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【感測只是第一步!後台分析+回饋,才能提升使用黏著度】
為什麼需要穿戴裝置?或許,生活環境的惡化與養生保健意識的抬頭功不可沒。BTC 調查資料指出,逾 80% 消費者認為穿戴式科技的作用之一,是讓醫療保健變得更加便利。
在新興穿戴裝置應用領域,預料「運動」和「健康」取向的手錶、手環仍是主力產品,且功能愈形豐富、有朝向醫療級標準邁進的趨勢,而高整合度、小體積、低功耗及低成本的感測器益發關鍵。例如,高整合度的類比前端 (AFE) 晶片,可提供高品質的「多導聯」心電、呼吸/心律調節器 (起搏器) 感測及其他功能,是高性能「診斷級」心電圖 (ECG) 監測的理想方案。
現階段運動相關的感測及計量雖相對成熟,但對於運動狀態下,如何快速、精準監測生命體徵訊號還有改善空間,將催生、提升感測器及訊號處理的技術進展;例如,以光電測量心率、血氧含量及其他健康指數,需要更新穎的光電感測器及對應的系統級資料處理技術,包括常態運動的持續準確測量及採集資料的後台融合、分析使用等。單是研究如何抑制光電測量的內部反射光與外部環境光 (降低干擾),就耗費業界不少時間、心力才解決。
與此同時,有越來越多的健康類穿戴產品已在鞋、帽和眼鏡出現,穿戴式「腦電產品」亦將問市。帶有腦電監測的耳機,可監測對某種音樂的不同反應等,據以開發有趣應用。然與過去只有「點狀資訊」的產品不同,新世代智慧穿戴將著重於後台資料的分析處理並回饋到終端使用者的工作環節,才能吸引使用者捧場。此外,大數據在智慧穿戴式應用——尤其是「疾病預防」及「慢性病監測」居功厥偉。整體而言,穿戴裝置的趨勢演變有三個階段……。
延伸閱讀:
《健康至上!智慧穿戴貼身照護》
http://compotechasia.com/a/____//2018/0211/38093.html
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#物聯網IoT #量測 #感測器Sensor #微機電MEMS #加速度感測器 #振動偵測
【IoT 訊號鏈層層相連,務求準確、靈敏、差異化與安全】
物聯網 (IoT) 實際上就是一個連接並延伸到雲端的量測訊號鏈。然而,將光、聲音、壓力和溫度等物理現象轉換為數位資料,其實已是落伍觀念;現已演進到透過 metapatterns (元式樣)、雲端與其龐大儲存和處理能力所實現的運算模型力量,改變了原有基於數位資料的決策模式。其中,溫度感測就普遍被用於獨立的測量或作為其他感測元素之一;例如,在電化學感測中,就必須將溫度這個變數考慮在內,因為它會影響量測結果。
另一方面,微機電 (MEMS) 加速度感測器是多軸「振動偵測」的組成基礎,以實現系統穩定化,如:無人機、手持式遊戲裝置或相機等,也被運用於健康追蹤設備。由於穿戴式感測器需長時間開啟,低功耗是首要考量,其次是頻寬和解析度,確保不會有過低採樣 (under sampling) 所產生的輸入訊號混疊 (alias) 問題;再者,數據品質也很重要,而低雜訊、低漂移的元件能將感測器的能力最大化,實現更寬的動態範圍,也意味著此硬體能量測更多樣的微小訊號。
以上要件可讓終端系統更準確、靈敏且差異化,有助於開發能滿足目前已被提出及潛在量測需求;如此一來,同樣的硬體可被用於具有低成本優勢的多代產品上,特別是在硬體更換升級實施困難且昂貴的情況下,特別適用於感測器及相關硬體數量預期將爆發成長的物聯網。物聯網訊號鏈的無線連接優勢,讓這些裝置可被放置於越來越難以觸及或惡劣的環境中 (如工廠)。最後,要考慮的因素是越來越嚴格的跨市場政府法規,包括:氣體排放、電力使用、和環境控制等。
當穩定而精確的硬體測量平台設置完成後,可再透過軟體實現系統差異化,以便在競爭激烈的市場中進一步區隔出利基領域,而系統升級也將更容易、簡單且可即時完成。此外,在物聯網生態系統中維持數據的合法性 (legitimate),亦不容忽視。IoT 從「物」到雲端的每個階層,都可能有新的外部連接及相關安全風險,返回路徑 (return path) 亦如是。這不僅是關於裝置設備、網路或客戶端,也涉及許多表面區域 (surface areas),且彼此互相牽動。
延伸閱讀:
《對精確度錙銖必較的物聯網》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0222/34724.html
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#運動感測器MotionSensors #微機電MEMS #慣性量測單元IMU #物聯網IoT #擴增實境AR #無人機
#陀螺儀 #線性加速度效應 #加速度計 #穿戴裝置 #智能家居
【感知工業、醫療、智能家居與無人機舉動的「報馬仔」】
運動感測器 (Motion Sensors) 可不只有遊戲和娛樂的用途!它也是工業和醫療領域的好幫手!工廠的引擎、馬達、渦輪等具有反覆性動力源的機械常發生機械振動 (vibration) 現象,輕者將引發噪音或使用上的不便,重者會造成「共振」現象,使儀器功能失常,甚至破壞整體結構。就算未有明顯振動、只要機械姿態有變,重力分量亦會隨之不同。為及時掌握這些不利狀況並採取必要措施,借助運動感測器探知是有效的方法。
在醫療方面,根據美國疾病控制中心統計,單是在美國,每年就有近 100 萬個膝蓋和髖關節置換手術進行;不過,卻有約 30% 的膝關節置換手術,會因難以確切掌握骨骼內部架構細節而產生錯位。若手術前先以高精度微機電 (MEMS) 感測器追蹤病人的膝關節排列方向 (alignment) 和運動狀況,可精準定位並降低成本。至於消費市場,穿戴裝置、智能家居、智慧儀表等亦常用到三軸加速度計。
在智能家居的保全應用上,只要進入佈防狀態,一旦有人自門窗侵入就會產生振動,而這個振動可用 MEMS 加速度計捕捉到,再經由無線通訊啟動家裡的錄影機或自動與警察單位連線。此類產品的耐用年限短則一年,長則五年、十年起跳,因為沒人想頻繁更換門窗上的檢測設備或更換電池。此外,慣性量測單元 (IMU) 結合圖資軟體後,帶動導航輔助/航位推移 (dead passage) /擴增實境(AR) 等創新應用,將觸角由平面 2D 空間延伸至立體 3D 空間。
延伸閱讀:
《ADI:Motion Sensor 在工業與醫療市場潛力大》
http://compotechasia.com/a/____/2016/1013/33723.html
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