5种传感器技术有望在可穿戴设备中脱颖而出

现在最大的问题是:今年,明年及以后,下一代可穿戴设备还将添加哪些其他传感器?

  当前,大多数智能手表和健身追踪器装满了传感器。以Apple Watch Series 4为例,它具有用于测量高度的气压高度计、用于获取ECG读数的电子心脏传感器、用于保持运动状态的加速度计、用于测量心率的光学心脏传感器、用于跟踪心律的陀螺仪移动和旋转、以及环境光传感器来控制屏幕的亮度。

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Apple Watch Series 4

  尽管可穿戴设备内部空间非常有限,但是随着技术的发展和设备先进性的提高,增加了很多新的传感器,不仅可以告诉我们更多有关自己的信息,还可以告诉我们周围世界的更多信息。苹果最近在Series 4中增加了电子心脏传感器,从而改变了现状,预计会有更多的科技品牌效仿。

  现在最大的问题是:今年,明年及以后,下一代可穿戴设备还将添加哪些其他传感器?正如你所期望的,这很不容易猜测,许多公司都守口如瓶揭示新技术。

  但是,我们可以基于当前正在寻求资金的更多可穿戴产品,以及医疗技术界正在研究和从事的工作,对主流可穿戴设备的储备做出一些预测。

  空气质量、污染和有毒气体的测量

  在过去的四年中,致力于感知我们周围空气质量的技术激增,无论是一般污染和过敏原,还是更多有害气体和毒素。

  空气感应和清洁技术并不是什么新技术,它已经通过Netatmo Home Coach等设备进入了我们的智能家居。但是我们在家呼吸的空气只是我们生活的一部分。

  据悉,许多公司已经在想办法以24/7全天候携带空气传感技术。Plume Labs于2018年6月推出了Flow可穿戴式空气污染跟踪仪。它看起来像是记忆棒,贴在袋子或衣服上,可在旅行时跟踪污染。然后,它收集的数据有助于构建城市空气质量的众包地图-并标出要避开的地方。

  向可穿戴设备添加空气传感技术的问题在于,产生读数依赖于许多不同的组件。例如,Flow通过将来自颗粒物传感器的激光束射入进入设备的空气颗粒来工作。从它们散射的光被转换成电流,然后由VOC和NOC传感器读取。

  还有其他测量空气质量的方法,但是目前将这种技术包装在智能手表的小巧机身中是一个挑战。

  这并不是说科技品牌没有尝试。2019年1月,Patently Apple团队发现了一项Apple专利,该专利在Apple Watch和iPhone中集成了有毒气体传感器。该专利主要针对一氧化碳传感,这是一种致命的无味气体。

  尽管大多数Apple专利都没有将其应用于最终产品,但这很有趣,因为在另一次迭代中,它可以像Flow一样用作连续显示器,但可以戴在手腕上。这可能用于帮助监测高污染水平区域的空气质量,但也可能被某些行业使用,例如需要提醒有毒气体存在的矿工。

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Galaxy Watch Active

  血压监测

  去年,我们探讨了血压为何是可穿戴技术的下一个重大挑战,以及许多公司如何加紧帮助人们识别高血压。

  很多人已经可以在家中使用许多不同的智能血压计,以及可穿戴式的Omron HeartGuide可穿戴式设备,它可以在智能手表的袖口中巧妙地添加一个血压计。

  大多数血压监测仪都需要切断血液循环才能读取数据,这使得将这种技术应用于苗条的可穿戴设备变得困难。不仅如此,上臂是测量血压的金标准,手腕也没有那么有效。

  但是还有其他测量血压的方法,三星最近推出了Galaxy Watch Active,它使用光学监视器来测量血压,尽管该技术尚未获得FDA的批准。

  根据这种类型的光学监视器的成功程度,我们可能很快会在其他设备中看到血压传感技术。毕竟,Fitbit的首席执行官詹姆斯·帕克(James Park)提到了血压监测功能的发展可追溯到2015年。

  而且,正如很多人所期望的,苹果公司已为充气式血压计申请了专利,而微软也一直在探索将血压监测技术添加到头戴式设备中的可能性。

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  生物特征认证

  当涉及到解锁手机时,指纹传感器现在在许多主要型号上都很普遍。但是,可以从人体中寻找不同生物特征信息的新型传感器可以很快用于让我们的可穿戴设备识别出我们,并确保我们是唯一使用它们的传感器。

  苹果公司申请的另一项专利提供了腕带生物识别传感器的详细信息,该传感器位于表带的内部,可以读取不同模式的皮肤纹理。该专利中提出的传感器包括多个生物特征感测像素,该像素与处理器耦合以感知皮肤纹理图案并将其用作身份验证的形式。

  这不是Apple首次考虑在其可穿戴设备中添加用于身份验证目的的生物识别传感器。早在2015年,就申请了另一项专利,该专利涉及一种基于脉搏描记法的识别系统,该系统使用光传感器记录血液量的变化。

  类似的研究也涉及到根据腕部静脉来判断某人是否是他们所说的人的方法。一个2016年的研究提出,将利用近红外(NIR)照明以捕捉详细的手腕静脉图像,研究人员发现了在所有科目中唯一的手腕静脉传感器。

  从步态检测到虹膜扫描,其他各种技术都使用了各种身份验证传感器。但是,要将生物特征认证集成到可穿戴设备中,它必须很小,并且理想情况下可以感知某人的手腕上存在的标记,这就是为什么皮肤纹理和手腕静脉图像将来都可能有用的原因。

  密切关注血糖水平

  从手腕监测葡萄糖水平的能力将对个人健康跟踪以及糖尿病患者的生活产生巨大的影响,如果足够准确的话。

  已经有大量的葡萄糖监测仪供个人使用,但是在穿戴式设备中使用无创,连续的葡萄糖传感器的好处将意味着您可以实时查看糖摄入量和运动对血糖水平的影响。 。

  这样做的含义是您可以更好,更即时地调整饮食。而且,考虑到饮食是维持健康生活方式的重要组成部分,因此掌握饮食可能会改变生活。

  大多数制造可穿戴技术的公司可能会考虑是否可以进行血糖监测。苹果公司最近获得了一项技术专利,该技术听起来类似于非侵入性葡萄糖监测,并使用基于光的光学传感器来检查您的血液中的葡萄糖。

  Fitbit还进入了葡萄糖监测领域。首先,它与One Drop合作,为Fitbit Ionic用户提供了糖尿病管理解决方案。最近,它向Sano公司投资了600万美元,该公司正在开发一个小补丁,可以通过无痛读取皮肤下的组织液来跟踪您的葡萄糖。

  但是,将这种技术引入可穿戴设备的最大挑战之一是很难通过手腕上的非侵入性方法来获得良好的阅读效果。这意味着,即使对我们的可穿戴设备进行葡萄糖监测,也可能不够准确,无法帮助建议糖尿病患者的胰岛素剂量。

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汗液感知

  汗液感知

  旨在从汗液中读取读数的传感器可以监控各种事物,包括电解质水平,以帮助运动员注意脱水和疲劳。血糖水平可追踪糖尿病风险;或皮质醇水平,可能会影响情绪压力、新陈代谢、血压等。

  有许多不同的传感器技术可以测量汗液,包括使用可以安装在头带或腕带中的电化学传感器,以及直接应用于皮肤的贴剂。斯坦福大学研究人员目前正在开发的一种贴剂是由一种膜组成,该膜可以使汗液中的盐类通过,然后在途中收集并测量皮质醇。

  类似的传感器已经进入可穿戴设备。宾夕法尼亚大学已经使用石墨烯来创建GraphWear的SweatSmart,而LVL和Halo Wearables等公司也一直在考虑将汗水作为保湿的手段。

  尽管似乎没有任何主流计划将汗液传感器添加到主流可穿戴设备的可靠计划,但这是一种保持健康状态的好方法,原因有很多,包括无创,提供连续监控并可以标记达到许多生理条件。在大型可穿戴技术公司发现潜力之前,雄心勃勃的初创公司首先要在汗水感应方面取得突破可能要归功于该公司。

  总而言之,这些传感器技术中的许多技术距离添加到我们的可穿戴设备中可能还有很长的路要走,到那时,我们可能已经完全摆脱了腕关节可穿戴设备,而转向了皮肤传感器甚至可食用设备。但是,苹果去年进入ECG读取技术领域的过程表明,主要的可穿戴公司都致力于在技术允许的情况下尽快在其设备中内置新传感器,以结合数据点并为我们的健康状况提供更准确的描述。

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