现在常用的感测技能包含陀螺仪(Gyroscope),可感测水平改动;三轴重力加快器(3 Axis Accelerometer),用以感测动作、走路或姿态的改动;计步器(Pedometer)用来核算步数;全球卫星定位体系(GPS)接纳器感测地点地理位置;以及麦克风可接纳语音或声波等。
上述传感器于市面上健康穿戴设备的运用,大多是运动、健身、瘦身及睡觉质量等生理量测。未来,健康穿戴设备将连续参加体温、脉息血氧浓度、心率、心电图以及酒精浓衡量测等,乃至还可望整合血压、血糖等生理传感器,以便随时随地追寻健康情况。
整合人体内/外消息 心智感测技能靠近情感需求
下一代健康穿戴设备的构思中心,在于要能打破穿戴设备在身、心量测及剖析的界限,不光能够量测生理信号,还能够量测心思情况。交融外在与内涵量测成果的处理方案,能够撷取、量化、呈现和追寻生/心思信号,让用户更深化察觉自己的身心境况。
穿戴技能的打破在于完成才智化,除了结合巨量数据(Big Data)及物联网(IoT)到达情境感知(Context Awareness)意图之外,了解人们的心智活动将能够改动人机(Human Computer Interface)互动形式。
曩昔的情境感知着重于举动设备和外在环境的互动,透过外在传感器,例如提示用户地点地理位置等信息,来满意用户下一步所需;而更才智化的穿戴技能则需求藉由感测心思信号,以进一步和人的内涵情感互动,例如用户严重时,设备会提示其放松心境,调理呼吸或播映纾压音乐。
立异运用功用 强化穿戴式产品独特性
脑电感测技能除了以心电芯片量测生理信号,并透过算法得知心率、呼吸率及压力程度等消息之外,还可进一步感测人的心智活动,使穿戴设备更智能、更人道化。虽然人机接口越来越兴旺,但人仍是有必要屈就于机器,因此脑机接口(Brain Computer Interface)技能的愿景便是让机器能合作人类,读懂人类的「心」。
穿戴产品若要完成差异化,须供给立异的运用情境。如装备心电芯片的穿戴设备,除了可追寻游戏玩家的健康情况外,还可让游戏更具应战性,如藉由心电感测技能记载心跳频率,一旦玩家因严重而心跳加快则游戏困难度添加;或由脑电感测技能量测脑电波,经由算法演绎,若心境越放松则游戏主角的生命力康复越快,反之注意力越不会集游戏困难度便添加。
再以轿车产业为例,现阶段智能穿戴式产品首要以呈现轿车油耗、均匀时速等驾驭必要信息为优先,未来若结合心电感测技能记载心电生机指数,将能防止因疲惫驾驭、超时作业所导致的意外。
解析数据意涵 算法完成多元感测运用
心电感测技能不只能用在量测心跳,真实的立异来自于供给精准的心电图信息,并可进一步呈现如心跳变异率(Heart Rate Variability, HRV)般两次心跳时刻的细小改动。
心电图(ECG)供给明晰的电波图,是侦测心跳变异率最精确的办法。最常用的心率变异剖析是依据心电图中的R波,核算出相邻R波之间的时刻距离构成一个时刻序列。一般来说,较高的HRV代表身体有着较高的自主神经调适才能,因此有较健旺的身体。
现在常用的感测技能包含陀螺仪(Gyroscope),可感测水平改动;三轴重力加快器(3 Axis Accelerometer),用以感测动作、走路或姿态的改动;计步器(Pedometer)用来核算步数;全球卫星定位体系(GPS)接纳器感测地点地理位置;以及麦克风可接纳语音或声波等。
上述传感器于市面上健康穿戴设备的运用,大多是运动、健身、瘦身及睡觉质量等生理量测。未来,健康穿戴设备将连续参加体温、脉息血氧浓度、心率、心电图以及酒精浓衡量测等,乃至还可望整合血压、血糖等生理传感器,以便随时随地追寻健康情况。
整合人体内/外消息 心智感测技能靠近情感需求
下一代健康穿戴设备的构思中心,在于要能打破穿戴设备在身、心量测及剖析的界限,不光能够量测生理信号,还能够量测心思情况。交融外在与内涵量测成果的处理方案,能够撷取、量化、呈现和追寻生/心思信号,让用户更深化察觉自己的身心境况。
穿戴技能的打破在于完成才智化,除了结合巨量数据(Big Data)及物联网(IoT)到达情境感知(Context Awareness)意图之外,了解人们的心智活动将能够改动人机(Human Computer Interface)互动形式。
曩昔的情境感知着重于举动设备和外在环境的互动,透过外在传感器,例如提示用户地点地理位置等信息,来满意用户下一步所需;而更才智化的穿戴技能则需求藉由感测心思信号,以进一步和人的内涵情感互动,例如用户严重时,设备会提示其放松心境,调理呼吸或播映纾压音乐。
立异运用功用 强化穿戴式产品独特性
脑电感测技能除了以心电芯片量测生理信号,并透过算法得知心率、呼吸率及压力程度等消息之外,还可进一步感测人的心智活动,使穿戴设备更智能、更人道化。虽然人机接口越来越兴旺,但人仍是有必要屈就于机器,因此脑机接口(Brain Computer Interface)技能的愿景便是让机器能合作人类,读懂人类的「心」。
穿戴产品若要完成差异化,须供给立异的运用情境。如装备心电芯片的穿戴设备,除了可追寻游戏玩家的健康情况外,还可让游戏更具应战性,如藉由心电感测技能记载心跳频率,一旦玩家因严重而心跳加快则游戏困难度添加;或由脑电感测技能量测脑电波,经由算法演绎,若心境越放松则游戏主角的生命力康复越快,反之注意力越不会集游戏困难度便添加。
再以轿车产业为例,现阶段智能穿戴式产品首要以呈现轿车油耗、均匀时速等驾驭必要信息为优先,未来若结合心电感测技能记载心电生机指数,将能防止因疲惫驾驭、超时作业所导致的意外。
解析数据意涵 算法完成多元感测运用
心电感测技能不只能用在量测心跳,真实的立异来自于供给精准的心电图信息,并可进一步呈现如心跳变异率(Heart Rate Variability, HRV)般两次心跳时刻的细小改动。
心电图(ECG)供给明晰的电波图,是侦测心跳变异率最精确的办法。最常用的心率变异剖析是依据心电图中的R波,核算出相邻R波之间的时刻距离构成一个时刻序列。一般来说,较高的HRV代表身体有着较高的自主神经调适才能,因此有较健旺的身体。
许多科学研讨显现,高频HRV与自主神经体系中的副交感神经活动有关,而低频段的HRV与交感神经活动有关。研讨指出,副交感体系有助于身体的放松及康复,而交感神经体系则显现人们在压力下振奋或严重的情况。脑电感测技能算法能够解读并反映人们心思情况改动,例如专心度、放松度、了解度与困难度等。
健康穿戴可运用在过动儿练习游戏,也能够随时随地透过游戏互动,到达放松疗愈或许训练大脑。透过量测人们的内涵心境,电影业者可得知观众的实践感触,电影情节将或许跟着一切观众的心境而改动结局,未来还能够量测哪些电影桥段最受观众喜欢或激赏的程度。
了解指数能丈量人们在执行使命过程中获取常识及经历的程度,其作业内容是否现已挥洒自如。这个使命能够是指身体膂力上的体现,也能够是指心思认知上的体现。透过这个算法,能够描绘出学习及认知的前进程度。
困难指数则丈量人们在执行使命过程中大脑的尽力程度,作业内容是否极具应战需求费尽心机。使用这个算法,人们能够实时对使命的困难程度进行评价及调整。此外,更多关于学习的困难与了解程衡量测,或是针对职场技能需求而推出立异运用将连续展开,透过算法可改给未来更多的幻想。
完好处理方案助力 健康穿戴产品加快上市
怎么精确量测人们的心、脑健康,对人类整体健康至关重要,因此穿戴式产品制造商无不活跃抢进。研讨预估,到2017年全球将呈现六亿四千万个穿戴式设备,首要用来监测人类的身心健康。包含产品类型从可穿戴的健康追寻设备、放松冥想观测设备、睡觉监测设备、心脏情况追寻设备,到才智手表、眼镜、手环以及衣帽等。
欲到达体系快速整兼并缩短产品上市时程,需求完好的处理方案,也便是一起供给芯片、算法以及软件开发工具,乃至是云端整合服务(图2)。完好处理方案应包含立异的感测技能、算法及低成本、低功耗的体系单芯片(SoC)。
以神念科技的SoC为例,其整合先进的低噪声模仿前端扩大电路、16位高精确模仿数字转化器(ADC),以及高效能的数字信号处理器(DSP),能够精准收集从微伏特(μV)到毫伏特(mV)的心电信号;芯片内建高通滤波器、低通滤波器以及50Hz与60Hz的陷频滤波器,除了可抗高频噪声,内建的直流漂移消除滤波器,能够进一步消除因输入端阻抗不匹配所发生的直流飘移。
心电感测SoC不需求额定整合其他被迫组件或是处理器,就能快速输出心跳以及精确的初始心电信号,并具有低功耗(整个心电体系功耗0.2毫安)、小体积(3毫米×3毫米)、零初始韧体装备需求以及快速到达稳态(1.5s)的特性。
脑电感测技能模块包含TGAT芯片,该芯片是高度整合的SoC脑电传感器,能够输出专心、放松等参数,并进行模数转化,检测接触不良的反常情况,一起过滤掉眼动噪声,及电路中50Hz和60Hz交流电信号搅扰。
软/硬件高度整合 穿戴设备开立异商机
体积与功耗一直是穿戴式技能重视的议题,据国外研讨指出,穿戴式产品的瓶颈在于耗电量,但是处理的要害却在于算法而非奇特的电池,只需事先将原始数据做开始的运算就能够削减耗电,由此可见算法的重要。
在硬件方面,怎么将有感的传感器做到穿戴时无感,是制造商的共同方针,因此需求高整合、小尺度的SoC。下一步则是供给杀手级运用,这首要来自通过验证的算法;最终,再整合感测芯片及算法,以抢得穿戴式商场先机。
穿戴技能的未来,在于内涵认知与外在环境感测的结合、身体与心思量测的结合、理性与理性的结合,并可在穿戴式设备之间以人道串连到达才智感知。