Rörelsen av vår käke när vi äter, pratar eller gäspar deformerar hörselgången. Dessa deformationer kan omvandlas till elektrisk energi som används för att förstärka tekniken i örat. Kredit: Shutterstock
Hörapparater är viktiga för personer som har tappat hörseln. Men hörapparater har en akilleshäl: deras strömförsörjning är dyr och miljövänlig.
Den goda nyheten är att forskare har hittat en förnybar, alternativ energikälla som kan driva hörapparater. Energi produceras inuti örat och lagras med hjälp av en öronpropp försedd med sensorer.
Min Ph.D. Projektet går ut på att modellera deformiteter i hörselgången till följd av käkrörelser. Mina resultat kommer att hjälpa till att bättre uppskatta den energi som kan genereras från dessa deformationer.
Problem med hörapparater
För att förstå problemet med hörapparater, överväg det dagliga livet för Clara, en 24-årig arkitektstudent som har använt hörapparater sedan hon var åtta år. När protesbatteriet tar slut tappar Clara hörseln och tappar kontakten med världen.
En del av hjärnan är ständigt glada för att se till att du har en reservbatterilåda i handen. Utöver denna svårighet är batteriet en ekonomisk belastning. Med tanke på batteriförbrukningen och kostnaden för ett batteri tror Clara att om 15 år kommer batterier att vara dyrare än att köpa en ny hörapparat.
Detsamma gäller miljökostnaderna. Sällsynta metaller som används i batterier kan för närvarande inte återvinnas och många batterier hamnar på deponier.
Laddningsbara batterier används nu flitigt för trådlösa hörlurar, och det är förvånande att hörapparater inte täcker denna teknik. Det kan låta konstigt att jämföra trådlösa hörlurar med hörapparater, men rent sofistikerat är hörlurarnas enda fördel framför hörapparater ljudförstärkaren som gör att du kan öka volymen i örat.
Den stora skillnaden är priset. Priset för en enstaka hörapparat är $ 1000-2000 för $ 100-300 för ett headset. Affärsmodellen, som inkluderar tillverkare, sjukförsäkringsbolag, hörselspecialister och konsumenter, håller priserna höga.
Kort sagt, det skulle vara rättvist att säga att Claras ekonomiska och miljömässiga balans inte är positiv. Men revolutionen kommer! Han kan snart förstärka hörapparater med käkens rörelse.
Våra hörselgångar genererar energi
Här är ett litet experiment: stoppa in lillfingret i örat, öppna och stäng sedan munnen. Känner du en förändring i trycket vid dina fingertoppar? Käkens rörelse komprimerar vävnaderna runt hörselgången och ändrar dess form. Forskare föreslår att denna deformation inuti örat omvandlas till elektricitet.
Flera studier har uppskattat mängden energi från denna deformation och fått lovande resultat. Enligt den senaste forskningen kan 22 procent av den energi som krävs för den dagliga driften av en hörapparat genereras under en 10-minuters lunchrast.
Hur vår hörapparat fungerar.
Med andra ord skulle 50 minuters ätande rörelse räcka för att generera all energi som behövs för en dags användning av hörapparaten. För detta experiment placerade forskarna en öronpropp fylld med vatten i deltagarnas öron. De mätte sedan trycket i öronproppen orsakat av käkrörelser. Slutligen förvandlade de dessa tryckförändringar till deformationer av hörselgången.
Människokroppen har fortfarande många överraskningar. För det första är det en hållbar energikälla som kan vara tillgänglig när som helst. Precis som solcellspaneler använder solenergi, finns det nu tekniker som samlar in energi från människokroppen. Detta är fallet med automatiska klockor som använder den kinetiska energin som genereras av handledsrörelser.
När det gäller hörapparater har andra studier försökt omvandla värmeenergi nära örat eller placera en mini solpanel på örat. Men det mesta intresset omvandlas till energi från deformationer av hörselgången.
På jakt efter den perfekta omvandlaren
En fråga förblir obesvarad: hur kan den lagrade energin omvandlas och lagras? Deformationer i hörselgången är mekanisk energi och kan lagras i batteriet först efter att energin omvandlats till elektrisk energi.
För att lösa detta problem placerade forskarna band av piezoelektriska material längs öronpropparnas omkrets. Dessa material genererar en elektrisk signal när de deformeras.
Tyvärr omvandlar de hittills testade prototyperna fortfarande inte tillräckligt med energi. Vissa enheter närmar sig målbeloppet, men de är inte tillräckligt små för att integreras i en hörapparat. Utvecklingen av flexibla kretskort som kan anpassa sig till former kommer att möjliggöra självläkande medicinska implantat. Med dessa framsteg kommer mer effektiva omvandlare att börja dyka upp.
Kommer hörapparatmarknadsrevolutionen snart?
Om Claras hörapparater kunde omvandla deformationerna av hennes hörselgång till elektricitet, skulle Clara kunna fortsätta sitt dagliga liv utan att behöva oroa sig för att ladda sina enheter. Han visste att om strömmen gick så behövde han bara tugga tuggummi eller nynna på sin favoritlåt.
Den här tekniken kan också hjälpa till att minska kostnaderna för hörapparater, vilket kommer att vara till särskild nytta för 200 000 kanadensare med hörselnedsättning som inte använder hörapparater på grund av deras höga kostnad.
Dessutom kan denna teknik tillämpas på all teknik som bärs nära eller inuti örat, såsom trådlösa hörlurar eller hörlurar, digitala hörapparater, in-ear-sensorer eller augmented reality-glasögon. Det kostar ingenting att drömma!
13 procent har svårt att höra även med hörapparat
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln återpublicerades av The Conversation under licens från Creative Commons. Läs originalartikeln.
Citat: Ny in-ear-teknik kan tillåta tuggning för att ersätta batterier i hörapparater (2022, 7 juni) 7 juni 2022 https://medicalxpress.com/news/2022-06-in-ear-technology-batteries-aids .html
Detta dokument är upphovsrättsskyddat. Ingen del får reproduceras utan skriftligt tillstånd, förutom för personlig forskning eller någon rättvis transaktion för forskningsändamål. Innehållet tillhandahålls endast i informationssyfte.
