在可穿戴技術(shù)中發(fā)揮作用的傳感器
可穿戴式連接設(shè)備具有廣闊的前景,尤其是在醫(yī)療保健領(lǐng)域。使用這些設(shè)備,我們可以連續(xù)訪問重要的數(shù)據(jù)源,而不是定期測(cè)量與健康相關(guān)的征兆。本文介紹了支持這些可穿戴設(shè)備的各種傳感器,其中包括陀螺儀,加速度計(jì),可穿戴電極,溫度傳感器,高度計(jì),接近傳感器和生化傳感器。
在過去的幾年中,可穿戴電子行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展。該領(lǐng)域被進(jìn)一步細(xì)分為一般健身和醫(yī)療應(yīng)用。如今,大多數(shù)人迷上了可以戴在手腕,腳踝,肩膀等周圍的各種時(shí)尚設(shè)備。對(duì)于普通人來說,可穿戴電子設(shè)備無疑以一種更輕松的方式重新激發(fā)了對(duì)人體解剖學(xué)的理解。由于傳感器和無線技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)今的可穿戴技術(shù)是技術(shù)領(lǐng)域最先驅(qū)和最先進(jìn)的技術(shù)之一。
從基本需求的角度來看,可穿戴設(shè)備中的所有傳感器都具有生物相容性,因此該設(shè)備可以在身體上安全運(yùn)行以收集重要信息。同樣,這些傳感器因設(shè)備而異。隨著許多可穿戴產(chǎn)品因?yàn)槭袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇而陷入炒作曲線,公司不斷圍繞可穿戴產(chǎn)品的各個(gè)方面進(jìn)行整合,從而改變其價(jià)值。這些設(shè)備中的一種此類增值來自傳感器。那么,這些設(shè)備中嵌入了哪些傳感器可以進(jìn)行如此高效和有用的分析呢?
下面列出了一些在健身追蹤器和醫(yī)療設(shè)備中廣泛使用的流行傳感器。
陀螺儀和加速度計(jì):
陀螺儀用于測(cè)量角速度,并可以用于導(dǎo)航目的,因?yàn)樗梢詸z測(cè)方向和旋轉(zhuǎn)。另一個(gè)常用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)傳感器是加速度計(jì),它可以跟蹤人體在各個(gè)方向上的基本運(yùn)動(dòng),例如傾斜和身體的整體方向。陀螺儀通常與加速度計(jì)配對(duì)以給出鍛煉運(yùn)動(dòng)的3D表示。市場(chǎng)上大多數(shù)健身追蹤器都使用這種組合來牢牢把握3D鍛煉動(dòng)作。
可穿戴電極:
電極中的電脈沖可以讀取人的心率,因此電極可以直接貼在皮膚上。醫(yī)用可穿戴設(shè)備中的電極在醫(yī)生中非常流行,用于測(cè)量身體特定部位的肌電、腦電圖和心電圖。作為一項(xiàng)進(jìn)步,這種電極現(xiàn)在集成到可穿戴的衣服中,這樣就可以在不拆下傳感器的情況下進(jìn)行清洗。光學(xué)心率傳感器是醫(yī)療保健中使用的可穿戴電極的高級(jí)版本。傳感器通常由系統(tǒng)一側(cè)的光電二極管和LED組成。眾所周知,我們的身體不斷發(fā)出生物光子。傳感器中的光電二極管捕獲血液中的光。因此,光電二極管信號(hào)可讀取人的瞬時(shí)心跳。
溫度傳感器:
顧名思義,該傳感器可跟蹤人體溫度;身體似乎變熱的程度越高,帶有此傳感器的健身追蹤器檢測(cè)到的鍛煉強(qiáng)度就越大。
高度計(jì):
高度計(jì)是登山者使用的可穿戴設(shè)備中必不可少的傳感器之一。該傳感器在爬山時(shí)測(cè)量海拔高度。如今,高度計(jì)的高級(jí)版本是無液氣壓計(jì)。氣壓計(jì)可測(cè)量壓力,而高度計(jì)則可測(cè)量高度,因?yàn)閮烧咧g存在直接關(guān)系。
接近傳感器:
顧名思義,接近傳感器可檢測(cè)附近是否存在已定義的對(duì)象。所定義的主題從實(shí)際的人到非生命的物體甚至墻壁不等。但是,在選擇接近傳感器時(shí),有必要了解檢測(cè)距離的理想范圍,甚至是監(jiān)視距離的光束寬度??纱┐魇浇咏鼈鞲衅髟谂c障礙物檢測(cè),工業(yè)設(shè)備中某些金屬物體的檢測(cè)等應(yīng)用相關(guān)的設(shè)備中非常有用。
生化傳感器:
可穿戴設(shè)備中的該傳感器可以將接觸的化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。生化傳感器在可穿戴配置中致力于化學(xué)反應(yīng)檢測(cè)的機(jī)制。電化學(xué)傳感器配置可對(duì)人的汗液中的EtG(葡萄糖醛酸乙酯)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),以幫助跟蹤其代謝率。這種傳感器也已廣泛用于可穿戴設(shè)備中,以追蹤人的酒精消耗和總體生活方式。
一般來說,可穿戴設(shè)備的成功依賴于將傳感器和算法集成到可穿戴的外形因素中,這使得醫(yī)生、患者和所有尋求更健康生活的人都能更專注于預(yù)防慢性病。今天,由于這些設(shè)備,我們可以獲得連續(xù)收集的數(shù)據(jù),而不是定期測(cè)量與健康有關(guān)的體征。我們只能想象,隨著這一主題的研發(fā)不斷發(fā)展,在數(shù)字健康領(lǐng)域還沒有看到的各種進(jìn)步。