kulit. “Hal ini merupakan hasil dari banyak penelitian dan pengembangan di bidang manufaktur, sambungan listrik, dan implikasi kualitas sinyal dari berbagai konstruksi.”
Kebutuhan Program Penelitian Manusia akan perangkat yang dapat digunakan oleh astronot di luar angkasa dan bahkan dalam penelitian di lapangan juga turut menentukan jam tangan. Whitmire mencatat bahwa desain yang kecil, ringan, dan nyaman sangat penting untuk program luar angkasa. “Sangat membutuhkan alat yang tidak mengganggu, tidak memberatkan, sehingga tidak menimbulkan stressor tersendiri,” ujarnya.
Tognetti mengatakan NASA juga mengharuskan teknologi tersebut hemat energi, mudah digunakan, dan cukup kuat untuk bekerja di lingkungan luar angkasa yang keras. “Kami memiliki mode perangkat keras yang dapat disesuaikan untuk mengoptimalkan pengumpulan data dengan masa pakai baterai, memori internal yang dapat menyimpan data hingga 55 hari jika konektivitas rendah, dan layar berdaya rendah yang juga membantu pemecahan masalah,” ujarnya.
Sementara itu, perangkat secara otomatis dan terus-menerus mengumpulkan data dan mengalirkannya melalui Bluetooth ke aplikasi pendampingnya, yang kemudian mengirimkannya ke cloud. “Yang perlu dilakukan pengguna hanyalah memastikan perangkat terisi daya dan terhubung,” katanya, seraya menyebutkan bahwa aplikasi juga akan mengingatkan pengguna tentang langkah-langkah ini.
EmbracePlus mulai diproduksi massal pada tahun 2021. EmbracePlus telah disetujui oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan AS sebagai komponen utama Platform Pemantauan Kesehatan Empatica. Tognetti menggambarkannya sebagai platform tempat algoritme pembelajaran mesin dapat menganalisis aliran data secara simultan dari berbagai jenis sensor untuk mendeteksi dan memantau berbagai aspek kesehatan. Data sensor EmbracePlus dapat digabungkan dengan cara baru untuk mengidentifikasi kondisi yang berbeda. Misalnya, selama pandemi COVID-19, perusahaan mengembangkan algoritme untuk mendeteksi infeksi saluran pernapasan sebelum gejalanya muncul.
“Perangkat yang dapat dikenakan ini sudah digunakan dalam uji klinis skala besar dan penelitian akademis,” kata Tognetti, sambil mencatat bahwa pelanggannya mencakup beberapa perusahaan farmasi terbesar dan proyek penelitian besar di seluruh dunia. Diantaranya adalah dua inisiatif yang didanai oleh Uni Eropa — proyek Sleep Revolution, yang berupaya menggunakan pembelajaran mesin untuk mendiagnosis dan mengobati apnea tidur, dan proyek TIMESPAN, yang mengamati titik temu antara gangguan pemusatan perhatian dan hiperaktif (ADHD) dan kondisi seperti diabetes dan penyakit kardiovaskular, dengan harapan dapat mengoptimalkan dan mempersonalisasi perawatan.
Untuk penelitian dan uji klinis, katanya, “bisa mendapatkan pengukuran standar terbaik dari rumah atau kantor partisipan tanpa bergantung 100 persen pada pelaporan mandiri, atau pada kunjungan lokasi mingguan yang hanya menyediakan metrik cuplikan, berarti lebih banyak data berkualitas tinggi dan beban partisipan jauh lebih rendah.”
Di masa depan, kata Tognetti, perusahaan juga menginginkan Platform Pemantauan Kesehatan Empatica, termasuk EmbracePlus, menjadi “alat bantu” untuk memantau kesehatan pasien di luar klinik.
Kembali ke Johnson Space Center, Whitmire mengatakan EmbracePlus adalah salah satu perangkat yang dipertimbangkan untuk mengukur tanda-tanda vital dan aktivitas tidur-bangun dalam penerbangan luar angkasa dan penelitian darat. Akselerometer perangkat, yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi siklus tidur-bangun, adalah hal yang paling menarik bagi kelompoknya, namun ia mencatat bahwa beberapa sensor lain mungkin menarik bagi elemen lain dari Program Penelitian Manusia.
Perangkat yang dipakai di pergelangan tangan para astronot untuk mengumpulkan data sudah tidak lagi diproduksi, dan menurutnya EmbracePlus dapat mengatasi beberapa keterbatasan perangkat sebelumnya, termasuk kenyamanan dan konektivitas, terutama mengingat perangkat lain tidak mengalirkan data secara real-time.
Untuk memantau tidur, Whitmire mengatakan menurutnya perangkat seperti EmbracePlus juga dapat diterapkan di luar bidang medis. Dia mencatat bahwa industri angkutan truk, kereta api, dan lainnya memiliki sistem manajemen kelelahan yang sangat bergantung pada pelaporan mandiri. “Ada penelitian yang menunjukkan bahwa kita meremehkan dampak kurang tidur terhadap kinerja kita,” katanya. “Saya melihat jenis perangkat ini dan, ya, perangkat ini penting untuk penelitian, namun dalam penerapannya, kemampuan perangkat tersebut untuk memberikan masukan yang obyektif berpotensi meningkatkan keselamatan di banyak industri dan mendorong kepedulian terhadap orang-orang yang bekerja dengan jam kerja panjang atau shift malam.”
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini .
Transkrip
Transkrip tidak tersedia untuk video ini.
