Dėvimų technologijų naujovės

Dėvimų technologijų naujovės

Dėvimosios technologijos per pastarąjį dešimtmetį sparčiai vystėsi – nuo paprastų fitneso sekiklių iki sudėtingų prietaisų, gebančių realiuoju laiku stebėti platų sveikatos rodiklių spektrą. Pažangių biometrinių duomenų bei protingos aprangos integracija žymi svarbų žingsnį, kaip mes bendraujame su technologijomis, sveikata ir gerove. Šiame straipsnyje nagrinėjamos naujausios dėvimų technologijų naujovės, sutelkiant dėmesį į pažangius biometrinius sprendimus realaus laiko sveikatos stebėjimui ir technologijų integravimą į drabužius per protingą aprangą.

Pažangūs biometriniai duomenys: realaus laiko sveikatos stebėjimas

Biometrinių duomenų supratimas dėvimuose prietaisuose

Biometrika reiškia asmenų unikalių fizinių ir elgesio savybių matavimą bei statistinę analizę. Dėvimuose prietaisuose biometrika apima fiziologinių duomenų stebėjimą, siekiant vertinti sveikatos būklę ir fizinio pasirengimo lygį. Pažangūs biometriniai jutikliai tapo neatskiriama modernių dėvimų prietaisų dalimi, leidžiančia nuolat stebėti sveikatą realiuoju laiku.

Biometrinių jutiklių tipai dėvimuose prietaisuose

  • Širdies ritmo monitoriai
    • Optiniai širdies ritmo jutikliai: Naudoja fotopletyzmografiją (PPG), kad fiksuotų kraujo tūrio pokyčius audinių mikrovaskuliariniame lygmenyje.
    • Elektrokardiogramų (EKG) jutikliai: Matuoja širdies elektros aktyvumą, kad pateiktų tikslesnius širdies ritmo duomenis ir aptiktų nereguliarumus.
  • Kraujo deguonies prisotintumo (SpO2) jutikliai
    • Matuoja hemoglobino kiekį kraujyje, prisotintą deguonimi, kas yra svarbu kvėpavimo funkcijos įvertinimui.
  • Kraujo spaudimo monitoriai
    • Naudoja impulsų perdavimo laiką (PTT) ar kitas technologijas, kad nenutrukdomai įvertintų kraujo spaudimą.
  • Bioimpedanso jutikliai
    • Nustato kūno sudėtį, hidratacijos lygį ir gali būti naudojami stebėti kvėpavimo dažnį.
  • Temperatūros jutikliai
    • Stebi odos temperatūrą, kuri gali rodyti įvairias sveikatos būkles.

Realaus laiko stebėjimo nauda

  • Nuolatinis sveikatos duomenų rinkimas
    • Ankstyvas sveikatos sutrikimų nustatymas: Realaus laiko duomenys leidžia anksti aptikti anomalijas, tokias kaip aritmijos, hipoksija ar aukštas kraujo spaudimas.
    • Lėtinių ligų valdymas: Pacientai, sergantys tokiais sutrikimais kaip diabetas ar širdies liga, gali efektyviau valdyti savo sveikatą, turėdami nuolatinį priežiūrą.
  • Individualizuotos sveikatos įžvalgos
    • Duomenimis pagrįsti patarimai: Dėvimi prietaisai gali teikti individualų grįžtamąjį ryšį bei patarimus, remiantis asmens sveikatos duomenimis.
    • Elgesio pokyčių skatinimas: Realaus laiko grįžtamasis ryšys gali motyvuoti vartotojus įgyvendinti sveikesnį gyvenimo būdą.
  • Nuotolinis pacientų stebėjimas
    • Telemedicinos integracija: Sveikatos priežiūros specialistai gali stebėti pacientus nuotoliniu būdu, sumažindami būtinybę dažnai lankytis konsultacijose.
    • Avarinės reakcijos: Dėvimi prietaisai gali aptikti kritinius sveikatos įvykius ar kritinius nusileidimus ir įspėti neatidėliotinas pagalbos tarnybas.

Pirmaujantys prietaisai ir technologijos

  • Apple Watch serijos
    • EKG funkcionalumas: „Apple Watch Series 4“ ir naujesnės versijos turi patvirtintą EKG funkciją pagal FDA reikalavimus.
    • Kraujo deguonies stebėjimas: Serija 6 pristatė SpO2 stebėjimą sveikatai gerinti.
  • Fitbit Sense
    • Streso valdymas: Įtraukiami elektrodermališki jutikliai (EDA), kurie įvertina streso lygį.
    • Odos temperatūros stebėjimas: Stebi temperatūros pokyčius, galinčius rodyti ligos požymius.
  • Garmin dėvimi prietaisai
    • Pažangūs pasiekimų matavimo rodikliai: Siūlo VO2 max, treniruočių būsenos analizę ir atsigavimo trukmės rekomendacijas.
    • Pulso oksimetras: Matuoja kraujo deguonies prisotintumą.

Ateities tendencijos biometriniame stebėjime

  • Neinvazinis gliukozės stebėjimas
    • Svarba: Ypač svarbu diabetu sergančiųjų gydymui, nes dabartiniai metodai yra invaziniai.
    • Tyrimai ir plėtra: Įmonės ieško optinių jutiklių bei kitų technologijų, skirtų neinvaziniam gliukozės stebėjimui.
  • Patobulintas kraujo spaudimo stebėjimas
    • Be rankovių sprendimai: Kuriamos tikslesnės ir patogesnės kraujo spaudimo stebėjimo metodikos.
    • Samsung Galaxy Watch: Pristatė kraujo spaudimo stebėjimą, naudojant PPG jutiklius ir algoritmus.
  • Dėvimi biosensoriai ligų nustatymui
    • COVID-19 stebėjimas: Dėvimi prietaisai gali aptikti ankstyvus infekcijos požymius, remiantis fiziologiniais pokyčiais.
    • Lėtinių ligų biomarkeriai: Nustatomi specifiniai biomarkeriai ligoms, pvz., Parkinsono ar Alzheimerio ligai.

Protinga apranga: technologijų integravimas į drabužius

Protingos aprangos apibrėžimas

Protinga apranga, dar vadinama elektroniniais tekstilėmis (e-textiles), reiškia drabužius, į kuriuos įsiūbioti skaitmeniniai komponentai ir elektronika, suteikiantys papildomą funkcionalumą, kuris viršija tradicinį panaudojimą. Tokia integracija leidžia drabužiams veikti kaip sąsaja tarp dėvėtojo ir technologijų, gerinant komfortą, patogumą ir sveikatos stebėjimą.

Technologijos, naudojamos protingoje aprangoje

  • Vedarieji audiniai ir siūlai
    • Funkcija: Leidžia elektros signalams praeiti per drabužį, jungiant jutiklius ir įrenginius.
    • Medžiagos: Dažnai pagaminti iš sidabro, vario ar anglies skiedrintų pluoštų.
  • Įsiūbti jutikliai ir veikikliai (aktuatoriai)
    • Jutiklių tipai: Įtraukia judesio jutiklius, širdies ritmo monitorius, temperatūros ir slėgio jutiklius.
    • Veikikliai: Teikia haptišką grįžtamąjį ryšį arba reguliuoja drabužio savybes (pvz., savęs šildančias striukes).
  • Lanksti elektronika
    • Spausdintinės plokštės (PCB): Sukurtos būti lanksčios ir patvarios, tinkamos integracijai į audinius.
    • Tempstantys akumuliatoriai: Energijos šaltiniai, kurie gali lankstytis ir tempiami kartu su drabužiu.

Protingos aprangos taikymo sritys

  • Fitnesas ir sportas
    • Rezultatų stebėjimas: Stebi tokius rodiklius kaip širdies ritmas, raumenų aktyvumas ir judesių modeliai.
    • Treniruočių tobulinimas: Teikia realaus laiko grįžtamąjį ryšį, padedančią tobulinti techniką ir mažinti traumų riziką.
    • Pavyzdys: Hexoskin Smart Shirts
      • Savybės: Matuoja širdies ritmą, kvėpavimo dažnį ir veiklos lygį.
      • Naudojimo atvejai: Naudojami sportininkų pasiekimų optimizavimui bei klinikiniuose tyrimuose.
  • Sveikatos ir medicinos stebėjimas
    • Lėtinių ligų valdymas: Stebi gyvybinius rodiklius pacientams, sergantiems širdies ligomis ar kitomis lėtinėmis būklėmis.
    • Reabilitacija: Padeda fizinės terapijos metu, stebint judesius ir užtikrinant, kad pratimai atliekami tinkamai.
    • Pavyzdys: Sensoria Smart Socks
      • Savybės: Įrengti tekstiliniai slėgio jutikliai, skirti analizuoti žingsnių techniką ir kojų nusileidimą.
      • Privalumai: Padeda užkirsti kelią traumoms ir valdyti, pavyzdžiui, diabetinių pėdų opų atvejus.
  • Kasdienis patogumas ir saugumas
    • Prisitaikanti apranga: Pakeičia savybes pagal aplinkos sąlygas, pvz., termoregulaciniai audiniai.
    • Saugumo funkcijos: Drabužiai su LED apšvietimu, skirtas didesniam matomumui ar smūgio aptikimui darbo drabužiams.
    • Pavyzdys: Levi's® Commuter™ Trucker Jacket su Jacquard™ by Google
      • Savybės: Leidžia dėvėtojams valdyti muziką, navigaciją bei skambučius per gestus, atliekamus striukės rankovėje.
      • Technologija: Naudoja vedamąsias siūlus, įsiūbiotus į audinį, sujungtus su nuimamu protingu žyminčiu įrenginiu.

Iššūkiai ir ateities perspektyvos protingoje aprangoje

  • Techniniai iššūkiai
    • Patvarumas ir skalbiamumas: Užtikrinti, kad protingos tekstilės atlaikytų kasdieninį naudojimą ir skalbimą be savybių praradimo.
    • Energijos tiekimas: Kuriant efektyvius, lengvus ir saugius energijos šaltinius.
  • Vartotojų priėmimas
    • Komfortas ir stilius: Suderinti technologinį funkcionalumą su komfortu bei estetiniais reikalavimais.
    • Privatumas ir duomenų saugumas: Sprendžiant duomenų surinkimo ir apsaugos klausimus.
  • Ateities plėtra
    • Energijos rinkimo audiniai: Drabužiai, kurie generuoja energiją iš judėjimo ar kūno šilumos.
    • Pažangios medžiagos: Nanotechnologijų ir grafeno integracija, siekiant pagerinti jutiklių galimybes.
    • Integracija su daiktų internetu (IoT): Kuriamos sujungtos sistemos, kur drabužiai bendrauja su kitais įrenginiais.

Dėvimų technologijų naujovės, ypač pažangių biometrinių duomenų ir protingos aprangos srityje, revoliucionizuoja būdus, kuriais mes stebime sveikatą ir bendraujame su technologijomis. Realaus laiko sveikatos stebėjimas, pasitelkus pažangius biometrinius jutiklius, suteikia vertingų įžvalgų apie mūsų gerovę, leidžiant proaktyviai valdyti sveikatą bei gerinti medicininius rezultatus. Protinga apranga yra nauja erdvė, integruojanti technologijas į kasdieninius drabužius, taip didinant funkcionalumą nepakenkiant komfortui ar stiliui.

Tęsiant mokslinius tyrimus ir plėtros darbus, dėvimų prietaisų potencialas pakeisti sveikatos priežiūrą, sportą bei kasdienį gyvenimą yra milžiniškas. Dėvimių prietaisų integracija į platesnes technologines ekosistemas žada ateitį, kurioje technologijos taps ne tik priedu, bet ir neatsiejama mūsų gyvenimo dalimi, stiprinančia mūsų gebėjimus bei gerovę.

Naudota literatūra

 

  1. Jain, A. K., et al. (2016). Biometric recognition: Challenges and opportunities. Nature, 449(7164), 38-40. 
  2. Tamura, T., et al. (2014). Wearable photoplethysmographic sensors—Past and present. Electronics, 3(2), 282-302. 
  3. Hannun, A. Y., et al. (2019). Cardiologist-level arrhythmia detection and classification in ambulatory electrocardiograms using a deep neural network. Nature Medicine, 25(1), 65-69. 
  4. Jubran, A. (2015). Pulse oximetry. Critical Care, 19(1), 272. 
  5. Chen, W., & Gao, L. (2020). Pulse arrival time-based cuffless and continuous blood pressure monitoring: A literature review. Healthcare Technology Letters, 7(3), 94-108. 
  6. Lopez, G., et al. (2018). Bioimpedance spectroscopy: Basics and applications. Journal of Physics: Conference Series, 407(1), 012002. 
  7. Ring, E. F. J., & McEvoy, H. (2010). The measurement of skin temperature using infrared thermography. Thermology International, 20(3), 53-59. 
  8. Steinhubl, S. R., et al. (2015). Wearable biosensors and the future of early detection in cardiology. European Heart Journal, 36(26), 1658-1659. 
  9. Fay, B. T., & Lerner, B. D. (2013). Continuous glucose monitoring: A review of recent studies demonstrating improved glycemic outcomes. Journal of Diabetes Science and Technology, 7(4), 1021-1028. 
  10. Piwek, L., et al. (2016). The rise of consumer health wearables: Promises and barriers. PLOS Medicine, 13(2), e1001953. 
  11. Patel, M. S., et al. (2015). Individual versus team-based financial incentives to increase physical activity: A randomized, controlled trial. Journal of General Internal Medicine, 31(7), 746-754. 
  12. Anker, S. D., et al. (2011). Telemedicine and remote management of patients with heart failure. The Lancet, 378(9792), 731-739. 
  13. Aziz, O., et al. (2017). A pervasive fall detection system using mobile phones. Telemedicine and e-Health, 23(2), 147-151. 
  14. Bumgarner, J. M., et al. (2018). Smartwatch algorithm for automated detection of atrial fibrillation. Journal of the American College of Cardiology, 71(21), 2381-2388. 
  15. Apple Inc. (2020). Apple Watch Series 6: The future of health is on your wrist. Retrieved from https://www.apple.com/apple-watch-series-6/ 
  16. Fitbit Inc. (2020). Introducing Fitbit Sense: Our most advanced health smartwatch. Retrieved from https://blog.fitbit.com/fitbit-sense/ 
  17. Yao, Y., et al. (2019). Skin temperature measurement using a smartphone sensor. Sensors, 19(10), 2364. 
  18. Garmin Ltd. (2020). Forerunner® 945. Retrieved from https://buy.garmin.com/en-US/US/p/641435 
  19. Schein, M. H., et al. (2019). Accuracy of a wrist-worn heart rate monitor in patients with atrial fibrillation. Heart Rhythm, 16(9), 1436-1440. 
  20. International Diabetes Federation. (2019). IDF Diabetes Atlas (9th ed.). Retrieved from https://www.diabetesatlas.org/ 
  21. Kim, J., et al. (2019). Non-invasive glucose monitoring using Raman spectroscopy of rat skin. Surgical Endoscopy, 33(7), 2323-2330. 
  22. Mukkamala, R., et al. (2015). Toward ubiquitous blood pressure monitoring via pulse transit time: Theory and practice. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 62(8), 1879-1901. 
  23. Samsung Electronics. (2020). Samsung Health Monitor app with blood pressure and ECG tracking launches on Galaxy Watch3 and Galaxy Watch Active2. Retrieved from https://news.samsung.com/global/samsung-health-monitor-app-with-blood-pressure-and-ecg-tracking-launches-on-galaxy-watch3-and-galaxy-watch-active2 
  24. Quer, G., et al. (2020). Wearable sensor data and self-reported symptoms for COVID-19 detection. Nature Medicine, 27(1), 73-77. 
  25. Kassal, P., et al. (2018). Wearable chemical sensors for monitoring health and wellbeing. Chemical Society Reviews, 47(1), 437-459. 
  26. Tao, X. (2001). Smart fibres, fabrics and clothing: Fundamentals and applications. Woodhead Publishing. 
  27. Stoppa, M., & Chiolerio, A. (2014). Wearable electronics and smart textiles: A critical review. Sensors, 14(7), 11957-11992. 
  28. Cherenack, K., & van Pieterson, L. (2012). Smart textiles: Challenges and opportunities. Journal of Applied Physics, 112(9), 091301. 
  29. Mattmann, C., et al. (2008). Textile pressure sensor for muscle activity and motion detection. IEEE Sensors Journal, 8(3), 451-457. 
  30. Tacca, G. D., et al. (2012). Smart garments for football training and rehabilitation. IEEE Pervasive Computing, 11(2), 22-29. 
  31. Wong, R. C., et al. (2006). Flexible printed circuit boards for the miniaturization of wearable devices. IEEE Transactions on Advanced Packaging, 29(2), 316-325. 
  32. Yang, Y., et al. (2019). Stretchable energy-storage devices: From fundamental mechanisms to wearable applications. Chemical Society Reviews, 48(3), 735-756. 
  33. Singh, J. P., et al. (2018). Smart textiles for wearable electronics applications. Advances in Materials Science and Engineering, 2018, 1-24. 
  34. Aminian, K., & Najafi, B. (2004). Capturing human motion using body-fixed sensors: Outdoor measurement and clinical applications. Computer Animation and Virtual Worlds, 15(2), 79-94. 
  35. Hexoskin. (2020). Hexoskin Smart Shirts. Retrieved from https://www.hexoskin.com/ 
  36. Rachim, V. P., & Chung, W. Y. (2016). Wearable-band type visible light communication for indoor activity monitoring. Sensors, 16(12), 1751. 
  37. Catrysse, M., et al. (2004). Towards the integration of textile sensors in a wireless monitoring suit. Sensors and Actuators A: Physical, 114(2-3), 302-311. 
  38. Bonato, P. (2005). Advances in wearable technology and applications in physical medicine and rehabilitation. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2(1), 2. 
  39. Sensoria Inc. (2020). Sensoria Smart Socks. Retrieved from https://www.sensoriafitness.com/ 
  40. Najafi, B., et al. (2010). Ambulatory system for human motion analysis using a kinematic sensor: Monitoring of daily physical activity in the elderly. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 50(6), 711-723. 
  41. Fan, J., et al. (2004). Smart clothing: From thermal comfort to wearing styles. International Journal of Clothing Science and Technology, 16(1/2), 84-95. 
  42. Dias, T., et al. (2010). Electronic textiles: An overview of the state of the art and future research directions. Sensors, 10(12), 11198-11219. 
  43. Levi Strauss & Co. (2017). Introducing the Levi's® Commuter™ Trucker Jacket with Jacquard™ by Google. Retrieved from https://www.levi.com/US/en_US/features/jacquard 
  44. Google ATAP. (2019). Jacquard by Google. Retrieved from https://atap.google.com/jacquard/ 
  45. Gong, S., et al. (2019). Washable, sewable, and wearable electronics: A review. Advanced Materials Technologies, 4(4), 1800327. 
  46. Li, C., et al. (2019). Advances in flexible and wearable energy storage devices for e-textiles. Information Display, 35(1), 16-23. 
  47. Hardy, D., et al. (2019). A survey of academic and industrial research towards stretchable batteries. Batteries, 5(4), 58. 
  48. Tehrani, K., & Michael, A. (2014). Wearable technology and wearable devices: Everything you need to know. Wearable Devices Magazine, 1-17. 
  49. Zhu, M., et al. (2019). Self-powered and self-functional cotton fabrics for versatile wearable energy harvesting and sustainable utilization. ACS Nano, 13(2), 1940-1952. 
  50. Chen, X., et al. (2020). Nanotechnology in wearable electronics: A panorama of materials and structures. Advanced Functional Materials, 30(17), 1908892. 
  51. Sundmaeker, H., et al. (2010). Vision and challenges for realizing the Internet of Things. Cluster of European Research Projects on the Internet of Things, European Commission. 

 

← Ankstesnis straipsnis                    Kitas straipsnis →

 

 

Į pradžią

Вернуться к блогу