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Wearables: Was genau sind das und warum sind sie so beliebt?

Dieser Artikel geht der Frage nach, warum Wearable-Technologien so beliebt sind und wie die Nachfrage nach ihnen befriedigt wird. Wir zeigen, wie das IoT der übergreifende Wegbereiter ist, der Geräte von Remote-Benutzern leicht sichtbar und bedienbar macht. Der tatsächliche Erfolg hängt jedoch letztendlich von der Qualität und den Innovationen ab, die in den Geräten selbst integriert sind. Wir sehen uns an, welche verschiedenen Formen die Wearable-Technologie annimmt, und schließen mit einer Beschreibung der Entwurfsansätze ab, die Systementwicklern derzeit zur Verfügung stehen.

Einleitung

Heute umfasst der Begriff tragbarer Technologien, auch Wearables genannt, eine Vielzahl von Anwendungen und Geräten. Für die zunehmende Beliebtheit dieser Technologie gibt es zahlreiche allgemeine Faktoren, die wir auf menschliche Bedürfnisse, Wünsche und Erwartungen, den Anstieg des IoT sowie auf technologische Fortschritte zurückführen können, welche die Grundlage für Wearables an sich schaffen.

Menschliche Bedürfnisse beziehen sich auf medizintechnische, am Körper tragbare Geräte und weisen verschiedene Faktoren auf. Der erste ist der kontinuierlich steigende Anteil an älteren Menschen auf der Welt. So müssen immer mehr Menschen mit altersbedingten, komplexen und manchmal multiplen Erkrankungen sehr genau überwacht werden. Eine weitere Bevölkerungsdynamik, die das Wachstum dieses Marktbereichs ankurbelt, ist die steigende Anzahl an lebensstilbezogenen Erkrankungen. Wenn sich Länder weiterentwickeln, neigen ihre Bürger dazu, mehr Tätigkeiten im Sitzen auszuführen und mehr zu essen. Das macht sie unter anderem anfälliger für Bluthochdruck, Fettleibigkeit und Diabetes.

Ein dritter, damit zusammenhängender Faktor ist, dass die Regierungen der Welt diese Entwicklungen erkennen und mit präventiven Initiativen reagieren. Solche Bemühungen haben das Bewusstsein der Verbraucher für die Vorteile der Gesundheitsüberwachung geschärft, und überhöhte Gesundheitsausgaben – sowohl für Regierungen als auch für Einzelpersonen – haben die Dringlichkeit noch erhöht.

So viel zu den menschlichen Bedürfnissen – wie sieht es jedoch mit Wünschen und Erwartungen aus? Hierbei stehen gesunde Menschen im Mittelpunkt, die ihren Lebensstil kontrollieren möchten, um so fit und gesund wie möglich zu bleiben. Diese Menschen geben einen Teil ihres verfügbaren Einkommens für tragbare Fitnessgeräte aus, um sich diesen Wunsch zu erfüllen. Der menschliche Wunsch erstreckt sich jedoch weit über die medizinische Sphäre hinaus, denn Menschen wollen zudem informiert und unterhalten werden. Daraus ergeben sich Möglichkeiten, die von immersiven Spielen bis hin zu Augmented-Reality-Headsets reichen, bei denen die Nutzer beispielsweise virtuelle Möbel in ihre Wohnung stellen und die Ergebnisse mit anderen Nutzern vergleichen können.

Eine weitere Dimension bezieht sich nicht auf die Personen, die die Geräte tragen, sondern auf Dritte. So ermöglichen elektronische Systeme in Kleidung, Schlüsselanhängern oder Armbändern es Arbeitgebern, ihre Mitarbeiter zu überwachen. Krankenhäuser können diese Technologien nutzen, um Patienten ausfindig zu machen.

Die Rolle des IoT

Die obige Diskussion erklärt, wie menschliche Bedürfnisse und Wünsche die verschiedenen Märkte für Wearables antreiben. Sehen wir uns nun an, wie IoT und Gerätetechnologien diesen Bedarf gemeinsam decken können. Wir beginnen mit dem IoT, da es in allen Wearables integriert ist, die über die Körper ihrer Besitzer hinaus kommunizieren.

Nehmen Sie zwei typische Beispiele für die Fernüberwachung von Patienten (RPM); Blutzuckermessgeräte für Patienten mit Diabetes und Herz- oder Blutdruckmessgeräte für Patienten, die auf eine kardiologische Versorgung angewiesen sind. Eine IoT-Infrastruktur – manchmal als Internet of Medical Things oder auch IoMT bezeichnet – leitet diese Sensordaten an die Arztpraxis weiter. Hier können die Ergebnisse mithilfe der erforderlichen Tools analysiert und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Daten vom Sensor des Patienten können über einen Körper oder ein lokales Netzwerk – entweder direkt oder über eine App auf einem PC oder Smartphone und das Internet – auf einen cloudbasierten Server weitergeleitet werden, auf den die berechtigten Ärzte Zugriff haben. Wenn man bedenkt, dass die Menschen, die mit dieser Technologie überwacht werden, oft kränklich sind, werden die Vorteile dieses IoMT-gestützten Ansatzes gegenüber häufigen Gängen zum Arzt klar.

Derartige Geräte sind oft leistungsstärker als Sensoren allein. Medilyncs Insulync ist beispielsweise ein Glukosemeter und ein Insulinpen-Leser in einem. Es analysiert den Blutzuckerspiegel, die Insulindosierung, den Puls und den Blutdruck nahezu in Echtzeit. Gleichzeitig werden die vom Gerät gesammelten Daten mit den Ernährungs- und Trainingsplandaten von Partnern wie MyFitness Pal kombiniert. Diese Daten werden mithilfe von maschinellem Lernen analysiert, um die besten Behandlungsoptionen für einen Patienten zu bestimmen. Das Gerät ermöglicht für Patienten mit Diabetes eine umfassende Gesundheitsversorgung.

Das IoT funktioniert aber auch andersherum; Ärzte können medizinische Wearables aus der Ferne steuern und über sie Daten abrufen. Infusionspumpen kontrollieren beispielsweise Medikamente und Flüssigkeiten, mit denen Patienten versorgt werden.

Innovative Wearables

Während die Wearable-Technologie durch das IoT an Fahrt gewonnen hat und von Eigenschaften wie Sichtbarkeit aus der Ferne, Steuerbarkeit und Analysefunktionen profitiert, hängt das Wachstum des Marktes im gleichen Maße davon ab, wie viel Innovation tatsächlich in den Geräten verbaut wird. Benutzer – ob Krankenhäuser oder Unternehmen, die die Geräte nutzen, oder Patienten oder Kunden, die sie tragen – erwarten modernste Funktionen in Verbindung mit einem hohen Maß an Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit, Haltbarkeit, minimaler Größe und Gewicht sowie einer langen Akkulaufzeit.

Dank immer neuer Innovationen bleibt es aber auch längst nicht bei Wearables wie dem Fitbit, das am Handgelenk getragen wird. Stattdessen wird das Konzept mittlerweile in vielerlei Hinsicht erweitert und Kleidung, Schmuck und sogar Tattoos mit intelligenten Funktionen ausgestattet. Beziehen wir auch Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Headsets mit ein, eröffnen sich uns völlig neue Möglichkeiten und Anwendungen.

Lassen Sie uns einen Blick darauf werden, welche Möglichkeiten es für Wearables gibt und in welchen Branchen und Anwendungsbereichen sie sich umsetzen lassen.

Wearables zum Tragen am Handgelenk

WristOx2 ist ein Pulsoximeter, das wie eine Armbanduhr getragen wird und Aufgaben wie die Überwachung und Messung der Herzfrequenz sowie der Blutsauerstoffwerte von Benutzern übernimmt. Das Gerät kann sowohl im Krankenhaus als auch nach der Entlassung des Patienten verwendet werden, um eine Fernüberwachung der Herzfrequenz und Sauerstoffversorgung zu ermöglichen.

Zu den Anwendungsbereichen gehören die kardio-ambulante Überwachung, die ferngesteuerte drahtlose Überwachung sowie über Nacht durchgeführte Untersuchungen. Das Gerät nutzt Bluetooth 2.0-Technologie und verfügt über eine Energiesparfunktion, die die Sendeleistung automatisch an die Entfernung zum Hauptgerät anpasst. Es erreicht zudem eine erweiterte Übertragungsreichweite von bis zu 100 Metern.

Das Gerät ist einfach zu bedienen und schaltet sich bei Einführen eines Fingers automatisch ein. Es ist sehr robust und hält der alltäglichen Handhabung in der häuslichen Pflege sowie in ambulanten Umgebungen stand.

DxtER von Final Frontier Device ist ein Wearable, das Daten in Informationen umwandelt. Inspiriert wurde es vom fiktionalem Tricorder aus Star Trek. DxtER ist ein System, das auf künstlicher Intelligenz basiert und lernt, Erkrankungen anhand von Daten aus der Notfallmedizin zu diagnostizieren und Patienten zu analysieren. Seine Entwickler geben an, die Engine vereine künstliche Intelligenz, das IoT und anderen Schlüsseltrends. Tatsächlich ist das Produkt eine kleine Sammlung spezialisierter und intelligenter medizinischer Geräte, die mit dem Tablet des Benutzers interagieren.

DxtER wurde entwickelt, um zu beweisen, dass Benutzer Erkrankungen auch ohne medizinische Ausbildung bequem von zu Hause aus diagnostizieren und überwachen können. Das Gerät kann Algorithmen zur Diagnose von 34 Erkrankungen ausführen, darunter Diabetes, Vorhofflimmern, chronisch obstruktive Lungenerkrankungen, Harnwegsinfektionen, Schlafapnoe, Leukozytose, Pertussis, Schlaganfälle, Tuberkulose und Lungenentzündungen.

Intelligente Kleidung

Während Geräte, die wie Armbanduhren getragen werden, bequeme Plattformen für Sensoren, Benutzeranzeigen und drahtlose Übermittler darstellen, sind sie nicht immer die ideale Lösung. Einige Menschen können sie nicht tragen, einige wollen sie nicht tragen. Daher könnte intelligente Kleidung eine zunehmend attraktive Alternative darstellen.

Auch das Thema Genauigkeit spielt hier eine wichtige Rolle. Fitnessarmbänder wie das Fitbit können beim Zählen von Schritten ungenau sein, während andere Parameter wie Muskelspannung und Atemfrequenz sich nur schwer über das Handgelenk erfassen lassen. Im Gegensatz dazu kann intelligente Unterwäsche, die eng auf der Haut und am Torso anliegt, Atmung, Herzfrequenz und Muskelspannung messen, um eine Reihe gesundheitsrelevanter Kennzahlen wie Aktivität und Stress zu bestimmen.

Produkte wie diese gibt es bereits von Firmen wie OMSignal, die intelligente Sport-T-Shirts und Sport-BHs anbieten.

Ein spezialisierteres Produkt für Sportler ist das Hexoskin Smart – ein T-Shirt, das mithilfe von Sensoren Herzfrequenz, Atmung und Bewegungen überwachen kann. Es verfügt zudem über einen Bluetooth-Smart-Sensor, der die Vernetzung mit Fitness-Apps wie MapMyRun, RunKeeper und Strava sowie zahlreichen anderen Zubehörteilen von Drittanbietern ermöglicht. Yogaschüler hingegen könnten vom Potenzial der Nadi X Fitnesshose von Wearable X profitieren. Diese liefert spürbare Vibrationen an Hüften, Knien und Knöcheln, um die Benutzern zu zeigen, wie sie sich bewegen und wie/wann sie eine Position halten sollten. Sie synchronisiert sich über Bluetooth mit einem Smartphone und liefert mittels einer dazugehörigen App zusätzliches Feedback.

Eine Schlüsseltechnologie für intelligente Kleidung wird von Noble Biomaterials Inc. gemeinsam mit Bemis Associates angeboten. Zusammen haben die beiden Unternehmen Circuitex entwickelt, ein vollständig verbundenes, leitfähiges Material, das die Erkennung, Übertragung und den Schutz elektronischer Signale in einem weichen und flexiblen Format ermöglicht. Entwickler können es nutzen, um flexible, strapazierfähige intelligente Kleidungsstücke mithilfe von Bemis Sewfree Bonding zu entwerfen.

Circuitex wird hergestellt, indem reines Silber dauerhaft mit der Oberfläche einer Textilfaser oder eines Gewebes verbunden wird. Die Verbindung erzeugt eine durchgehende Silberschicht, behält jedoch die Flexibilität, den Komfort und die Haltbarkeit des Textilmaterials. Produkte, die Circuitex verwenden, können unzählige Datenströme (EKG, EMG, Belastungs- und Druckzuordnung) bereitstellen und ermöglichen eine aktive Leistungsabgabe (Beleuchtung, Elektrostimulation, Basisstrom).

Intelligenter Schmuck

Intelligenter Schmuck ist eine weitere tragbare Alternative für Menschen, die lieber auf Mode statt Technik setzen, ohne dabei auf die Vorteile moderner Technologien verzichten zu müssen. Ein Beispiel dafür ist der Senstone, der wie ein Edelsteinanhänger aussieht und gleichzeitig als tragbarer Sprachaufnahmeassistent fungiert. Er ermöglicht es Benutzern, Termine zu speichern, Erinnerungen zu erstellen, Notizen zu machen oder sonstige Sprachaufnahmen aufzuzeichnen. Die Sprachaufnahmen werden in Text umgewandelt und für einen einfachen Zugriff aufbereitet. Somit ist der Senstone spontaner einsatzbereit als ein Smartphone oder ein Notizblock, da er per Knopfdruck aktiviert werden kann. Für Benutzer bedeutet das, dass sie sich voll und ganz auf das Gesagte konzentrieren können und kein Aufnahmegerät oder einen Notizblock brauchen. Mithilfe des Senstone können auch Nachrichten an andere Teammitglieder gesendet werden.

Das Gerät kann im Standalone-Modus arbeiten und kommt im Offlinemodus auf eine Aufnahmedauer von bis zu 2,5 Stunden. Es synchronisiert sich automatisch, sobald es sich in Reichweite des Smartphones des Benutzers befindet, und nutzt BLE-Wireless. Der Senstone unterstützt iOS-, Android- und Drittanbieter-Anwendungen sowie cloudbasierte KI-Systeme zur Datenanalyse. Ein Lithium-Akku (LiPo) mit einer Kapazität von 80 mAh ermöglicht einen durchschnittlichen Nutzungszeitraum von bis zu vier Tagen.

Die Senstones sind als modische Anhänger, Broschen oder Armbanduhren erhältlich. Beim Gehäuse haben Benutzer die Wahl zwischen Messing, verchromtem Messing sowie weiß, grau oder schwarz eloxiertem Aluminium.

Intelligente Tattoos

Wearable-Technologie ist mittlerweile sogar in Form von intelligenten Tattoos oder Aufklebern verfügbar. So hat das in Massachusetts ansässige Unternehmen MC10 den BioStamp Research Connect entwickelt – einen Aufkleber, der direkt an der Haut angebracht wird und die erfassten Daten an Medizinwissenschaftler überträgt. Er hilft bei der Untersuchung von Bewegungsstörungen, Problemen mit der Motorik sowie weiteren neurodegenerativen Erkrankungen. Der Aufkleber enthält einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, ein Mini-EKG und die Fähigkeit, elektrischen Signale von Skelettmuskeln zu messen.

Intelligente Tattoos sind eine praktische Lösung und eignen sich unter anderem für die medizinische Überwachung. DuoSkin zum Beispiel ist ein Herstellungsprozess, bei dem individuelle funktionelle Tattoos aus Blattgold direkt auf die Haut aufgebracht werden. Dabei sind drei Arten von Hautschnittstellen verfügbar: Berührungseingabe erfassen, Ausgabe anzeigen und drahtlose Datenübertragung. Bei diesem Prozess kommen nicht permanente Metall-Tattoos auf der Haut zum Einsatz, die wie Schmuck aussehen.

DuoSkin-Geräte ermöglichen es Benutzern, ihre mobilen Geräte zu steuern, Informationen anzuzeigen und Informationen auf ihrer Haut zu speichern, während sie gleichzeitig als modisches Accessoire dienen. DuoSkins können Daten mit einem Smartphone oder anderen Geräten über Nahfeldkommunikation (NFC) speichern und teilen. Die Touchscreen-Technologie von DuoSkin verwandelt die Haut in ein Trackpad, mit dem sich beispielsweise die Lautstärke eines Smartphones anpassen, Lichter einschalten oder Texte verfassen lassen. Das Tattoo liefert zudem verschiedene Informationen, unter anderem zur Stimmung des Benutzers und zum Wetter.

Virtual Reality und Headsets

Die Wearables, die wir bisher betrachtet haben, verbindet ein gemeinsamer Faktor. Abgesehen von der Tatsache, dass sie modische Akzente setzen, wird bei den meisten Geräte Wert darauf gelegt, dass sie sich minimal auf den Träger auswirken. Durch ein möglichst unauffälliges Design werden ihre Benutzerfreundlichkeit und die verfügbaren Vorteile maximiert.

Es gibt jedoch eine andere Klasse von Wearables, hinter denen ein ganz anderer Gedanke steht; Virtual-Reality-Systeme und dazugehörige Headsets. Ihr gesamter Zweck ist es, die Aufmerksamkeit des Benutzers zu gewinnen und eine absolut immersive Erfahrung zu bieten. Die Gaming-Industrie stellt einen wichtigen Markt für derartige Systeme dar, da sie es den Spielern ermöglichen, sich aus dem Alltags zu lösen und in aufregendere Welten einzutreten, die von Spieleentwicklern bereitgestellt werden.

VR-Systeme, die für Spiele entwickelt wurden, kommen jedoch auch in vielen anderen Anwendungen zum Einsatz. Wir können dafür einen Zusammenhang herstellen, indem wir ein bekanntes, höherspezifisches System – das Oculus Rift – hinsichtlich seiner Spezifikation und einiger der Anwendungen, in denen es jetzt zu eingesetzt wird, unter die Lupe nehmen.

Der Rift verfügt über ein Pentile OLED-Display und kommt auf eine Auflösung von 1.080×1200 pro Auge, eine Bildwiederholfrequenz von 90 Hz sowie ein Sichtfeld von 110°. Es ist mit integrierten Kopfhörern ausgestattet, die einen 3D-Audio-Effekt sowie Rotations- und Positionsverfolgung ermöglichen. Das Positionsverfolgungssystem „Constellation“ wird von einem stationären USB-Infrarotsensor ausgeführt. Dieser nimmt Licht auf, das von IR-LEDs emittiert wird, die in das am Kopf montierte Display integriert sind. Der Sensor befindet sich normalerweise auf dem Schreibtisch des Benutzers. So entsteht ein 3D-Raum, der es dem Benutzer ermöglicht, das Rift im Sitzen, Stehen, Gehen oder sogar innerhalb eines Raumes zu benutzen.

Diese Technologie wird manchmal als VR auf Zimmerebene bezeichnet, da sie es Benutzern ermöglicht, sich physisch frei in einem Raum zu bewegen, anstatt in einer bestimmten Position zu sitzen oder zu stehen. Diese reale Bewegung lässt die virtuelle Umgebung realistischer erscheinen.

Das Rift-System läuft auf einem PC mit relativ niedrigen Anforderungen; ein Intel Core i3-6100 oder AMD FX4350, Nvidia GTX 960 oder Radeon R9 290 und 8 GB RAM.

Abb. 1: Oculus Rift-Headset – Bild von Wikimedia Commons

Das Rift bietet Spielerlebnisse mithilfe von Software wie Lone Echo oder Robo Recall. Robo Recall ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie man mit der Welt um sich herum agieren kann und gegen Roboter sowie künstliche Gegner ankämpfen muss. Lone Echo geht jedoch in eine andere Richtung. Es erleichtert Spielern das Navigieren in einer Schwerelosigkeitsumgebung für ein angenehmes, immersives Erlebnis.

Oculus bietet jedoch auch ein „Oculus for Business“-Paket, das Hardware, Zubehör, einen dedizierten Service sowie erweiterte Garantie- und Lizenzbedingungen umfasst. Oculus ist davon überzeugt, dass die digitale Benutzererfahrung Ihrer Kunden umso einprägsamer und lohnender ist, je interaktiver sie gestaltet wird.

Andere Entwickler sehen das genauso. Die Ford Motor Company nutzt Virtual Reality in ihrem Immersion Lab, um zu verstehen, wie Kunden ihre Autos erleben. Sie verwenden Oculus Rift-Headsets, um High-Definition-Renderings von Fahrzeuginterieur und -exterieur zu betrachten. Sie haben zudem requisitenartige Werkzeuge entwickelt, darunter eine Taschenlampe, die in der VR-Simulation zum Einsatz kommt, um das Auto zum Beispiel im Dunkeln zu betrachten. All dies ermöglicht es Ford, den Produktentwicklungsprozess voranzutreiben, ohne physische Prototypen abwarten zu müssen.

In einer Tourismus-Anwendung hat Marriott Hotels einen „Teleporter“ geschaffen, mit dem Benutzer in eine Kabine steigen, ein Oculus Rift-Headset aufsetzen und die Innenstadt von London oder einen Strand auf Hawaii besuchen können. Der Teleporter spricht auch andere Sinne an, so dass Benutzer Wind in den Haaren und die Sonne auf ihrem Gesicht spüren können.

Die realistischen VR-Funktionen des Oculus Rift sind auch im Bereich Architektur nützlich. So werden sie von Arch Virtual, einem Spezialisten für die Erstellung von 3D-Umgebungen speziell mit Blick auf die virtuelle und erweiterte Realität, genutzt. Für Wessels, einem Hersteller von Druckbehältern, entwickelte das Unternehmen ein virtuelles Warenlager auf Basis des Oculus Rift-Headsets. Das virtuelle Warenlager ermöglichte es den Besuchern auf Messen, sich in das Lager des Herstellers zu versetzen. So mussten keine Behälter transportiert werden, die zwei Stockwerke hoch waren.

Der Gründer von Arch Virtual, Jon Brouchoud, stellt sich eine VR-Zukunft vor, in der eine einzigartige, maßgeschneiderte Erfahrung möglich ist, die der von Christopher Nolans im Film „Inception“ ähnelt: „Wir wollen darauf hinarbeiten, dass Architekten und Entwickler dazu in der Lage sind, ihrer Kreativität iterativ und innerhalb eines Gebäudes freien Lauf zu lassen. Sie sollen auf diese Weise Entscheidungen treffen sowie Wände in Echtzeit berühren und bewegen können.“

Möglichkeiten zur Entwicklung von Wearables

Entwickler von Wearables können neue Entwicklungsprojekte auf verschiedenen Ebenen initiieren. Sie können entweder eine Reihe von Chips, passiven Bauelementen und anderen Komponenten kaufen und diese mithilfe von Hardware-Designs integrieren, oder sie können ein Gerät kaufen, das hardwareseitig mehr oder weniger vollständig ist und nur programmiert werden muss, um ein marktfähiges Produkt zu erstellen.

Das Spektrum von „mehr oder weniger vollständigen“ Geräten wird durch Development Kits abgedeckt, von denen derzeit bei Farnell verschiedene Modelle verfügbar sind (siehe unten).

Ein umfassend integriertes Produkt: MBIT-WEARIT

Das MBIT-WEARIT ist ein Development Kit, das die Prototypenerstellung eines tragbaren Fitnesstrackers ermöglicht, indem der ARM Cortex-M0-Prozessor in einem BBC micro:bit programmiert wird. Das Kit umfasst ein micro:bit-Gehäuse, zwei Handgelenkbänder, ein Schlüsselband, einen Schlüsselring, ein Kabel und zwei AAA-Batterien sowie den micro:bit. Er unterstützt eine drahtlose Programmierung mithilfe von Bluetooth-Smart-Technologie.

Abb. 2: MBIT-WEARIT Development Kit

Development Kit, Wearable, Hexiwear, Kinetis K64-MCU, Sensoren von NXP, blaues Glas oben

Das Hexiwear ist ein tragbares Development Kit für Wearables im Internet der Dinge; ein kleines und schlankes Gerät mit geringem Stromverbrauch, das Sie und die Welt um Sie herum mithilfe zahlreicher Sensoren quantifizieren kann. Dank Drahtlostechnologie kann es sowohl mit Geräten in der Nähe als auch mit entfernten Cloud-Servern vernetzt werden.

Obwohl das Hexiwear ein Development Kit ist – und auch als solches verwendet werden kann –, handelt es sich hierbei um ein einsatzbereites Gerät mit Display, BLE-Anschlussmöglichkeit, Sensoren, Tasten und einer Batterie. Der Funktionsumfang kann jedoch um „Click“-Boards erweitert werden, und die Softwareentwicklung wird durch einen mikroC PRO for ARM-Compiler, über 500 Bibliotheken und Zugriff auf den gesamten Hexiwear-Quellcode einfacher gestaltet.

Das Hexiwear wurde in Zusammenarbeit mit NXP Semiconductors entwickelt und richtet sich hauptsächlich an Entwickler, die ein vollständiges IoT-Toolkit benötigen – stromsparende und gleichzeitig vielseitige Hardware, kompatible Smartphone- und iOS-Apps sowie Cloud-Anbindungsmöglichkeiten. Das Hexiwear ist vollständig quelloffen.

Abb. 3: Hexiwear Development Kit für Wearables

Referenzdesign-Board, Wearable mit GSR-System (galvanische Hautreaktion)

Die GSR-Messung erkennt die Impedanz der menschlichen Haut in verschiedenen Situationen. Das Referenzdesign MAXREFDES73 # ist ein GSR-Messgerät, das am Handgelenk getragen wird und sowohl die Hautimpedanz als auch die Temperatur am Handgelenk des Benutzers überwacht. Mit einem mobilen Gerät für Android kann der Benutzer seinen Hautwiderstand und seine Temperatur über die drahtlose BLE-Schnittstelle über eine Entfernung von 20 Metern messen. GSR-Geräte eignen sich für den Einsatz in der medizinischen Versorgung, als Lügendetektor sowie in Wellnessanwendungen.

Abb. 4: Wearable mit GSR-System (galvanische Hautreaktion)

Evaluationskit, Pulsoxymeter- & Herzfrequenzsensor-IC der Baureihe MAX30100, für Wearables in der Gesundheitsversorgung

Das Evaluierungskit der Baureihe MAX30110 (EV-Kit) ermöglicht die schnelle Evaluierung des optischen AFE der Baureihen MAX30110 und MAX30112 für Anwendungen an verschiedenen Stellen am Körper, insbesondere am Handgelenk. Der MAX30110 unterstützt eine Standard-SPI-kompatible Schnittstelle, während der MAX30112 auf eine I2C-kompatible Schnittstelle ausgelegt ist. Das EV-Kit ermöglicht die flexible Konfiguration zur Optimierung der Messsignalqualität bei minimalem Stromverbrauch. Das EV-Kit hilft dem Benutzer, schnell zu lernen, wie man den MAX30110 und den MAX30112 konfiguriert und benutzt.

Pulsoximeter & Herzfrequenzsensor der Baureihe MAX30100

Abb. 5: Evaluationskit, Pulsoximeter & Herzfrequenzsensor-IC der Baureihe MAX30100

Evaluationsboards für die drahtlose Leistungsübertragung

Das Evaluationsboard der Baureihe STEVAL-ISB038V1 umfasst einen drahtlosen STWLC04 & STWBC-WA-Sender und Empfänger, während das Evaluationsboard der Baureihe STEVAL-ISB038V1R mit einem drahtlosen Leistungsempfänger der Baureihe STWLC04 ausgestattet ist.

Entwicklungsplatine: WaRP7 IoT- und Wearable-Plattform der nächsten Generation, Linux- und Android-OS

Die WaRP7 beschleunigt und vereinfacht die Entwicklung von Wearables, indem sie technologische Herausforderungen angeht. So können Entwickler sich auf das Design differenzierter Funktionen konzentrieren. Die Plattform umfasst eine Haupt- sowie eine Tochterplatine. Die Hauptplatine baut auf einem NXP i.MX 7Solo-Anwendungsprozessor auf, welcher mit einem modernen ARM® Cortex®-A7- sowie einem ARM® Cortex®-M4-Prozessorkern ausgestattet ist. Dank ihrer einzigartigen heterogenen Multikernarchitektur bietet sie nicht nur ein hohes Maß an Energieeffizienz für verschiedenste Wearable-Designs, sondern ermöglicht auch die Nutzung ausgereifterer Betriebssysteme und Benutzerschnittstellen. Die Tochterkarte basiert auf einem flexiblen Design. Dabei erfassen Sensoren verschiedene Daten, während die MikroBus™-Erweiterungsbuchse Benutzern Zugriff auf über 200 Click Boards™ liefert. Somit ist eine schnelle Prototypenerstellung für nahezu alle Wearables-Projekte möglich.

Abb. 6: WARP7 Plattform-Entwicklungsplatine für IoT und Wearables

Baustein für Wearables: Multiprotokoll-Bluetooth-5-Radio-System-on-Chip (SoC) der Baureihe RSL10 mit ultrageringer Leistungsaufnahme

Das RSL10 ist ein besonders flexibles Multiprotokoll-Funkgerät mit 2,4 GHz und einem besonders niedrigem Stromverbrauch, das speziell für den Einsatz in hochleistungsfähigen tragbaren und medizintechnischen Anwendungen entwickelt wurde. Mit seinem ARM® Cortex®-M3-Prozessor und dem LPDSP32-DSP-Kern unterstützt das RSL10 BLE sowie proprietäre 2,4-GHz-Protokoll-Stacks, ohne dabei in Sachen Stromverbrauch Kompromisse einzugehen. Es unterstützt drahtlose Firmware-Updates (Firmware over the Air, FOTA).

Abb. 7: HF-Transceiver der Baureihe RSL10 von ON Semiconductor

Zusammenfassung

In diesem Artikel haben wir betrachtet, wie sich der allgemeine Begriff „Wearable“ entwickelt hat und mittlerweile auch intelligente Kleidung, Schmuckstücke, Tattoos und Headsets sowie Armbanduhren/Armbänder beschreibt. Zu den Anwendern zählen neben Patienten, welche die Technologie zur Überwachung ihrer Erkrankungen benötigen, auch Benutzer, die in derartige Geräte investieren, um ihre eigene Fitness zu verbessern. Insbesondere dort, wo Headsets involviert sind, treten zunehmend weitere Implementierungen von Virtual Reality und Augmented Reality auf – nicht nur zu Unterhaltungszwecken, sondern auch für Business-, Trainings-, Architektur- und weitere Visualisierungsanwendungen.

Zudem finden angesichts steigender Sensorzahlen und der Daten, die sie erzeugen, immer mehr Strategien zum Thema künstliche Intelligenz umgesetzt. Sie dienen dazu Daten zu analysieren, Trends zu erkennen, aus Erfahrungen Lehren zu ziehen und zusammengefasste, umsetzbare Informationen für die Geräteeigentümer abzubilden.