Touchpad đặt trong miệng: Chiếc lưỡi có thể trở thành giao diện điều khiển máy tính tiếp theo?

Nếu chuột máy tính ra đời từ bàn tay, touchpad nằm dưới đầu ngón tay và kính AR đang cố đọc cử chỉ trong không khí, một giao diện tiếp theo có thể xuất hiện ở nơi ít ai nghĩ tới: trong miệng.

Augmental, một startup tách ra từ MIT Media Lab, đang bán một thiết bị có tên MouthPad. Nó trông gần giống một hàm duy trì nha khoa trong suốt, ôm lấy răng hàm trên. Phần nằm sát vòm miệng chứa một touchpad nhạy áp lực. Người đeo đưa đầu lưỡi lên bề mặt đó để di chuyển con trỏ, nhấn để click, vuốt để cuộn hoặc kéo; cử động đầu và động tác hút nhẹ bằng miệng có thể cung cấp thêm lệnh.

Về phía máy tính, thiết bị hoạt động gần giống một con chuột Bluetooth. Không cần camera nhìn bàn tay, không cần cấy điện cực vào não và cũng không cần phát lệnh bằng giọng nói.

Tính đến tháng 8/2026, Augmental niêm yết MouthPad ở mức 1.400 USD cho một thiết bị, bán tại Mỹ. Mỗi chiếc được chế tạo theo bản scan 3D khoang miệng của người dùng. Nhà sản xuất công bố thiết bị nặng khoảng 10 gram, dày khoảng 1 mm, có thời lượng pin hơn 7 giờ sử dụng liên tục và tương thích với macOS, Windows, Linux, iOS và Android.

Nghe như một gadget kỳ lạ. Nhưng MouthPad thực ra nằm trên một dòng nghiên cứu kéo dài hàng thập kỷ: biến chiếc lưỡi thành một kênh giao tiếp giữa con người và máy tính.

Điều mới ở thế hệ hiện nay không chỉ là thu nhỏ phần cứng. Nó đặt ra một câu hỏi lớn hơn: khi chúng ta đã gần dùng hết tay, mắt và giọng nói cho máy tính, liệu chiếc lưỡi có thể trở thành một “ngón tay thứ ba” cho thế giới số?

Vì sao lại là chiếc lưỡi?

Thoạt nhìn, lưỡi có vẻ là lựa chọn rất bất tiện. Nó nằm trong một không gian ẩm, liên tục tiếp xúc với nước bọt, tham gia nói, nuốt và ăn uống. Điện tử tiêu dùng thường cố tránh chính xác những điều kiện như vậy.

Nhưng về mặt điều khiển vận động, lưỡi có một số lợi thế hiếm.

Nó rất linh hoạt, thực hiện được các cử động nhỏ và chính xác, có phản hồi xúc giác mạnh và có thể hoạt động mà không cần người dùng nhìn vào nó. Quan trọng hơn với công nghệ hỗ trợ, chức năng của lưỡi có thể được bảo tồn ở nhiều người bị tổn thương tủy sống nặng, bởi chuyển động của lưỡi được điều khiển qua các dây thần kinh sọ thay vì các đường vận động đi xuống tủy sống giống tay và chân.

Đó là lý do từ những năm 2000, các nhóm nghiên cứu đã phát triển Tongue Drive System cho người liệt tứ chi. Một phiên bản sử dụng một nam châm nhỏ gắn trên lưỡi và các cảm biến từ để theo dõi vị trí của nó, sau đó biến cử động lưỡi thành lệnh điều khiển con trỏ hoặc xe lăn điện.

Một nghiên cứu lâm sàng công bố năm 2013 cho thấy người bị tổn thương tủy sống mức cao có thể dùng Tongue Drive System để điều khiển máy tính và xe lăn, trong nhiều tác vụ cho hiệu suất cao hơn hệ thống sip-and-puff truyền thống trong khi vẫn duy trì độ chính xác tương đương.

Điểm quan trọng là ý tưởng “lưỡi làm joystick” không hề mới. Thứ đang thay đổi là cách biến nó thành một giao diện đủ nhỏ, kín đáo và gần với hành vi của touchpad thông thường.

MouthPad biến vòm miệng thành một trackpad như thế nào?

MouthPad được thiết kế riêng cho từng người. Sau khi đặt mua, người dùng thực hiện một scan 3D trong miệng tại nha sĩ hoặc đơn vị cung cấp dịch vụ scan. Augmental dùng mô hình này để sản xuất phần khung bằng vật liệu resin nha khoa, sau đó tích hợp mạch điện tử và cảm biến.

Touchpad nằm trên vòm miệng. Khi đầu lưỡi trượt qua bề mặt, thiết bị đọc vị trí và áp lực rồi chuyển chúng thành thao tác trỏ.

• Trượt lưỡi để di chuyển con trỏ.
• Ấn lưỡi lên vòm miệng để left-click hoặc click-and-drag.
• Vuốt để cuộn và thực hiện một số gesture.
• Động tác hút nhẹ có thể được dùng cho right-click.
• Cảm biến chuyển động cho phép dùng đầu để điều khiển con trỏ nếu người dùng thích hoặc nếu khả năng vận động lưỡi hạn chế.

Đây là điểm thiết kế rất quan trọng: MouthPad không cố biến lưỡi thành một bàn phím QWERTY thu nhỏ. Nó tập trung vào loại input mà một touchpad làm tốt nhất — trỏ, chọn, kéo, cuộn — rồi để phần nhập văn bản có thể được xử lý bằng bàn phím ảo, voice control hoặc hệ thống khác.

Augmental hiện còn thử nghiệm VOX, một microphone wearable hướng tới nhận giọng nói nhỏ để kết hợp với MouthPad: một thiết bị làm “mouse”, thiết bị còn lại hỗ trợ “keyboard”.

Không phải brain-computer interface, nhưng giải cùng một bài toán

MouthPad thường được đặt cạnh các brain-computer interface vì cả hai cùng nhắm tới một mục tiêu: cho phép người không thể sử dụng tay vẫn điều khiển máy tính một cách giàu biểu đạt.

Nhưng về kỹ thuật, chúng rất khác nhau.

BCI xâm lấn có thể ghi tín hiệu thần kinh trực tiếp từ não và về lâu dài có tiềm năng cho băng thông rất cao. Đổi lại, người dùng phải trải qua phẫu thuật, thiết bị phải giải quyết tính ổn định của điện cực, nhiễu sinh học, độ tin cậy lâu dài và quy trình y tế nghiêm ngặt.

MouthPad không đọc suy nghĩ. Nó chỉ đọc một cơ quan vận động mà não vốn đã điều khiển rất tốt.

Điều đó làm giảm tham vọng nhưng cũng giảm đáng kể độ phức tạp. Với máy tính, MouthPad chỉ cần xuất hiện như một thiết bị trỏ Bluetooth. Không cần giải mã neural signal, không cần huấn luyện một decoder cá nhân để dự đoán ý định vận động từ hàng trăm kênh điện cực.

Đây là một ví dụ của triết lý thiết kế đáng chú ý: trước khi nối thẳng máy tính vào não, có thể khai thác tốt hơn những “cổng I/O” sinh học mà con người đã sở hữu.

Lưỡi có một lợi thế mà giọng nói không có: im lặng

Voice control đã trở nên rất mạnh. Với speech recognition hiện đại, người dùng có thể nhập văn bản và ra lệnh nhanh hơn nhiều thiết bị assistive truyền thống.

Nhưng giọng nói có ba giới hạn rõ.

Thứ nhất là riêng tư. Đọc to mật khẩu, tin nhắn hoặc nội dung công việc trong văn phòng, thư viện hay trên tàu không phải lúc nào cũng phù hợp.

Thứ hai là môi trường. Không gian ồn, nhiều người cùng nói hoặc nơi yêu cầu yên tĩnh đều làm voice interface kém thuận tiện.

Thứ ba là độ chính xác của pointing. Nói “click vào nút nhỏ bên phải bảng” thường chậm và vụng hơn việc trực tiếp đưa con trỏ tới đó.

Một tongue interface giải quyết đúng phần còn thiếu: input có thể kín đáo, gần như không nhìn thấy từ bên ngoài và có khả năng điều khiển liên tục theo hai chiều giống touchpad.

AR và VR có thể là nơi chiếc lưỡi trở nên thú vị hơn nữa

Đối với laptop, bàn tay vẫn là tiêu chuẩn rất khó đánh bại. Nhưng với kính AR, VR và wearable computer, bài toán input chưa được giải quyết hoàn toàn.

Hand tracking cần camera, có thể tiêu tốn năng lượng và bị giới hạn khi tay nằm ngoài trường nhìn. Controller cầm tay làm mất tính “always available” của kính. Voice control không riêng tư. Eye tracking rất tốt cho việc chỉ mục tiêu nhưng không phải lúc nào cũng tốt để xác nhận lệnh, bởi người dùng thường nhìn một thứ mà không có ý định click nó.

Chiếc lưỡi có một đặc tính khác: nó luôn ở cùng người dùng và các gesture có thể được thực hiện khi miệng đóng.

Nghiên cứu TongueTap của Microsoft Research và các cộng sự, công bố tại ACM International Conference on Multimodal Interaction năm 2023, cho thấy các headset thương mại có thể phát hiện gesture lưỡi mà thậm chí không cần đặt cảm biến vào miệng.

Nhóm nghiên cứu đồng bộ dữ liệu EEG, PPG, IMU, eye tracking và head tracking từ hai thiết bị đội đầu. Với 48.000 lần thực hiện gesture từ 16 người tham gia, hệ thống phân loại tám cử động lưỡi khép miệng với độ chính xác 94%. Chỉ dùng IMU, bốn gesture vẫn đạt 92% trong thí nghiệm đó.

Điều này gợi ý có thể tồn tại hai hướng phát triển song song.

Một hướng dùng cảm biến trong miệng như MouthPad để có tín hiệu trực tiếp và điều khiển con trỏ liên tục. Hướng còn lại dùng sensor vốn đã có trên headset để nhận biết một số gesture lưỡi rời rạc mà không cần đeo thêm thiết bị.

Trong một chiếc kính AR tương lai, người dùng có thể nhìn vào một biểu tượng để chọn mục tiêu rồi chạm lưỡi vào vòm miệng để xác nhận — tương đương hành động point-and-click nhưng không cần giơ tay lên.

Giao diện “vô hình” có thể quan trọng hơn giao diện nhanh nhất

Trong human-computer interaction, tốc độ không phải tiêu chí duy nhất.

Một bàn phím cơ trên bàn có thể nhanh hơn mọi wearable input, nhưng không dùng được khi đang đi bộ. Voice dictation có thể nhanh hơn gõ bằng ngón cái, nhưng không phù hợp trong cuộc họp. Hand gesture trông tự nhiên trong demo, nhưng giơ tay liên tục có thể gây mỏi.

Tongue interface có thể chiếm một khoảng trống khác: always available, eyes-free, hands-free và tương đối kín đáo.

Đối với người bị hạn chế vận động, đây không chỉ là tiện ích. Nó có thể là sự khác biệt giữa phụ thuộc vào người khác và tự mình dùng smartphone, học tập, làm việc hoặc chơi game.

MIT News từng ghi nhận người dùng MouthPad bị liệt tứ chi sử dụng thiết bị để viết công thức toán và học trong thư viện — một bối cảnh mà voice control không phù hợp. Augmental cho biết một số người dùng thường xuyên đeo thiết bị nhiều giờ mỗi ngày.

Nhưng việc một interface tốt cho accessibility không tự động có nghĩa nó sẽ trở thành input đại chúng. Muốn vượt khỏi thị trường assistive technology, nó phải giải quyết những vấn đề rất đời thường.

Vấn đề thứ nhất: đặt điện tử trong miệng khó hơn đặt trên cổ tay

Miệng là môi trường khắc nghiệt cho electronics.

Nước bọt chứa ion và enzyme. Thiết bị liên tục chịu độ ẩm, nhiệt, áp lực của lưỡi, biến dạng khi nói và nguy cơ bị cắn. Bề mặt cũng có thể tích tụ biofilm nếu vệ sinh không đúng.

Augmental hướng dẫn người dùng rửa MouthPad bằng xà phòng và nước trước và sau mỗi lần sử dụng, loại bỏ nước bọt và debris rồi làm khô trước khi đặt lại trong hộp sạc. Công ty khuyến cáo không ăn, uống đồ khác ngoài nước hoặc ngủ khi đang đeo; chất lỏng nóng có thể ảnh hưởng độ vừa vặn.

Đó là loại maintenance mà chuột máy tính không bao giờ yêu cầu.

Nếu tongue interface muốn trở thành thiết bị dùng cả ngày cho hàng triệu người, độ bền của encapsulation, khả năng kháng nước, vệ sinh, tương thích sinh học của vật liệu và tuổi thọ điện tử trong môi trường miệng sẽ quan trọng không kém thuật toán gesture recognition.

Vấn đề thứ hai: mỗi cái miệng là một hình học khác nhau

Một mouse có thể bán cùng một thiết kế cho hàng triệu người. Một intraoral device không dễ như vậy.

Răng, vòm miệng, khớp cắn và khoảng trống trong khoang miệng của mỗi người khác nhau. MouthPad hiện giải quyết bằng cách custom-fit từ scan 3D.

Ưu điểm là thiết bị có thể mỏng và ổn định. Nhược điểm là chuỗi cung ứng trở nên giống nha khoa hơn điện tử tiêu dùng.

Người mua hiện phải có scan trong miệng; Augmental cho biết chi phí scan thường khoảng 50–150 USD tùy nhà cung cấp, và thời gian sản xuất hiện được công bố là khoảng sáu tháng sau khi nhận dữ liệu scan.

Một interface phổ thông khó chấp nhận quy trình phức tạp như đặt niềng răng chỉ để có thêm một nút click.

Do đó, con đường ra thị trường đại chúng có thể cần một trong hai bước đột phá: sản xuất custom cực rẻ và nhanh, hoặc phát triển thiết kế bán tiêu chuẩn phù hợp nhiều hình dạng miệng mà vẫn giữ độ chính xác.

Vấn đề thứ ba: nói, ăn và điều khiển máy tính cùng dùng chung một cơ quan

Tay có thể gõ phím trong khi miệng nói. Lưỡi thì không hoàn toàn độc lập như vậy.

Nó tham gia phát âm, nhai và nuốt. Nếu giao diện yêu cầu cử động lưỡi liên tục, các hoạt động tự nhiên này có thể tạo input ngoài ý muốn hoặc làm gián đoạn điều khiển.

MouthPad cố giảm vấn đề bằng nhiều mode input và custom fit. Nhà sản xuất nói người dùng vẫn có thể nói khi đeo, dù mức độ thích nghi khác nhau tùy người.

Nhưng với một giao diện đại chúng, hệ thống còn cần hiểu context: khi nào người dùng đang nói, khi nào đang ăn, khi nào chỉ vô tình chạm lưỡi vào vòm miệng và khi nào thực sự muốn click.

Đây là nơi sensor fusion và machine learning có thể quan trọng. Dữ liệu từ touchpad, áp lực, IMU, âm thanh và thậm chí chuyển động hàm có thể giúp phân biệt gesture chủ ý với chuyển động sinh lý bình thường.

Vấn đề thứ tư: lưỡi có mỏi không?

Lưỡi là cơ quan vận động bền bỉ, nhưng “có thể cử động cả ngày” không đồng nghĩa “có thể làm chuột cả ngày mà không mệt”.

Những chuyển động được tối ưu cho nói và nuốt khác với việc giữ đầu lưỡi ở một vùng vòm miệng rồi liên tục thực hiện micro-gesture.

Augmental cho biết thành viên đội ngũ và early user đã đeo MouthPad trong thời gian dài, có người tới khoảng 9–10 giờ mỗi ngày. Tuy nhiên đây chủ yếu là dữ liệu trải nghiệm từ nhà sản xuất, chưa thay thế cho các nghiên cứu độc lập dài hạn về muscle fatigue, thay đổi phát âm, kích ứng niêm mạc hoặc ergonomics ở nhiều nhóm người dùng.

Nếu tongue interface được dùng như một input phụ — chẳng hạn chỉ để click trong AR — tải vận động sẽ thấp. Nếu nó phải thay hoàn toàn mouse trong tám giờ làm việc, yêu cầu ergonomics sẽ cao hơn nhiều.

Giá 1.400 USD cho thấy đây chưa phải đối thủ của touchpad laptop

MouthPad hiện được Augmental bán với giá 1.400 USD cho một thiết bị. Đây là mức giá có thể hợp lý với một assistive interface mang lại khả năng sử dụng máy tính độc lập, nhưng rất khó cạnh tranh với chuột hoặc trackpad vài chục tới vài trăm USD trong thị trường đại chúng.

Giá cũng phản ánh bản chất custom của sản phẩm: scan nha khoa, chế tạo riêng, electronics thu nhỏ, vật liệu tiếp xúc cơ thể và hỗ trợ onboarding.

Nếu công nghệ này lan rộng, mục tiêu kinh tế không nhất thiết phải là rẻ hơn mouse. Nó chỉ cần tạo ra một use case mà mouse không làm được.

Đối với accessibility, use case ấy đã khá rõ. Đối với AR/VR, nó có thể là input kín đáo khi tay đang bận. Với gaming, nó có thể trở thành vài control bổ sung. Trong công việc công nghiệp hoặc y tế, một operator đeo găng có thể dùng input trong miệng mà không chạm thiết bị bên ngoài.

Nhưng mỗi use case sẽ phải chứng minh lợi ích đủ lớn để vượt qua cảm giác lạ lẫm khi đeo electronics trong miệng.

Chiếc lưỡi có thể trở thành “third hand” thay vì thay thế bàn tay

Cách nhìn thực tế nhất không phải “lưỡi sẽ thay mouse”.

Những interface thành công thường bổ sung nhau.

Laptop có keyboard, trackpad, touchscreen, microphone và webcam cùng tồn tại. Smartphone có touch, voice, camera, accelerometer và haptic. Kính AR có thể cũng cần một tập hợp input thay vì một phương thức duy nhất.

Trong hệ thống đó, tongue input có thể đóng vai trò như một modifier channel luôn sẵn sàng.

Mắt xác định mục tiêu. Lưỡi xác nhận. Giọng nói nhập nội dung dài. Cử động đầu điều hướng. Tay chỉ xuất hiện khi cần thao tác vật lý chính xác.

Điều hấp dẫn ở lưỡi là nó mở thêm một kênh motor mà phần lớn giao diện số hiện gần như bỏ trống.

Từ accessibility đến human augmentation

Nhiều công nghệ giao diện quan trọng ban đầu được thúc đẩy bởi nhu cầu accessibility rồi sau đó lan sang người dùng đại chúng.

Speech recognition, predictive text, screen reader, captioning và eye tracking đều có những lịch sử như vậy ở các mức độ khác nhau.

Tongue-computer interface có thể đi theo con đường tương tự, nhưng chưa có gì bảo đảm.

Đối với người liệt hoặc hạn chế vận động tay, giá trị của nó là trực tiếp: thêm một con đường để điều khiển thế giới số mà không cần phẫu thuật. Đối với người không khuyết tật, nó phải cạnh tranh với những phương thức đã cực kỳ tốt — hai bàn tay, giọng nói và màn hình cảm ứng.

AR glasses có thể là biến số làm cán cân thay đổi. Khi máy tính rời khỏi bàn và nằm trên khuôn mặt cả ngày, chúng ta không còn một bàn phím vật lý luôn ở trước mặt. Lúc đó những kênh input kín đáo, rảnh tay và luôn sẵn có trở nên giá trị hơn.

Liệu tương lai có thật sự có “touchpad trong miệng”?

MouthPad cho thấy câu trả lời về mặt kỹ thuật là có. Một thiết bị nặng khoảng 10 gram hiện đã có thể biến chuyển động của lưỡi thành cursor, click, drag và scroll trên các hệ điều hành phổ biến.

Nhưng câu hỏi lớn hơn — liệu hàng triệu người có muốn đeo nó — vẫn chưa có đáp án.

Để tongue interface trở thành mainstream, công nghệ cần rẻ hơn, sản xuất nhanh hơn, chứng minh độ bền và an toàn dài hạn, giảm công sức vệ sinh, xử lý tốt input ngoài ý muốn và tạo ra use case mà tay, giọng nói hay eye tracking không thể giải quyết tiện bằng.

Có thể tương lai sẽ không phải mỗi người đeo một MouthPad cả ngày. Có thể phiên bản thành công chỉ là một sensor nhỏ trong retainer, một vài gesture được phát hiện từ earbuds, hoặc một hệ thống kết hợp mắt–lưỡi dành cho kính AR.

Nhưng điều mà MouthPad và các nghiên cứu như TongueTap đã chứng minh là đáng chú ý: chiếc lưỡi có đủ độ chính xác và băng thông vận động để trở thành một interface máy tính nghiêm túc.

Trong nhiều thập kỷ, HCI chủ yếu khai thác mắt để nhìn output, tay để nhập input và miệng để nói.

Thế hệ thiết bị đeo tiếp theo có thể xóa ranh giới đó.

Và một ngày nào đó, hành động “click chuột” có thể chỉ đơn giản là chạm đầu lưỡi lên vòm miệng.

Nguồn tham khảo

• Augmental, MouthPad — thông số, tính năng, giá và hướng dẫn sử dụng hiện hành.
• MIT News, “Mouth-based touchpad enables people living with paralysis to interact with computers”, 5/6/2024.
• Kim J. và cộng sự, “The Tongue Enables Computer and Wheelchair Control for People with Spinal Cord Injury”, Science Translational Medicine, 2013.
• Gemicioglu T. và cộng sự, “TongueTap: Multimodal Tongue Gesture Recognition with Head-Worn Devices”, ACM ICMI, 2023.
• Gemicioglu T. và cộng sự, nghiên cứu tongue gestures cho tương tác hands-free với thiết bị đội đầu, CHI 2023.