Wearable technology что это
Wearable Technologies как новое важное направление в развитии техники
Хотя сама выставка была небольшой, но она знаменовала зарождение очень важного, начавшего очень быстро расти нового направления в развитии технологий и начало нового очень перспективного вида международных выставок на эту тему. В английском языке понятие «носильные технологии» Wearable Technologies не только уже закрепилось, но и получило узнаваемое сокращение: WT.
Wearable Technologies делают только первые шаги, но их ждет большое будущее.
Большое значение ООН придает развитию новых технологий, в частности, мобильных и так называемых «носильных технологий», которые имеют большой потенциал для демократизации общества и технического прогресса также и еще недостаточно развитых стран.
Ввиду начавшегося бурного их развития невозможно предсказать, какие новые и неожиданные возможности откроют они для развитиячеловека, производства, улучшения и упрощения быта людей.
На первый взгляд может показаться, что они принесут усложнения в работе и жизни. Но дело в том, что новые технологии не просто умные, но и они все больше будут и уже сейчас могут предугадывать желания и намерения человека и облегчать его жизнь и работу.
Эти так называемые носимые технологии положили начало новому виду индустрии, которая уже сейчас оценивается в миллиарды дол. США и которая, по оценкам прессы, начала развиваться взрывоподобными темпами.
Эти новые технологии лежат в основе магистрального развития промышленности, производства и быта людей на основе физического слияния человека с технологиями.
Кроме того, что они повышают возможности человека, они увеличивают также и возможности небольших и еще недостаточно развитых стран участвовать в соревновании с мощными индустриальными гигантами, часто в сотрудничестве
с ними, но даже нередко и опережая их в деле создания революционных инноваций. Эту новую закономерность можно было видеть на нью-йоркской выставке. Хорошим примером этого может служить впервые участвовавшая на этой выставке маленькая фирма Augumenta из провинциального финского городка Oulu c населением всего в 190 тыс. чел.
Финская Augumenta впервые сообщила в Нью-Йорке о разработанныхею умных очках и продемонстрировала на выставке их работу.
Справа – основатель фирмы Augumenta
По некоторым параметрам качества и особенно по цене они превосходят сенсационные очки корпорации Гугл, которые уже поступили в продажу.
Носимые гаджеты: что нужно знать о wearable-технологии
«Умные» часы и очки, фитнес-браслеты и ЭКГ-футболки не просто модные аксессуары. Носимые устройства, или wearables, стали настоящим технотрендом: их производят как молодые стартапы, так и гиганты вроде Apple и Hyundai, они нужны как рядовым пользователям, так и большим корпорациям. Почему – разбираемся в статье.
Если у вас еще нет wearable-гаджета, то обязательно будет
Во-первых, об этом говорит статистика. Во II квартале 2019 года по сравнению с тем же периодом 2018 года в России купили в два раза больше носимой электроники: 760 тысяч гаджетов на сумму около 5 млрд рублей. 60% покупок приходится на фитнес-браслеты, 25% – на смарт-часы и 15% – на детские локаторы. Средняя сумма, которую покупатели отдают за фитнес-браслет, около 2,2 тысячи рублей, детский локатор стоит около 3 тысяч рублей. Wearables-технологии становятся все более популярными и доступными. А это соблазняет попробовать новую модель фитнес-браслета даже техноаскетов.
Во-вторых, спектр проблем, которые берутся решать wearables, постоянно расширяется. Первые носимые устройства представляли собой гибриды часов и мобильных телефонов – их выпускали для внутреннего рынка китайские компании. Мировой аудитории такие гаджеты представил Samsung в 1999 году. Подобные устройства лишь упрощали использование мобильных телефонов. Потом были умные наклейки на кроссовки Nike+: они передавали данные об активности на iPod Nano. В 2008 году появился знаменитый Fitbit Classic, который многим понравился функцией мониторинга сна. Сейчас разработчики учат свои устройства анализировать весь доступный им массив данных о носителе устройства, в том числе распознавать эмоции.
Одно из первых массовых носимых устройств: часы SPH-WP10, которые представил Samsung в 1999 году. Изображение: mobile-review.com.
Wearables – больше, чем смарт-часы и фитнес-браслеты
Часы вроде модных Apple Watch и Samsung Gear 2, а также чуть менее востребованные Motorola Moto 360 стали привычным делом. Не менее популярны фитнес-браслеты и пульсометры: от знакомых всем Xiaomi, MIO и Fitbit Flex до нашумевших в медицинской среде HealBe. Что действительно в новинку, так это инструменты дополненной и виртуальной реальности, работающие со зрением, слухом и другими каналами восприятия. Классикой жанра AR (дополненной реальности, augmented reality) стали Google Glass.
Затем корейские ученые разработали «убийцу» Google Glass – очки K-Glass. Они имитировали работу человеческого мозга, выводя на экран лишь релевантную информацию (утверждалось, что в них можно подойти к ресторану и увидеть 3D-модели блюд с ценами). Для спорта и путешествий создали Laster SeeThru, а отдельно для велосипедистов и атлетов – Solos. В мире VR (virtual reality, виртуальной реальности) можно выделить Oculus, HTC Vive, Sony PlayStation VR – это все, что позволяет одновременно задействовать зрение, слух и осязание.
Ваша одежда также может стать «умным» устройством
Бюстгальтер OMbra фиксирует биометрические показатели, заменяя трекеры активности, а беговые шорты Lumo Run не только отслеживают вертикальные колебания, каденс, торможение, продолжительность контакта с землей и движения таза, но и интегрируются с голосовым коучингом. Виртуальный тренер через наушники подскажет, как повысить эффективность бега. Одежда Athos измеряет показатели тела, включая производительность мышц, частоту сердечных сокращений и частоту дыхания.
И не только одежда: в России готовят замену холтеру
«Умной» одежду делает «железо», которое можно интегрировать практически в любой предмет. Российский стартап IQ-Beat разработал современную альтернативу холтеру – устройство, считывающее ЭКГ 24/7 и отправляющее данные в облако Google Cloud в режиме реального времени. Обычно запись ЭКГ осуществляется при помощи рекордера, который пациент носит с собой (на ремне через плечо или на поясе) минимум сутки. IQ-Beat намерен заменить традиционные электроды-«присоски» токопроводящей тканью: роль холтера сможет выполнять футболка, кресло, матрас. При этом алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения будут обрабатывать информацию в облаке, делать предиктивную аналитику и выдавать рекомендации.
«Данные, собранные с помощью, например, футболки-ЭКГ, загружаются сначала через Bluetooth на мобильное устройство, а затем уходят в облако Google Cloud, где обрабатываются алгоритмом. Наш эксперт по аналитическим данным изучает техническое задание кардиолога и обучает алгоритм так, чтобы он впоследствии смог заменить человека в идентификации паттерна отклонений», – рассказывает Дмитрий Кулиш, сооснователь проекта IQ-Beat.
Фиксация серьезных отклонений – то, с чем не смогли справиться фитнес-браслеты и нагрудные датчики. Первые «увидят» лишь частоту и регулярность сердечных сокращений. Вторые определят вариабельность сердечного ритма, это позволит диагностировать выпадения отдельных сокращений (аритмию), но не более.
«Представьте, что наше устройство носят, например, 100 человек. Алгоритм «следит» за ними в реальном времени, и если он фиксирует хотя бы одно отклонение у одного человека, информация направляется кардиологу. Технология трекинга 24/7 позволяет предотвращать опасные ситуации (инфаркт, инсульт), если заблаговременно принять меры», – комментирует Дмитрий Кулиш.
По его словам, самый перспективный сектор для IQ-Beat – это b2b-рынок в сфере безопасности труда сотрудников (нефтяная отрасль и др.).
Wearables будут везде, в том числе в вашем офисе
На рынке корпоративных устройств можно выделить Honeywell Skills Insight – прикрепленный к оголовью дисплей, управляемый голосовыми командами и отображающий текущие данные (документы, описания рабочих процедур, правила техники безопасности). А технологии handsfree и AR позволяют ему проводить обучение сотрудников на месте, визуализировать задачи, связываться с удаленными экспертами. Звучит, как описание робота из будущего, но это уже реальность.
Австралийская компания SmartCap Technologies производит носимые датчики, которые измеряют уровень усталости водителей и операторов промышленного оборудования, отслеживая их мозговую активность. Экзоскелеты Hyundai облегчат работу сотрудников сборочных линий, а Hitachi при помощи носимых датчиков анализирует не только производительность сотрудников, но и их уровень счастья.
По прогнозам компании IDC, к концу 2023 года объем мирового рынка носимых устройств достигнет 279 млн единиц.
Какие носимые устройства будут представлены на рынке к 2023 году. Создано при помощи canva.com.
На стыке разных продуктовых сфер появляется потенциал, который могут использовать стартапы – дело за революционными технологиями.
СОДЕРЖАНИЕ
История
В 1500-х годах немецкий изобретатель Петер Генлейн создал маленькие часы, которые носили как ожерелья. Спустя столетие карманные часы стали популярными, так как жилетки вошли в моду для мужчин. Наручные часы были созданы в конце 1600-х годов, но в основном женщины носили их как браслеты.
В 1904 году авиатор Альберто Сантос-Дюмон первым применил современные наручные часы.
В 2010 году Fitbit выпустила свой первый счетчик шагов. Носимая технология, которая отслеживает такую информацию, как ходьба и частота сердечных сокращений, является частью количественного определения собственного движения.
В 2013 году компания McLear, также известная как NFC Ring, выпустила первое широко используемое передовое носимое устройство. Смарт-кольцо может оплачивать биткойнами, разблокировать другие устройства, передавать личную информацию и другие функции. McLear владеет самым ранним патентом, поданным в 2012 году, который распространяется на все умные кольца, с Джозефом Пренсипи в качестве единственного изобретателя.
Прототипы
С 1991 по 1997 год Розалинд Пикард и ее ученики, Стив Манн и Дженнифер Хили, в лаборатории MIT Media Lab разработали, построили и продемонстрировали сбор данных и принятие решений с помощью «умной одежды», которая непрерывно отслеживала физиологические данные от владельца. Эти «умная одежда», «умное нижнее белье», «умная обувь» и «умные украшения» собирали данные, относящиеся к аффективному состоянию, и содержали или контролировали физиологические датчики и датчики окружающей среды, такие как камеры и другие устройства.
В 2009 году Sony Ericsson объединилась с Лондонским колледжем моды в конкурсе на дизайн цифровой одежды. Победителем стало коктейльное платье с технологией Bluetooth, благодаря которой оно загоралось при входящем звонке.
Зак «Хукен» Смит, известный под именем MakerBot, сшил штаны для клавишных во время воркшопа «Fashion Hacking» в творческом коллективе Нью-Йорка.
Национальный институт Тиндаля в Ирландии разработал платформу «удаленного ненавязчивого мониторинга пациента», которая использовалась для оценки качества данных, генерируемых датчиками пациента, и того, как конечные пользователи могут адаптироваться к этой технологии.
В 2010 году компания McLear, также известная как NFC Ring, разработала первый в мире прототип усовершенствованных носимых устройств, который затем был собран на Kickstarter в 2013 году.
В 2014 году аспиранты Школы искусств Тиш в Нью-Йорке разработали толстовку с капюшоном, которая отправляла заранее запрограммированные текстовые сообщения, активируемые жестами.
Примерно в то же время начали появляться прототипы цифровых очков с дисплеем на лобовое стекло (HUD).
использование
В потребительском сегменте продажи умных браслетов (также известных как трекеры активности, такие как Jawbone UP и Fitbit Flex) начали расти в 2013 году. Согласно отчету PriceWaterhouseCoopers Wearable Future Report за 2014 год, каждый пятый взрослый американец имеет носимое устройство. По состоянию на 2009 год снижение стоимости вычислительной мощности и других компонентов способствовало широкому распространению и доступности.
В профессиональном спорте носимые технологии используются для мониторинга спортсменов и получения обратной связи в режиме реального времени. Примеры носимых технологий в спорте включают акселерометры, шагомеры и GPS, которые можно использовать для измерения расхода энергии и характера движения спортсмена.
В сфере кибербезопасности и финансовых технологий безопасные носимые устройства захватили часть рынка ключей физической безопасности. McLear, также известная как NFC Ring, и VivoKey разработали продукты с одноразовым контролем безопасного доступа.
Современные технологии
Однако в начале 2015 года Google прекратил продажу бета-версии Glass для широкой публики после критики ее дизайна и цены в 1500 долларов.
В то время как технология оптических дисплеев на голове остается нишей, на свет появились два популярных типа носимых устройств: умные часы и трекеры активности. В 2012 году ABI Research прогнозировала, что продажи умных часов в 2013 году достигнут 1,2 миллиона долларов, чему способствуют широкое проникновение смартфонов на многие мировые рынки, широкая доступность и низкая стоимость датчиков MEMS, энергоэффективных технологий связи, таких как Bluetooth 4.0, и процветающая экосистема приложений.
Носимые технологии были популярной темой на выставке Consumer Electronics Show в 2014 году, когда комментаторы отрасли назвали мероприятие «Шоу носимых устройств, бытовой техники, автомобилей и гибких телевизоров». Среди множества представленных носимых устройств были умные часы, трекеры активности, умные украшения, головные оптические дисплеи и наушники. Тем не менее, носимые технологии по-прежнему страдают от ограниченной емкости аккумулятора.
Носимые устройства также могут собирать биометрические данные, такие как частота сердечных сокращений (ЭКГ и ВСР), мозговые волны (ЭЭГ) и мышечные биосигналы (ЭМГ) от человеческого тела, чтобы предоставить ценную информацию в области здравоохранения и благополучия.
По мере того как носимые технологии продолжают развиваться, они начали распространяться и на другие области. Внедрение носимых устройств в систему здравоохранения является предметом исследований и разработок различных учреждений. Носимые устройства продолжают развиваться, выходя за рамки устройств и исследуя новые рубежи, такие как умные ткани. Приложения включают использование ткани для выполнения такой функции, как интеграция QR-кода в ткань, или спортивной одежды, которая увеличивает поток воздуха во время тренировки.
Носимые технологии и здоровье
Носимые устройства часто используются для наблюдения за здоровьем пользователя. Учитывая, что такое устройство находится в тесном контакте с пользователем, оно может легко собирать данные. Все началось в 1980 году, когда была изобретена первая беспроводная ЭКГ. В последние десятилетия наблюдается стремительный рост исследований в области текстильных линз, татуировок, пластырей и контактных линз.
Носимые устройства можно использовать для сбора данных о состоянии здоровья пользователя, в том числе:
Эти функции часто объединены в одно устройство, например, трекер активности или умные часы, такие как Apple Watch Series 2 или Samsung Galaxy Gear Sport. Подобные устройства используются для физических тренировок и наблюдения за общим физическим здоровьем, а также для предупреждения о серьезных заболеваниях, таких как судороги (например, Empatica Embrace).
В настоящее время изучаются другие приложения в сфере здравоохранения, такие как:
Хотя носимые устройства могут собирать данные в агрегированной форме, большинство из них ограничены в своей способности анализировать или делать выводы на основе этих данных; таким образом, большинство из них используются в первую очередь для получения общей информации о здоровье. (Исключением являются носимые устройства с предупреждением об изъятии, которые постоянно анализируют данные пользователя и принимают решение о вызове помощи; собранные данные могут затем предоставить врачам объективные доказательства, которые они могут найти полезными при диагностике.) Носимые устройства могут учитывать индивидуальные различия, хотя большинство из них просто собирают данные и применяют универсальные алгоритмы.
Эпидермальная (кожная) электроника
Текущее использование эпидермальных технологий ограничено существующими производственными процессами. Его текущее применение основано на различных сложных технологиях изготовления, таких как литография или прямая печать на несущей подложке перед прикреплением непосредственно к корпусу. Исследования по печати эпидермальной электроники непосредственно на коже в настоящее время доступны в качестве единственного источника для исследований.
Важность эпидермальной электроники заключается в их механических свойствах, которые напоминают свойства кожи. Кожу можно смоделировать как двухслойную, состоящую из эпидермиса, имеющего модуль Юнга ( E ) 2-80 кПа и толщину 0,3-3 мм, и дермы, имеющей E 140-600 кПа и толщину 0,05-1,5 мм. Вместе этот бислой пластично реагирует на растягивающие деформации ≥ 30%, ниже которых поверхность кожи растягивается и морщится без деформации. Свойства эпидермальной электроники отражают свойства кожи, что позволяет им работать таким же образом. Как и кожа, эпидермальные электронные компоненты являются ультратонкими ( h 2 ), что позволяет им прилегать к коже без приложения напряжения. Конформный контакт и надлежащая адгезия позволяют устройству изгибаться и растягиваться без расслоения, деформации или разрушения, тем самым устраняя проблемы с обычными громоздкими носимыми устройствами, включая артефакты измерения, гистерезис и раздражение кожи, вызванное движением. Благодаря этой врожденной способности принимать форму кожи, эпидермальная электроника может точно получать данные без изменения естественного движения или поведения кожи. Тонкая, мягкая, гибкая конструкция эпидермальной электроники напоминает временные татуировки, нанесенные на кожу. По сути, эти устройства «механически невидимы» для владельца.
Носимые устройства распространились в сфере развлечений, создав новые способы использования цифровых медиа. Гарнитуры виртуальной реальности и очки дополненной реальности стали примером носимых устройств в сфере развлечений. Влияние этих гарнитур виртуальной реальности и очков дополненной реальности наблюдается в основном в игровой индустрии в первые дни, но теперь они используются в областях медицины и образования.
Носимые технологии также расширились: от небольших устройств на запястье до одежды по всему телу. Существует обувь, производимая компанией shiftwear, которая использует приложение для смартфона, чтобы периодически менять дизайн, отображаемый на обуви. Обувь изготовлена из обычной ткани, но в ней используется дисплей вдоль середины и спины, который показывает дизайн по вашему выбору. Приложение было запущено к 2016 году, а прототип обуви был создан в 2017 году.
Другой пример этого можно увидеть с динамиками для наушников Atari. Atari и Audiowear разрабатывают лицевую панель со встроенными динамиками. Колпачок будет оснащен динамиками, встроенными в нижнюю часть поля, и будет иметь возможность Bluetooth. В 2018 году Jabra выпустила наушники, которые устраняют шум вокруг пользователя и могут переключать настройку, называемую «сквозной проход». Этот параметр принимает звук вокруг пользователя через микрофон и отправляет его пользователю. Это дает пользователю улучшенный звук во время поездки, чтобы он мог слышать свое окружение, слушая свою любимую музыку. Многие другие устройства можно считать носимыми развлекательными устройствами, и они должны быть только устройствами, которые должен носить пользователь, чтобы работать с мультимедиа.
В 2012 году гарнитуры виртуальной реальности были вновь представлены публике. Гарнитуры VR были впервые разработаны в 1950-х годах и официально созданы в 1960-х годах. Создание первой гарнитуры виртуальной реальности можно приписать оператору Мортону Хейлигу. Он создал устройство, известное как Sensorama, в 1962 году. Sensorama была похожа на видеоигры устройством, которое было настолько тяжелым, что его нужно было удерживать с помощью подвесного устройства. В игровой индустрии существует множество различных носимых технологий, от перчаток до подножек. В игровом пространстве есть оригинальные изобретения. В 2016 году Sony представила свою первую портативную подключаемую гарнитуру виртуальной реальности под кодовым названием Project Morpheus. В 2018 году устройство было переименовано в PlayStation. В начале 2019 года Microsoft представила свой HoloLens 2, который выходит за рамки виртуальной реальности и превращается в гарнитуру смешанной реальности. Их основной упор делается на то, чтобы их использовали в основном рабочий класс для помощи в решении сложных задач. Эти наушники используются преподавателями, учеными, инженерами, военнослужащими, хирургами и многими другими. Гарнитуры, такие как HoloLens 2, позволяют пользователю видеть проецируемое изображение под разными углами и взаимодействовать с ним. Это помогает пользователю получить практический опыт, который в противном случае он не смог бы получить.
В 1967 году французский модельер Пьер Карден, известный своим футуристическим дизайном, создал коллекцию одежды под названием «robe electronicique», в которой использовался геометрический узор, вышитый светодиодами. Уникальный дизайн Pierre Cardin был показан в эпизоде анимационного шоу Jetsons, где один из главных героев демонстрирует, как работает ее светящееся платье «Pierre Martian», подключая его к электросети. Выставка работ Пьера Кардена недавно была выставлена в Бруклинском музее в Нью-Йорке.
В 1968 году Музей современного ремесла в Нью-Йорке провел выставку под названием Body Covering, которая представила сочетание технологических носимых устройств с модой. Среди представленных проектов были одежда, изменяющая температуру, и праздничные платья, которые светятся и производят шум. Для создания этих проектов дизайнеры выставки творчески внедрили электронику в одежду и аксессуары. Начиная с 2018 года модельеры продолжают исследовать этот метод в производстве своих дизайнов, раздвигая границы моды и технологий.
Дом Голландии и кольцо NFC
Компания McLear, также известная как NFC Ring, в партнерстве с Домом Генри Холланда и Visa Europe Collab провела мероприятие под названием «Безналичный расчет на подиуме» в Коллинз-мюзик-холле в Ислингтоне. Знаменитости, проходящие через мероприятие, могли впервые в истории совершать покупки с носимых устройств с помощью колец McLear NFC, нажав на кольцо на терминале для покупок.
МилыйСхема
Проект Жаккард
Project Jacquard, проект Google, возглавляемый Иваном Пупыревым, сочетает одежду с технологиями. Google в сотрудничестве с Леви Страуссом создал куртку с сенсорными участками, с помощью которой можно управлять смартфоном. Запонки съемные и заряжаются через порт USB.
Intel и Chromat
Intel в партнерстве с брендом Chromat создала спортивный бюстгальтер, который реагирует на изменения в теле пользователя, а также платье из углеродного волокна, напечатанное на 3D-принтере, которое меняет цвет в зависимости от уровня адреналина пользователя. Intel также сотрудничает с Google и TAG Heuer, чтобы создать умные часы.
Ирис ван Херпен
Процесс производства электронного текстиля
Общие методы изготовления электронного текстиля включают следующие традиционные методы:
Военный
Носимые технологии в вооруженных силах варьируются от образовательных целей, тренировок до технологий устойчивого развития.
С появлением виртуальной реальности естественно начать создавать симуляции с помощью VR. Это лучше подготовит пользователя к любой ситуации, в которой он тренируется. В армии есть боевые симуляторы, на которых будут тренироваться солдаты. Причина, по которой военные будут использовать VR для обучения своих солдат, заключается в том, что это самый интерактивный / захватывающий опыт, который пользователь почувствует, не будучи помещенным в реальную ситуацию. Недавние симуляции включают в себя солдата с противоударным поясом во время симуляции боя. Каждый раз, когда в них стреляют, пояс выделяет определенное количество электричества прямо на кожу пользователя. Это сделано для наиболее гуманной имитации огнестрельного ранения.