Wearable Technology Innovations

Puettavissa olevat teknologiainnovaatiot

Puettava tekniikka on kehittynyt nopeasti viimeisen vuosikymmenen aikana, ja se on muuttunut yksinkertaisista kuntoseurantalaitteista kehittyneiksi laitteiksi, jotka pystyvät seuraamaan monenlaisia ​​terveysmittareita reaaliajassa. Kehittyneiden biometristen tietojen ja älykkäiden vaatteiden integrointi on merkittävä harppaus vuorovaikutuksessa teknologian, terveyden ja hyvinvoinnin kanssa. Tämä artikkeli tutkii puettavan teknologian uusimpia innovaatioita keskittyen kehittyneisiin biometrisiin reaaliaikaiseen terveydentilan seurantaan ja teknologian integroimiseen vaatteisiin älyvaatteiden avulla.

Kehittynyt biometriikka: Reaaliaikainen terveydentilan seuranta

Puettavien tuotteiden biometrian ymmärtäminen

Biometrialla tarkoitetaan ihmisten ainutlaatuisten fyysisten ja käyttäytymisominaisuuksien mittaamista ja tilastollista analysointia. Puettavien tavaroiden yhteydessä biometriikkaan sisältyy fysiologisten tietojen seuranta terveyden ja kuntotason seuraamiseksi. Kehittyneistä biometrisista antureista on tullut olennainen osa nykyaikaisia ​​puettavia laitteita, mikä mahdollistaa jatkuvan, reaaliaikaisen terveydentilan seurannan.

Biometristen antureiden tyypit puettavissa vaatteissa

Sykemittarit

  • Optiset sykeanturit: Käytä fotopletysmografiaa (PPG) havaitaksesi veren tilavuuden muutokset kudoksen mikrovaskulaarisessa kerroksessa.
  • Elektrokardiogrammin (EKG) anturit: Mittaa sydämen sähköistä aktiivisuutta saadaksesi tarkemmat sykelukemat ja havaitaksesi epäsäännöllisyydet.

Veren happisaturaatio (SpO2) -anturit

  • Mittaa hapella kyllästetyn hemoglobiinin prosenttiosuus verestä, mikä on tärkeää hengitystoiminnan arvioinnissa.

Verenpainemittarit

  • Käytä pulssin siirtoaikaa (PTT) tai muita tekniikoita verenpaineen non-invasiiviseen arviointiin.

Bioimpedanssisensorit

  • Arvioi kehon koostumus, nestetaso ja sitä voidaan käyttää hengitystiheyden seuraamiseen.

Lämpötila-anturit

  • Seuraa ihon lämpötilaa, mikä voi olla osoitus erilaisista terveydentilasta.

Reaaliaikainen seuranta ja sen edut

Jatkuva terveystietojen keruu

  • Terveysongelmien varhainen havaitseminen: Reaaliaikaiset tiedot mahdollistavat poikkeamien, kuten rytmihäiriöiden, hypoksian tai verenpainetaudin, havaitsemisen varhaisessa vaiheessa.
  • Kroonisten sairauksien hallinta: Potilaat, joilla on diabetes tai sydänsairaus, voivat hallita terveyttään tehokkaammin jatkuvalla seurannalla.

Henkilökohtaiset terveystiedot

  • Tietoihin perustuvat suositukset: Wearables voi tarjota henkilökohtaista palautetta ja valmennusta yksilöllisten terveystietojen perusteella.
  • Käyttäytymisen muutoksen tuki: Reaaliaikainen palaute voi motivoida käyttäjiä omaksumaan terveellisempiä elämäntapoja.

Potilaiden etävalvonta

  • Telelääketieteen integrointi: Terveydenhuollon tarjoajat voivat seurata potilaita etänä, mikä vähentää toistuvien henkilökohtaisten käyntien tarvetta.
  • Hätätoimet: Puettavat laitteet voivat havaita putoamisen tai kriittiset terveystapahtumat ja varoittaa hätäpalveluja.

Johtavat laitteet ja tekniikat

Apple Watch -sarja

  • EKG-toiminnallisuus: Apple Watch Series 4 ja uudemmat mallit sisältävät FDA:n hyväksymät EKG-ominaisuudet.
  • Veren hapen seuranta: Series 6 esitteli SpO2-valvonnan hyvinvointitarkoituksiin.

Fitbit Sense

  • Stressinhallinta: Sisältää elektrodermaalisen aktiivisuuden (EDA) anturit stressitason arvioimiseksi.
  • Ihon lämpötilan seuranta: Valvoo muunnelmia, jotka voivat viitata sairauteen.

Garmin Wearables

  • Kehittyneet suorituskykymittarit: Tarjoa VO2 max -arvoa, harjoittelun tilaa ja palautumisaikaehdotuksia.
  • Pulssi ox anturi: Tarjoaa veren happisaturaatiotasoja.

Biometrisen valvonnan tulevaisuuden trendit

Ei-invasiivinen glukoosin seuranta

  • Merkitys: Kriittinen diabeteksen hallinnassa; Nykyiset menetelmät ovat invasiivisia.
  • Tutkimus ja kehitys: Yritykset tutkivat optisia antureita ja muita tekniikoita ei-invasiiviseen glukoosin seurantaan.

Tehostettu verenpaineen seuranta

  • Cuffless Solutions: Tarkempien ja kätevämpien menetelmien kehittäminen verenpaineen seurantaan.
  • Samsung Galaxy Watch: Otettiin käyttöön verenpaineen seuranta PPG:tä ja algoritmeja käyttäen.

Käytettävät biosensorit sairauksien havaitsemiseen

  • COVID-19-valvonta: Puettavat vaatteet, jotka havaitsevat infektion varhaiset merkit fysiologisten muutosten kautta.
  • Kroonisten sairauksien biomarkkerit: Tiettyjen biomarkkerien tunnistaminen sairauksille, kuten Parkinsonin tai Alzheimerin taudille.

Smart Clothing: teknologian integrointi vaatteisiin

Älykkäiden vaatteiden määrittely

Älykkäät vaatteet tai e-tekstiilit viittaavat vaatteisiin, joissa on digitaalisia komponentteja ja elektroniikkaa, jotka tarjoavat lisätoimintoja perinteisen käytön lisäksi. Tämän integroinnin ansiosta vaatteet voivat toimia käyttöliittymänä käyttäjän ja teknologian välillä, mikä parantaa mukavuutta, käyttömukavuutta ja terveyden seurantaa.

Smart Clothingissa käytetyt tekniikat

Johtavat kankaat ja langat

  • Toiminto: Anna sähkösignaalien kulkea vaatteiden, yhdistävien antureiden ja laitteiden läpi.
  • Materiaalit: Valmistettu usein hopeasta, kuparista tai hiilellä täytetyistä kuiduista.

Sulautetut anturit ja toimilaitteet

  • Anturityypit: Sisältää liikeanturit, sykemittarit, lämpötila-anturit ja paineanturit.
  • Toimilaitteet: Anna haptista palautetta tai säädä vaatteen ominaisuuksia (esim. itsestään kuumenevat takit).

Joustava elektroniikka

  • Painetut piirilevyt (PCB): Suunniteltu joustavaksi ja kestäväksi integroitavaksi kankaisiin.
  • Joustavat paristot: Virtalähteet, jotka voivat taipua ja venyä vaatteen mukana.

Smart Clothingin sovellukset

Kunto ja urheilu

  • Suorituskyvyn seuranta: Seuraa mittareita, kuten sykettä, lihastoimintaa ja liikemalleja.
  • Harjoittelun tehostaminen: Anna reaaliaikaista palautetta parantaaksesi tekniikkaa ja vähentääksesi loukkaantumisriskiä.

Esimerkki: Hexoskin Smart Shirts

  • Ominaisuudet: Mittaa sykettä, hengitystiheyttä ja aktiivisuustasoja.
  • Käyttötapaukset: Urheilijat käyttävät suorituskyvyn optimointiin ja tutkijat kliinisissä tutkimuksissa.

Terveyden ja lääketieteen seuranta

  • Kroonisten sairauksien hallinta: Tarkkaile elintoimintoja potilailla, joilla on esimerkiksi sydän- ja verisuonitauti.
  • Kuntoutus: Auta fysioterapiassa seuraamalla liikkeitä ja varmistamalla, että harjoitukset suoritetaan oikein.

Esimerkki: Sensoria Smart Socks

  • Ominaisuudet: Varustettu tekstiilipaineantureilla, jotka analysoivat kävely- ja jalkalaskutekniikoita.
  • Edut: Auttaa ehkäisemään vammoja ja hallitsemaan sairauksia, kuten diabeettisia jalkahaavoja.

Arjen mukavuutta ja turvallisuutta

  • Mukautuvat vaatteet: Säätyy ympäristöolosuhteisiin, kuten lämpötilaa sääteleviin kankaisiin.
  • Turvaominaisuudet: Sisältää vaatteet, joissa on LED-valot näkyvyyden tai iskun havaitsemiseen työvaatteissa.

Esimerkki: Levi's Commuter Trucker -takki Googlen Jacquardilla

  • Ominaisuudet: Antaa käyttäjän hallita musiikkia, navigointia ja puheluita takin hihassa olevilla eleillä.
  • Tekniikka: Käyttää johtavia lankoja, jotka on kudottu kankaaseen yhdistettynä irrotettavaan älytunnisteeseen.

Smart Clothingin haasteet ja tulevaisuuden näkymät

Tekniset haasteet

  • Kestävyys ja pesukestävyys: Varmistetaan, että älytekstiilit kestävät säännöllistä käyttöä ja pesua vahingoittamatta.
  • Virtalähde: Kehitetään tehokkaita, kevyitä ja turvallisia virtalähteitä.

Käyttäjän hyväksyntä

  • Mukavuus ja tyyli: Tasapainotetaan tekninen toiminnallisuus mukavuuden ja esteettisen viehätyksen kanssa.
  • Yksityisyys ja tietoturva: Tietojen keräämiseen ja suojaamiseen liittyvien huolenaiheiden käsitteleminen.

Tulevaisuuden kehitys

  • Energiaa keräävät kankaat: Vaatteet, jotka tuottavat voimaa liikkeestä tai kehon lämmöstä.
  • Edistyneet materiaalit: Sisältää nanoteknologiaa ja grafeenia anturiominaisuuksien parantamiseksi.
  • Integrointi esineiden Internetiin (IoT): Luodaan yhdistettyjä ekosysteemejä, joissa vaatteet kommunikoivat muiden laitteiden kanssa.

Puettavan teknologian innovaatiot edistyneessä biometriassa ja älykkäissä vaatteissa mullistavat tavan, jolla seuraamme terveyttä ja olemme vuorovaikutuksessa teknologian kanssa. Reaaliaikainen terveydentilan seuranta kehittyneiden biometristen antureiden avulla tarjoaa arvokasta tietoa hyvinvoinnistamme, mikä mahdollistaa ennakoivan terveydenhuollon ja parantaa terveydenhuollon tuloksia. Älykkäät vaatteet edustavat seuraavaa rajaa, integroivat teknologian saumattomasti jokapäiväiseen asuumme ja parantavat toimivuutta mukavuudesta tai tyylistä tinkimättä.

Kun tutkimus- ja kehitystyö jatkaa nykyisten haasteiden ratkaisemista, puettavien tuotteiden mahdollisuudet muuttaa terveydenhuoltoa, kuntoilua ja jokapäiväistä elämää ovat valtavat. Puettavien tuotteiden integrointi laajempiin teknologisiin ekosysteemeihin lupaa tulevaisuuden, jossa teknologia ei ole vain lisävaruste, vaan olennainen osa elämäämme, mikä parantaa kykyjämme ja hyvinvointiamme.

Viitteet

Tässä artikkelissa tarkastellaan perusteellisesti viimeisimpiä puettavan teknologian edistysaskeleita, ja siinä keskitytään kehittyneisiin biometrisiin reaaliaikaiseen terveydentilan seurantaan ja teknologian integrointiin vaatteisiin älyvaatteiden avulla. Näiden teknologioiden integroinnissa on valtava potentiaali muuttaa terveydenhuoltoa, kuntoilua ja jokapäiväistä elämää, mikä tasoittaa tietä yhdistetymmälle ja terveystietoisemmalle tulevaisuudelle.

  1. Jain, AK, et ai. (2016). Biometrinen tunnistus: haasteita ja mahdollisuuksia. Luonto, 449(7164), 38-40.
  2. Tamura, T., et ai. (2014). Puettavat fotopletysmografiset sensorit – menneisyys ja nykyisyys. Elektroniikka, 3(2), 282-302.
  3. Hannun, A.Y. et ai. (2019). Kardiologin tason rytmihäiriöiden havaitseminen ja luokittelu ambulatorisissa elektrokardiogrammeissa käyttämällä syvää hermoverkkoa. Luonnonlääketiede, 25(1), 65-69.
  4. Jubran, A. (2015). Pulssioksimetria. Tärkeä hoito, 19(1), 272.
  5. Chen, W. ja Gao, L. (2020). Pulssin saapumisaikaan perustuva kalvoton ja jatkuva verenpaineen seuranta: Kirjallisuuskatsaus. Healthcare Technology Letters, 7(3), 94-108.
  6. Lopez, G., et ai. (2018). Bioimpedanssispektroskopia: perusteet ja sovellukset. Journal of Physics: Conference Series, 407(1), 012002.
  7. Ring, EFJ ja McEvoy, H. (2010). Ihon lämpötilan mittaus infrapunatermografialla. Thermology International, 20(3), 53-59.
  8. Steinhubl, SR, et ai. (2015). Puettavat biosensorit ja varhaisen havaitsemisen tulevaisuus kardiologiassa. European Heart Journal, 36(26), 1658-1659.
  9. Fay, BT ja Lerner, BD (2013). Jatkuva glukoosin seuranta: Katsaus viimeaikaisiin tutkimuksiin, jotka osoittavat parantuneet glykeemiset tulokset. Journal of Diabetes Science and Technology, 7(4), 1021-1028.
  10. Piwek, L., et ai. (2016). Kuluttajien terveydenhuollon puettavien vaatteiden nousu: lupaukset ja esteet. PLOS Lääketiede, 13(2), e1001953.
  11. Patel, MS, et ai. (2015). Yksilölliset vs. tiimipohjaiset taloudelliset kannustimet fyysisen aktiivisuuden lisäämiseen: satunnaistettu, kontrolloitu koe. Journal of General Internal Medicine, 31(7), 746-754.
  12. Anker, SD, et ai. (2011). Telelääketiede ja sydämen vajaatoimintapotilaiden etähallinta. Lancet, 378(9792), 731-739.
  13. Aziz, O. et ai. (2017). Kattava putoamistunnistusjärjestelmä matkapuhelimilla. Telelääketiede ja sähköinen terveys, 23(2), 147-151.
  14. Bumgarner, JM, et ai. (2018). Älykelloalgoritmi eteisvärinän automaattiseen havaitsemiseen. American College of Cardiologyn lehti, 71(21), 2381-2388.
  15. Apple Inc. (2020). Apple Watch Series 6: Terveyden tulevaisuus on ranteessasi. Haettu osoitteesta https://www.apple.com/apple-watch-series-6/
  16. Fitbit Inc. (2020). Esittelyssä Fitbit Sense: Edistyksellisin terveysälykellomme. Haettu osoitteesta https://blog.fitbit.com/fitbit-sense/
  17. Yao, Y., et ai. (2019). Ihon lämpötilan mittaus älypuhelimen anturilla. Anturit, 19(10), 2364.
  18. Garmin Ltd. (2020). Forerunner® 945. Haettu osoitteesta https://buy.garmin.com/en-US/US/p/641435
  19. Schein, MH, et ai. (2019). Ranteessa pidettävän sykemittarin tarkkuus potilailla, joilla on eteisvärinä. Sydämen rytmi, 16(9), 1436-1440.
  20. Kansainvälinen diabetesliitto. (2019). IDF Diabetes Atlas (9. painos). Haettu osoitteesta https://www.diabetesatlas.org/
  21. Kim, J. et ai. (2019). Ei-invasiivinen glukoosin seuranta käyttäen rotan ihon Raman-spektroskopiaa. Kirurginen endoskopia, 33(7), 2323-2330.
  22. Mukkamala, R., et ai. (2015). Kohti kaikkialla esiintyvää verenpaineen seurantaa pulssin kulkuajan kautta: teoria ja käytäntö. IEEE Transactions on biomedical Engineering, 62(8), 1879-1901.
  23. Samsung Electronics. (2020). Samsung Health Monitor -sovellus, jossa on verenpaine- ja EKG-seuranta, julkaistaan ​​Galaxy Watch3:ssa ja Galaxy Watch Active2:ssa. Haettu osoitteesta 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 ai. (2020). Puettavat anturitiedot ja itse ilmoittamat oireet COVID-19-havaintoja varten. Luonnonlääketiede, 27(1), 73-77.
  25. Kassal, P., et ai. (2018). Käytettävät kemialliset anturit terveyden ja hyvinvoinnin seurantaan. Chemical Societyn arvostelut, 47(1), 437-459.
  26. Tao, X. (2001).Älykkäät kuidut, kankaat ja vaatteet: perusteet ja sovellukset. Woodhead Publishing.
  27. Stoppa, M., & Chiolerio, A. (2014). Puettava elektroniikka ja älytekstiilit: kriittinen arvostelu. Anturit14(7), 11957-11992.
  28. Cherenack, K. ja van Pieterson, L. (2012). Älykkäät tekstiilit: haasteita ja mahdollisuuksia. Journal of Applied Physics, 112(9), 091301.
  29. Mattmann, C., et ai. (2008). Tekstiilipaineanturi lihastoiminnan ja liikkeen havaitsemiseen. IEEE Sensors Journal8(3), 451-457.
  30. Tacca, GD, et ai. (2012). Älykkäät vaatteet jalkapalloharjoitteluun ja kuntoutukseen. IEEE Pervasive Computing, 11(2), 22-29.
  31. Wong, RC, et ai. (2006). Joustavat painetut piirilevyt puettavien laitteiden pienentämiseen. IEEE Transactions on Advanced Packaging, 29(2), 316-325.
  32. Yang, Y. et ai. (2019). Joustavat energian varastointilaitteet: Perusmekanismeista puetettaviin sovelluksiin. Chemical Societyn arvostelut, 48(3), 735-756.
  33. Singh, JP, et ai. (2018). Älykkäät tekstiilit puettaviin elektroniikkasovelluksiin. Materiaalitieteen ja tekniikan edistyminen, 2018, 1-24.
  34. Aminian, K., & Najafi, B. (2004). Ihmisen liikkeen tallentaminen kehoon kiinnitetyillä antureilla: Ulkomittaukset ja kliiniset sovellukset. Tietokoneanimaatio ja virtuaalimaailmat, 15(2), 79-94.
  35. Heksoskin. (2020). Hexoskin Smart paidat. Haettu osoitteesta https://www.hexoskin.com/
  36. Rachim, VP ja Chung, WY (2016). Puettavan nauhan tyyppinen näkyvän valon tiedonsiirto sisäaktiivisuuden seurantaan. Anturit, 16(12), 1751.
  37. Catrysse, M., et ai. (2004). Kohti tekstiilianturien integrointia langattomaan valvontapukuun. Anturit ja toimilaitteet A: Fyysiset, 114(2-3), 302-311.
  38. Bonato, P. (2005). Puettavan teknologian kehitys ja sovellukset fyysisessä lääketieteessä ja kuntoutuksessa. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation, 2(1), 2.
  39. Sensoria Inc. (2020). Sensoria Smart Socks. Haettu osoitteesta https://www.sensoriafitness.com/
  40. Najafi, B. et ai. (2010). Ambulatorinen järjestelmä ihmisen liikeanalyysiin kinemaattisen sensorin avulla: Vanhusten päivittäisen fyysisen aktiivisuuden seuranta. IEEE Transactions on biomedical Engineering, 50(6), 711-723.
  41. Fan, J., et ai. (2004). Älykkäät vaatteet: Lämpömukavuudesta käyttötyyliin. International Journal of Clothing Science and Technology, 16(1/2), 84-95.
  42. Dias, T., et ai. (2010). Elektroniset tekstiilit: Yleiskatsaus tekniikan tasoon ja tulevaisuuden tutkimussuuntiin. Anturit10(12), 11198-11219.
  43. Levi Strauss & Co. (2017). Esittelyssä Googlen Levi's® Commuter™ -kuorma-autotakki, jossa on Jacquard™. Haettu osoitteesta https://www.levi.com/US/en_US/features/jacquard
  44. Google ATAP. (2019). Jacquard Googlelta. Haettu osoitteesta https://atap.google.com/jacquard/
  45. Gong, S. et ai. (2019). Pestävä, ommeltava ja puettava elektroniikka: arvostelu. Kehittyneet materiaalitekniikat, 4(4), 1800327.
  46. Li, C., et ai. (2019). Joustavien ja puettavien energian varastointilaitteiden kehitys e-tekstiileille. Tietonäyttö, 35(1), 16-23.
  47. Hardy, D., et ai. (2019). Tutkimus akateemisesta ja teollisesta tutkimuksesta joustavien paristojen alalla. Paristot, 5(4), 58.
  48. Tehrani, K. ja Michael, A. (2014). Puettava tekniikka ja puettavat laitteet: Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää. Wearable Devices Magazine, 1-17.
  49. Zhu, M., et ai. (2019).Omavoimaiset ja itse toimivat puuvillakankaat monipuoliseen puettavan energian talteenottoon ja kestävään käyttöön. ACS Nano13(2), 1940-1952.
  50. Chen, X., et ai. (2020). Nanoteknologia puettavassa elektroniikassa: Panoraama materiaaleista ja rakenteista. Kehittyneet toiminnalliset materiaalit, 30(17), 1908892.
  51. Sundmaeker, H., et ai. (2010). Visio ja haasteet esineiden internetin toteuttamiseen. Esineiden Internetiä koskevien eurooppalaisten tutkimushankkeiden klusteri, Euroopan komissio.

← Edellinen artikkeli Seuraava artikkeli →

Takaisin alkuun

Takaisin blogiin