Какие сенсоры используются в носимых устройствах

Носимые подключенные устройства весьма перспективны в здравоохранении. Они обеспечивают постоянный доступ к важным источникам данных и показателей здоровья пациента. Шрути Рамешвар Ачарья (Shruti Rameshwar Acharya) рассказывает, без каких датчиков невозможно представить носимые устройства.

С момента анонса первых носимых устройств выделились направления их использования для фитнеса и медицины. Носимые технологии стали одним из новаторских и сложных достижений в технологическом секторе благодаря совершенствованию сенсорных и беспроводных технологий.

Все сенсоры в носимой технике должны быть биосовместимыми, чтобы устройства могли безопасно собирать важную информацию с тела носителя.

По мере роста конкуренции на рынке многие носимые изделия попадают в «жизненный цикл хайпа», и компании постоянно объединяются вокруг различных аспектов носимых устройств. Задачей маркетологов становится поиск аспектов и функционала, за которые пользователи будут платить.

На рынке фитнес-трекеров и медицинских устройств широко используются такие сенсоры, как гироскопы, акселерометры, нательные электроды, датчики температуры, высотомеры, бесконтактные и биохимические датчики.

Гироскоп и акселерометр

Гироскоп измеряет угловую скорость и предназначен для навигации. Он точно определяет ориентацию тела в пространстве и его вращение. Акселерометр – это еще один распространенный сенсор обнаружения движения, отслеживающий разнонаправленную двигательную активность (уклон, наклон и ориентация тела). Большинство фитнес-трекеров, представленных на рынке, часто объединяют гироскоп с акселерометром, чтобы фиксировать тренировочной процесс в 3D.

Носимые электроды

Электрические импульсы в электродах считывают частоту сердечных сокращений человека, поэтому девайсы сделаны так, чтобы крепиться непосредственно к коже. Электроды в медицинских носимых устройствах используются для измерения в ЭМГ, ЭЭГ и ЭКГ.

Современные электроды встроены в одежду, так что ее можно стирать без снятия датчиков. Оптический датчик частоты сердечных сокращений – это усовершенствованная версия носимых электродов, применяемых в здравоохранении. Датчик состоит из фотодиода и светодиодов. Общеизвестно, что тело человека постоянно испускает биофотоны. Фотодиоды в сенсоре улавливают свет, который присутствует в крови. Следовательно, сигнал фотодиода считывает ЧСС.

Датчик температуры

Этот сенсор отслеживает температуру тела. Чем выше температура, тем интенсивнее тренировочный процесс.

Альтиметр

Альтиметр – один из самых необходимых сенсоров для носимых устройств, используемых альпинистами. Усовершенствованной версией альтиметра выступает барометр-анероид, необходимый для измерения показателей высоты и давления.

Бесконтактные сенсоры

Устройства обнаруживают наличие поблизости определенного объекта. Они способны определять, находится ли поблизости человек, неживой объект или даже стена. Однако, выбирая датчик приближения, следует иметь в виду, какой диапазон будет необходим для определения расстояния или даже ширины луча для контроля расстояния. Носимый бесконтактный сенсор полезен в устройствах с приложениями, связанными с обнаружением препятствий, определенных металлических объектов в промышленных установках и т. д.

Биохимические сенсоры

Эти сенсоры в носимом устройстве преобразовывают химический компонент, с которым контактируют, в электрический сигнал. Биохимические сенсоры работают по принципу хемирезистивного обнаружения в носимой конфигурации. Конфигурация электрохимического датчика обеспечивает непрерывный мониторинг EtG (этилглюкуронида, Ethyl glucuronide) – секрета потовых желез человека, чтобы помочь отслеживать уровень метаболизма. Подобные сенсоры широко используются в носимых устройствах для отслеживания количества потребленного алкоголя и образа жизни.

Как правило, успех носимого устройства зависит от интеграции в носимые форм-факторы сенсоров с алгоритмами, которые позволяют врачам, пациентам и всем, кто хочет контролировать и улучшить состояние здоровья, сосредоточиться на профилактике хронических заболеваний. Развитие технологий и разработка усовершенствованных датчиков открывают широкие перспективы в области цифрового здравоохранения.