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特殊传感器协力运行 穿戴式装置成贴身保健帮手

穿戴式装置的价值取决于传感器,健身和医疗用装置通常搭载多种特殊的传感器如温度计、高度表和生化传感器等。法新社

穿戴式装置过去几年来逐渐盛行,而且用途越来越广泛,现在特别受到健康医疗领域的重用,拜这些装置之赐,人们而更能掌握自己的健康状况,而隐身在这些装置中的传感器显然功不可没。

网站IoT for All 指出,一般而言穿戴式装置所有的传感器都是有生物兼容性,如此才能安全地配戴在人类身上和收集身体的信息,但各种装置的传感器不尽相同。当前穿戴式装置市场竞争日益激烈,厂商为了让产品脱颖而出,最常见的作法是添加能提升产品价值的传感器。

穿戴式装置内有多种传感器协助装置提升效率和进行分析,其中健身和医疗装置最常用的传感器包括陀螺仪和加速器。陀螺仪用来测量角速度(angular velocity),也可以作为导航之用,因为陀螺仪能侦测方向和旋转。加速器常用于动作侦测,能从各种方向追踪人类的基本动作,例如曲身、倾斜和身体旋转。陀螺仪和加速器通常搭配使用,将训练动作以3D呈现,多数健身追踪装置制造厂商会利用这样的组合,提升人体动作训练的3D效果。

另一种常见的传感器为穿戴式电极(Wearable Electrode),用于记录用户日常活动的长期生理讯号,例如心律等,所以电极通常会直接接触皮肤。医疗装置的电极主要是测量肌电图(EMG)、脑电波(EEG)和心电图(EKG)。由于技术的进步,这类电极还能集成至穿戴式服饰,即便与衣服一起洗涤也不会损坏,无须特别拆卸。

穿戴式电极现在有更先进版本,是一种光学心律传感器,通常传感器两侧配备光电二极管和LED。人类的身体会发射生物光子,传感器的光电二极管主要是捕捉从血液内的光线,藉此侦测心脏瞬间的跳动。

另外还有温度传感器、高度表、近距传感器(Proximity Sensor)和生物化学传感器。其中,温度传感器顾名思义是用来追踪身体温度,当温度传感器侦测到体温越高,意味著健身训练越激烈。高度表是登山者配戴穿戴式装置时不可或缺的传感器,其功能是显示登山高度,先进版本的高度表也是高度气压计,气压计测量压力,高度表显示登山的高度,两者存在直接关连。

近距传感器侦测特定标的物是否近在咫尺,标的物可包括人类、物体或甚至墙壁。在穿戴式装置中,近距传感器可支持障碍物侦测功能,以及协助工业用途的装置找出特定金属。使用近距传感器时需先确定希望侦测距离的范围,甚至光束的宽度。

生物化学传感器将装置接收到的人体化学元素转换成电子讯号,负责侦测化学电阻(chemiresistiv)的机制。生化传感器从人的汗液中持续侦测乙基葡萄糖醛酸酐(EtG),藉此追踪用户的代谢率。在穿戴式装置中的功能主要用来监测用户饮酒的情形和整体生活型态。

穿戴式装置让人们改变维持健康的方式,透过持续追踪身体状况,而不仅是定期检查的方式,让人们更能掌握身体状况。也因此,穿戴式装置成功与否,端视传感器和算法集成到装置后能否真正帮助医生、患者以及一般用户有著更健康的生活,继而避免慢性疾病上身。


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