Zaloguj się
Wszystkie
21 listopada 2024
477
Definicja urządzeń ubieralnych
Urządzenia ubieralne, nazywane także elektroniką noszoną (ang. wearable devices lub body-worn devices) to niezwykle szeroka kategoria relatywnie niewielkich, lekkich urządzeń, które – jak sama nazwa wskazuje – mogą być zakładane (bezpośrednio lub pośrednio) na ciało użytkownika. Internetowy portal dictionary.com określa znaczenie hasła wearable technology jako „mały komputer lub zaawansowane urządzenie elektroniczne zakładane na ciało lub noszone na nim” [1]. Warto w tym miejscu podkreślić, że rozróżnienie pomiędzy urządzeniami mobilnymi (mobile devices) oraz – w ogólności – przenośnymi (portable devices), a elektroniką ubieralną, polega nie tyle na rzeczywistym sposobie użytkowania, co na pewnych specyficznych rozwiązaniach konstrukcyjnych. O ile bowiem każdy smartfon może być założony np. na ramię biegacza przy użyciu specjalnego etui, to nie czyni to jeszcze owego telefonu członkiem obszernej rodziny urządzeń noszonych. Te ostatnie są bowiem fabrycznie przystosowane do tego, by w jakiś sposób zakładać je na ciało użytkownika, najczęściej na dość długi czas (choć wielu z nas nosi np. inteligentną opaskę czy zegarek przez całą dobę, pomijając oczywiście przerwy niezbędne do naładowania wewnętrznego akumulatora).
Aplikacje elektroniki noszonej
Jednoznaczny podział wszystkich obecnych na rynku urządzeń ubieralnych na całkowicie rozłączne kategorie jest trudny do ustalenia, zwłaszcza w przypadku produktów z segmentu konsumenckiego. Wynika to z bardzo prostego faktu – zdecydowana większość wyrobów znajdujących się w sprzedaży pełni jednocześnie szereg różnych funkcji, przez co trudno je jednoznacznie zaklasyfikować do określonej grupy. Przykładowa klasyfikacja – uwzględniająca ten fakt – mogłaby zatem wyglądać następująco.
Wielofunkcyjne urządzenia konsumenckie stanowią zdecydowanie najszerszą i najłatwiej dostępną (obok słuchawek bezprzewodowych) grupę wyrobów z sektora wearable. Miniaturyzacja wydajnych mikrokontrolerów i procesorów aplikacyjnych o dopracowanych trybach oszczędzania energii, a także upowszechnienie (i – co za tym idzie – spadek cen) doskonałej jakości wyświetlaczy OLED i AMOLED spowodowało, że czołowi producenci smartfonów podjęli próbę przeniesienia części funkcjonalności tychże urządzeń mobilnych na znacznie mniejszą platformę, której rozmiary umożliwiłyby noszenie jej dokładnie tak, jak klasycznego zegarka naręcznego.
Swego rodzaju podgrupą smartwatchy (fotografia 1) są tzw. opaski sportowe (ang. smartbands – fotografia 2), których funkcjonalność w rzeczywistości pokrywa się w przeważającej części z możliwościami smartwatchy, a rozróżnienie pomiędzy nimi opiera się dziś głównie na proporcjach obudowy oraz ukierunkowaniu na funkcje stricte sportowe (w przypadku opasek).
Standardową funkcjonalnością praktycznie wszystkich współczesnych smartwatchy i smartbandów jest pomiar tętna metodą optyczną (fotopletyzmograficzną – fotografia 3), w przypadku bardziej zaawansowanych zegarków często rozszerzony o SpO2 (pulsoksymetr), a nawet proste, jednoodprowadzeniowe EKG, korzystające z metalowych elementów obudowy jako elektrod (fotografia 4).
Co ciekawe, do tej samej grupy należą też ultra-nowoczesne smart ringi (inteligentne pierścienie – fotografia 5).
Te kompaktowe urządzenia stanowią popis współczesnej miniaturyzacji, gdyż w formie stosunkowo cienkiego pierścienia integrują kompletne urządzenie pełniące szereg rozmaitych funkcji – w tym przede wszystkim pomiary podstawowych parametrów biomedycznych (częstości tętna oraz saturacji krwi tętniczej), liczby kroków czy rodzaju aktywności (te dwa ostatnie pomiary są dokonywane za pomocą akcelerometru MEMS). Część smart ringów oferuje także pomiar temperatury skóry, który jednak stanowi bardziej dodatkowy gadżet, niż jakąkolwiek rzeczywistą wartość z medycznego czy użytkowego punktu widzenia.
Urządzenia audio obejmują różnego rodzaju słuchawki bezprzewodowe – zarówno te nauszne (fotografia 6), jak i douszne oraz dokanałowe. Standardem komunikacji obowiązującym w tym obszarze jest oczywiście łącze Bluetooth, choć dostępne są też nieliczne modele słuchawek odbierających sygnał audio za pośrednictwem innych rodzajów transmisji radiowej i sprzedawane zwykle jako akcesoria przeznaczone do użytku domowego (np. do telewizora).
Szczególną grupę stanowią słuchawki określane jako true wireless, czyli popularne „pchełki”, niepołączone ze sobą żadnym pałąkiem ani przewodem (fotografia 7) – dane audio są przesyłane z urządzenia nadrzędnego (smartfona) albo do obydwu słuchawek jednocześnie, albo w całości tylko do jednej z nich, pełniącej jednocześnie rolę przekaźnika strumienia przeciwległego kanału do drugiej słuchawki (rysunek 1).
Urządzenia sportowe – ta grupa, oprócz produktów wymienionych w punkcie pierwszym, obejmuje także jednofunkcyjne czujniki parametrów życiowych (w tym pulsometry w postaci pasów piersiowych – fotografia 8), a także rozmaite produkty pozwalające na śledzenie postępu treningów bądź diagnozowanie problemów, wynikających np. z powtarzalnych, niewłaściwych wzorców ruchowych, charakterystycznych dla danego sportowca (lub pracownika – w obszarze badań nad ergonomią i BHP).
Na rynku dostępne są m.in. systemy śledzenia ruchu (motion tracking) oparte na zestawie bezprzewodowych czujników IMU (fotografia 9), zakładanych na poszczególne segmenty kończyn, tułowia a nawet głowę i przesyłające dane w sposób synchroniczny do centralnego urządzenia odpowiedzialnego za ich agregację.
Urządzenia medyczne to obecnie najbardziej zróżnicowana funkcjonalnie część sektora elektroniki ubieralnej. Większość komercyjnie dostępnych i – co ważne – naprawdę stosowanych w praktyce urządzeń pełni jedną, określoną funkcję. Praktycznie co roku w mediach branżowych pojawiają się doniesienia o kolejnych planowanych lub dokonanych wdrożeniach. W naszym artykule skupimy się jednak na krótkim scharakteryzowaniu tylko wybranych podgrup medycznych urządzeń ubieralnych, ze szczególnym uwzględnieniem tych rozwiązań, które już teraz realnie wpływają na obraz współczesnej medycyny – nie sposób bowiem wskazać wszystkich możliwych zastosowań urządzeń z segmentu wearables we opiece zdrowotnej w 3. dekadzie XXI wieku.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
