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特殊感測器協力運作 穿戴式裝置成貼身保健幫手

穿戴式裝置的價值取決於感測器,健身和醫療用裝置通常搭載多種特殊的感測器如溫度計、高度表和生化感測器等。法新社

穿戴式裝置過去幾年來逐漸盛行,而且用途越來越廣泛,現在特別受到健康醫療領域的重用,拜這些裝置之賜,人們而更能掌握自己的健康狀況,而隱身在這些裝置中的感測器顯然功不可沒。

網站IoT for All 指出,一般而言穿戴式裝置所有的感測器都是有生物相容性,如此才能安全地配戴在人類身上和收集身體的資訊,但各種裝置的感測器不盡相同。當前穿戴式裝置市場競爭日益激烈,廠商為了讓產品脫穎而出,最常見的作法是添加能提昇產品價值的感測器。

穿戴式裝置內有多種感測器協助裝置提昇效率和進行分析,其中健身和醫療裝置最常用的感測器包括陀螺儀和加速器。陀螺儀用來測量角速度(angular velocity),也可以作為導航之用,因為陀螺儀能偵測方向和旋轉。加速器常用於動作偵測,能從各種方向追蹤人類的基本動作,例如曲身、傾斜和身體旋轉。陀螺儀和加速器通常搭配使用,將訓練動作以3D呈現,多數健身追蹤裝置製造廠商會利用這樣的組合,提升人體動作訓練的3D效果。

另一種常見的感測器為穿戴式電極(Wearable Electrode),用於記錄用戶日常活動的長期生理訊號,例如心律等,所以電極通常會直接接觸皮膚。醫療裝置的電極主要是測量肌電圖(EMG)、腦電波(EEG)和心電圖(EKG)。由於技術的進步,這類電極還能整合至穿戴式服飾,即便與衣服一起洗滌也不會損壞,無須特別拆卸。

穿戴式電極現在有更先進版本,是一種光學心律感測器,通常感測器兩側配備光電二極體和LED。人類的身體會發射生物光子,感測器的光電二極體主要是捕捉從血液內的光線,藉此偵測心臟瞬間的跳動。

另外還有溫度感測器、高度表、近距感測器(Proximity Sensor)和生物化學感測器。其中,溫度感測器顧名思義是用來追蹤身體溫度,當溫度感測器偵測到體溫越高,意味著健身訓練越激烈。高度表是登山者配戴穿戴式裝置時不可或缺的感測器,其功能是顯示登山高度,先進版本的高度表也是高度氣壓計,氣壓計測量壓力,高度表顯示登山的高度,兩者存在直接關連。

近距感測器偵測特定標的物是否近在咫尺,標的物可包括人類、物體或甚至牆壁。在穿戴式裝置中,近距感測器可支援障礙物偵測功能,以及協助工業用途的裝置找出特定金屬。使用近距感測器時需先確定希望偵測距離的範圍,甚至光束的寬度。

生物化學感測器將裝置接收到的人體化學元素轉換成電子訊號,負責偵測化學電阻(chemiresistiv)的機制。生化感測器從人的汗液中持續偵測乙基葡萄糖醛酸酐(EtG),藉此追蹤用戶的代謝率。在穿戴式裝置中的功能主要用來監測用戶飲酒的情形和整體生活型態。

穿戴式裝置讓人們改變維持健康的方式,透過持續追蹤身體狀況,而不僅是定期檢查的方式,讓人們更能掌握身體狀況。也因此,穿戴式裝置成功與否,端視感測器和演算法整合到裝置後能否真正幫助醫生、患者以及一般用戶有著更健康的生活,繼而避免慢性疾病上身。


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