nRF5340ベースのAIスマート歯ブラシ

クライアント

リアルタイムのブラッシング品質分析とパーソナライズされたコーチングで電動歯ブラシの差別化を図るオーラルケア企業。

課題

ブラシハンドル内部の6軸IMUから3Dブラッシング動作を再構築し、どの歯面（頬側、舌側、咬合面）を磨いているかを分類する処理を、バッテリー駆動のMCU上で実現すること。

製品コンセプトとアーキテクチャ

Nordic nRF5340デュアルコアCortex-M33 SoCがセンサー処理とBLE通信の両方を担当。Bosch BMI270 6軸IMUが400Hzで動作をキャプチャ。ハンドルには40kHzソニックモーターと3000mAhバッテリーを搭載し、3週間のブラッシングが可能。

エンジニアリングソリューション

nRF5340のアプリケーションコア上にセンサーフュージョンパイプラインを実装：IMUデータ→姿���推定用Madgwickフィルター→3D軌跡再構築→表面分類器。分類器は500回の注釈付きブラッシングセッションでトレーニングされた小型LSTMで、200KBに量子化。ブラッシング範囲は16ゾーンの口内モデルにマッピングされ、各セッション後にBLE経由でコンパニオンアプリに同期。

結果

ブラッシング表面の分類精度95％。ユーザーは2週間の使用でカバレッジを40％改善。手磨きと比較して歯科医師確認済みの歯垢減少率35％。