2026 年 10 月 13 日
西北大学（Northwestern University）工程师团队研发出一种名为 GlassTENG 的新型智能眼镜。该设备利用摩擦纳米发电机（TENG）技术，从眨眼、微笑、紧咬牙关等面部运动中收集机械能，为内置传感器供电，从而实现无需外部电源的持续健康监测。
传统可穿戴设备通常依赖手腕追踪心率等数据，但存在用户遗忘佩戴或需定期充电的问题。GlassTENG 旨在利用全球约半数人口已佩戴眼镜这一现状，在不改变用户习惯的前提下，将普通眼镜转化为具备传感功能的可穿戴设备。
基于静电效应的自供能机制
GlassTENG 的核心组件是三个纸薄的摩擦纳米发电机。其工作原理基于常见的静电现象（三电效应）：当两种不同材料接触并分离时，电子转移产生短暂电荷。
在眼镜中，这些柔性传感器包含多层材料。面部运动导致材料层接触与分离，进而产生微小电压。例如，眨眼动作可激活鼻桥处的传感器，而动脉脉搏产生的微弱压力也能推动传感器工作。这意味着被测量的运动本身即为检测提供动力，实现了能量采集与传感的一体化。
多点位布局与信号识别
为了最大化数据采集范围，研究团队在镜框关键位置部署了三个传感器：
- 鼻桥处：靠近角动脉及眼周肌肉，用于感知脉搏、眨眼及眉毛抬起动作。
- 颧骨附近：检测表面动脉搏动及下巴运动。
- 耳部附近：捕捉咀嚼和咬合动作。
传感器对力度变化高度敏感。实验数据显示，最轻的动脉脉冲产生约 50-100 毫伏电信号；眨眼和抬眉产生 200-500 毫伏信号；强烈的下巴运动（如咬紧牙关）则可产生高达 1.5 伏的信号。这种差异使得各类面部活动具有独特的电信号特征。
在针对 20 名参与者的测试中，系统通过机器学习算法分析电信号模式，准确识别了眨眼、抬眉、紧牙、敲牙、吃饭和说话这六项活动，整体准确率达到了 93.8%。
超低功耗与未来应用
GlassTENG 的一大优势在于极低的能耗。三个传感器的总功耗仅为 4.1 微瓦，远低于传统可穿戴设备。数据通过蓝牙直接传输至智能手机或平板电脑，无需电池即可维持运行。
项目负责人、西北大学麦考密克工程学院电气与计算机工程助理教授尼维达·阿罗拉表示：“长期来看，我们希望在设备端进行计算。如果检测到生理事件，如下巴紧张，设备可在无电池状态下立即向用户提供反馈。”
该研究的共同作者、西北大学预防医学副教授 Nabil Alshurafa 指出，这项技术有望将无意识行为转化为有意义的干预机会。例如，眼镜可识别用户紧张时的下巴动作并提示放松，或监测饮食习惯以鼓励用户关注自身行为。
相关研究成果已发表于 2026 年 ACM 国际可穿戴计算机研讨会（ACM International Symposium on Wearable Computers）。论文标题为《GlassTENG: Self-powered triboelectric nanogenerator based everyday glasses for pulse, jaw and upper face activity sensing》。
