基于nRF5340的AI智能牙刷

客户

一家口腔护理公司，希望通过实时刷牙质量分析和个性化指导来差异化其电动牙刷产品。

挑战

从牙刷手柄内部的6轴IMU重建3D刷牙动作，并分类正在刷洗的牙齿表面（颊面、舌面、咬合面），所有处理均在电池供电的MCU上完成。

产品概念与架构

Nordic nRF5340双核Cortex-M33 SoC同时处理传感器数据和BLE通信。Bosch BMI270 6轴IMU以400Hz频率捕捉运动数据。手柄内置40kHz声波马达和3000mAh电池，支持3周续航。

工程解决方案

我们在nRF5340的应用核心上实现了传感器融合流水线：IMU数据 → Madgwick滤波器进行姿态解算 → 3D轨迹重建 → 表面分类器。分类器是一个小型LSTM网络，基于500个标注刷牙会话训练，量化后仅200KB。刷牙覆盖范围映射到16区域口腔模型，每次刷牙后通过BLE同步至配套应用。

成果

刷牙表面分类准确率达95%。用户在使用两周内覆盖范围提升40%���经牙医验证，相比手动刷牙，牙菌斑减少35%。