La tecnologia indossabile si è evoluta rapidamente nell'ultimo decennio, passando da semplici fitness tracker a dispositivi sofisticati in grado di monitorare un'ampia gamma di parametri sanitari in tempo reale. L'integrazione di biometria avanzata e abbigliamento intelligente rappresenta un passo avanti significativo nel modo in cui interagiamo con tecnologia, salute e benessere. Questo articolo esplora le ultime innovazioni nella tecnologia indossabile, concentrandosi sulla biometria avanzata per il monitoraggio della salute in tempo reale e sull'integrazione della tecnologia nell'abbigliamento attraverso l'abbigliamento intelligente.
Biometria avanzata: monitoraggio della salute in tempo reale
Comprendere la biometria nei dispositivi indossabili
La biometria si riferisce alla misurazione e all'analisi statistica delle caratteristiche fisiche e comportamentali uniche delle persone. Nel contesto dei dispositivi indossabili, la biometria implica il monitoraggio dei dati fisiologici per monitorare i livelli di salute e forma fisica. I sensori biometrici avanzati sono diventati componenti integranti dei moderni dispositivi indossabili, consentendo un monitoraggio continuo e in tempo reale della salute.
Tipi di sensori biometrici nei dispositivi indossabili
Monitor della frequenza cardiaca
- Sensori ottici della frequenza cardiaca: Utilizzare la fotopletismografia (PPG) per rilevare le variazioni del volume sanguigno nel letto microvascolare del tessuto.
- Sensori per elettrocardiogramma (ECG): Misura l'attività elettrica del cuore per ottenere letture più precise della frequenza cardiaca e rilevare eventuali irregolarità.
Sensori di saturazione dell'ossigeno nel sangue (SpO2)
- Misura la percentuale di emoglobina satura di ossigeno nel sangue, importante per valutare la funzionalità respiratoria.
Misuratori della pressione sanguigna
- Utilizzare il tempo di transito dell'impulso (PTT) o altre tecnologie per stimare la pressione sanguigna in modo non invasivo.
Sensori di bioimpedenza
- Valuta la composizione corporea, i livelli di idratazione e può essere utilizzato per monitorare la frequenza respiratoria.
Sensori di temperatura
- Monitorare la temperatura della pelle, che può essere indicativa di varie condizioni di salute.
Monitoraggio in tempo reale e i suoi vantaggi
Raccolta continua di dati sanitari
- Rilevazione precoce dei problemi di salute: I dati in tempo reale consentono la rilevazione precoce di anomalie quali aritmie, ipossia o ipertensione.
- Gestione delle malattie croniche:I pazienti affetti da patologie come il diabete o le malattie cardiache possono gestire la propria salute in modo più efficace grazie al monitoraggio continuo.
Approfondimenti personalizzati sulla salute
- Raccomandazioni basate sui dati:I dispositivi indossabili possono fornire feedback e coaching personalizzati basati sui dati sanitari individuali.
- Supporto al cambiamento comportamentale:Il feedback in tempo reale può motivare gli utenti ad adottare stili di vita più sani.
Monitoraggio remoto dei pazienti
- Integrazione della telemedicina:Gli operatori sanitari possono monitorare i pazienti da remoto, riducendo la necessità di frequenti visite di persona.
- Risposta alle emergenze:I dispositivi indossabili possono rilevare cadute o problemi di salute critici e allertare i servizi di emergenza.
Dispositivi e tecnologie leader
Serie Apple Watch
- Funzionalità ECG: Apple Watch Series 4 e i modelli successivi includono funzionalità ECG approvate dalla FDA.
- Monitoraggio dell'ossigeno nel sangue:La serie 6 ha introdotto il monitoraggio SpO2 per scopi di benessere.
Fitbit Sense
- Gestione dello stress: Include sensori di attività elettrodermica (EDA) per valutare i livelli di stress.
- Monitoraggio della temperatura cutanea: Monitora le variazioni che potrebbero indicare una malattia.
Dispositivi indossabili Garmin
- Misure di prestazioni avanzate: Fornisce suggerimenti su VO2 max, stato dell'allenamento e tempi di recupero.
- Sensore Pulse Ox: Fornisce i livelli di saturazione dell'ossigeno nel sangue.
Tendenze future nel monitoraggio biometrico
Monitoraggio non invasivo del glucosio
- Importanza: Fondamentale per la gestione del diabete; i metodi attuali sono invasivi.
- Ricerca e sviluppo:Le aziende stanno esplorando sensori ottici e altre tecnologie per il monitoraggio non invasivo del glucosio.
Monitoraggio avanzato della pressione sanguigna
- Soluzioni senza polsini: Sviluppo di metodi più accurati e convenienti per monitorare la pressione sanguigna.
- Orologio Samsung Galaxy: Introdotto il monitoraggio della pressione sanguigna mediante PPG e algoritmi.
Biosensori indossabili per il rilevamento delle malattie
- Monitoraggio COVID-19: Dispositivi indossabili che rilevano i primi segni di infezione attraverso cambiamenti fisiologici.
- Biomarcatori delle malattie croniche: Identificazione di biomarcatori specifici per malattie come il Parkinson o l'Alzheimer.
Abbigliamento intelligente: integrare la tecnologia nell'abbigliamento
Definire l'abbigliamento intelligente
L'abbigliamento intelligente, o e-textile, si riferisce a indumenti dotati di componenti digitali ed elettronici integrati per offrire funzionalità aggiuntive rispetto agli usi tradizionali. Questa integrazione consente all'abbigliamento di fungere da interfaccia tra chi lo indossa e la tecnologia, migliorando comfort, praticità e monitoraggio della salute.
Tecnologie utilizzate nell'abbigliamento intelligente
Tessuti e fili conduttivi
- Funzione: Consente il passaggio di segnali elettrici attraverso gli indumenti, collegando sensori e dispositivi.
- Materiali: Spesso realizzati in fibre arricchite di argento, rame o carbonio.
Sensori e attuatori integrati
- Tipi di sensori: Includono sensori di movimento, cardiofrequenzimetri, sensori di temperatura e sensori di pressione.
- Attuatori: Fornire feedback tattile o regolare le proprietà dell'indumento (ad esempio, giacche auto-riscaldanti).
Elettronica flessibile
- Circuiti stampati (PCB): Progettato per essere flessibile e durevole, ideale per l'integrazione nei tessuti.
- Batterie estensibili: Fonti di energia che possono piegarsi e allungarsi insieme al capo.
Applicazioni dell'abbigliamento intelligente
Fitness e sport
- Monitoraggio delle prestazioni: Tieni traccia di parametri come frequenza cardiaca, attività muscolare e schemi di movimento.
- Migliorare la formazione: Fornisci feedback in tempo reale per migliorare la tecnica e ridurre il rischio di infortuni.
Esempio: magliette intelligenti Hexoskin
- Caratteristiche: Misura la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria e i livelli di attività.
- Casi d'uso: Utilizzato dagli atleti per ottimizzare le prestazioni e dai ricercatori negli studi clinici.
Monitoraggio sanitario e medico
- Gestione delle malattie croniche: Monitorare i parametri vitali nei pazienti affetti da patologie come le malattie cardiovascolari.
- Riabilitazione: Supportare la terapia fisica monitorando i movimenti e assicurandosi che gli esercizi vengano eseguiti correttamente.
Esempio: Calzini intelligenti Sensoria
- Caratteristiche: Dotato di sensori di pressione tessili per analizzare l'andatura e le tecniche di atterraggio del piede.
- Benefici: Aiuta a prevenire infortuni e a gestire patologie come le ulcere del piede diabetico.
Comodità e sicurezza quotidiane
- Abbigliamento adattivo: Si adatta alle condizioni ambientali, come i tessuti che regolano la temperatura.
- Caratteristiche di sicurezza: Include indumenti con luci LED per la visibilità o il rilevamento degli urti negli indumenti da lavoro.
Esempio: giacca Levi's Commuter Trucker con jacquard di Google
- Caratteristiche: Consente a chi lo indossa di controllare la musica, la navigazione e le chiamate telefoniche tramite gesti sulla manica della giacca.
- Tecnologia: Utilizza filati conduttivi intrecciati nel tessuto collegati a un'etichetta intelligente staccabile.
Sfide e prospettive future nell'abbigliamento intelligente
Sfide tecniche
- Durata e lavabilità: Garantire che i tessuti intelligenti possano resistere all'uso e ai lavaggi regolari senza degradarsi.
- Alimentazione elettrica: Sviluppo di fonti di energia efficienti, leggere e sicure.
Accettazione dell'utente
- Comfort e stile: Equilibrio tra funzionalità tecnologica, comfort e appeal estetico.
- Privacy e sicurezza dei dati: Affrontare le preoccupazioni relative alla raccolta e alla protezione dei dati.
Sviluppi futuri
- Tessuti per la raccolta di energia:Indumenti che generano energia dal movimento o dal calore corporeo.
- Materiali avanzati:Integrazione di nanotecnologie e grafene per migliorare le capacità dei sensori.
- Integrazione con l'Internet delle cose (IoT): Creare ecosistemi connessi in cui gli abiti comunicano con altri dispositivi.
Le innovazioni della tecnologia indossabile nell'ambito della biometria avanzata e dell'abbigliamento intelligente stanno rivoluzionando il modo in cui monitoriamo la salute e interagiamo con la tecnologia. Il monitoraggio della salute in tempo reale tramite sensori biometrici avanzati fornisce preziose informazioni sul nostro benessere, consentendo una gestione proattiva della salute e migliori risultati in ambito sanitario. L'abbigliamento intelligente rappresenta la prossima frontiera, integrando la tecnologia in modo armonioso con il nostro abbigliamento quotidiano, migliorandone la funzionalità senza compromettere il comfort o lo stile.
Mentre la ricerca e lo sviluppo continuano ad affrontare le sfide attuali, il potenziale dei dispositivi indossabili per trasformare l'assistenza sanitaria, il fitness e la vita quotidiana è immenso. L'integrazione dei dispositivi indossabili in ecosistemi tecnologici più ampi promette un futuro in cui la tecnologia non sarà solo un accessorio, ma parte integrante delle nostre vite, migliorando le nostre capacità e il nostro benessere.
Riferimenti
Questo articolo offre un'analisi approfondita dei più recenti progressi nella tecnologia indossabile, concentrandosi sulla biometria avanzata per il monitoraggio della salute in tempo reale e sull'integrazione della tecnologia nell'abbigliamento attraverso l'abbigliamento intelligente. L'integrazione di queste tecnologie ha un immenso potenziale per trasformare l'assistenza sanitaria, il fitness e la vita quotidiana, aprendo la strada a un futuro più connesso e attento alla salute.
- Jain, AK, et al. (2016). Riconoscimento biometrico: sfide e opportunità. Natura, 449(7164), 38-40.
- Tamura, T., et al. (2014). Sensori fotopletismografici indossabili: passato e presente. Elettronica, 3(2), 282-302.
- Hannun, A.Y., et al. (2019). Rilevamento e classificazione delle aritmie a livello cardiologico negli elettrocardiogrammi ambulatoriali utilizzando una rete neurale profonda. Medicina Naturale, 25(1), 65-69.
- Jubran, A. (2015). Pulsossimetria. Terapia intensiva, 19(1), 272.
- Chen, W. e Gao, L. (2020). Monitoraggio continuo e senza bracciale della pressione arteriosa basato sul tempo di arrivo del polso: una revisione della letteratura. Lettere sulla tecnologia sanitaria, 7(3), 94-108.
- Lopez, G., et al. (2018). Spettroscopia di bioimpedenza: fondamenti e applicazioni. Rivista di fisica: serie di conferenze, 407(1), 012002.
- Ring, EFJ e McEvoy, H. (2010). La misurazione della temperatura cutanea mediante termografia a infrarossi. Termologia Internazionale, 20(3), 53-59.
- Steinhubl, SR, et al. (2015). Biosensori indossabili e il futuro della diagnosi precoce in cardiologia. Rivista Europea del Cuore, 36(26), 1658-1659.
- Fay, BT e Lerner, BD (2013). Monitoraggio continuo del glucosio: una revisione di studi recenti che dimostrano un miglioramento degli esiti glicemici. Rivista di scienza e tecnologia del diabete, 7(4), 1021-1028.
- Piwek, L. et al. (2016). L'ascesa dei dispositivi indossabili per la salute: promesse e ostacoli. Medicina PLOS, 13(2), e1001953.
- Patel, MS, et al. (2015). Incentivi finanziari individuali e di gruppo per aumentare l'attività fisica: uno studio randomizzato e controllato. Rivista di medicina interna generale, 31(7), 746-754.
- Anker, SD, et al. (2011). Telemedicina e gestione a distanza dei pazienti con insufficienza cardiaca. The Lancet, 378(9792), 731-739.
- Aziz, O., et al. (2017). Un sistema pervasivo di rilevamento delle cadute tramite telefoni cellulari. Telemedicina e e-Health, 23(2), 147-151.
- Bumgarner, JM et al. (2018). Algoritmo per smartwatch per il rilevamento automatico della fibrillazione atriale. Rivista dell'American College of Cardiology, 71(21), 2381-2388.
- Apple Inc. (2020). Apple Watch Series 6: il futuro della salute è al tuo polso. Tratto da https://www.apple.com/apple-watch-series-6/
- Fitbit Inc. (2020). Presentazione di Fitbit Sense: il nostro smartwatch per la salute più avanzato. Tratto da https://blog.fitbit.com/fitbit-sense/
- Yao, Y., et al. (2019). Misurazione della temperatura cutanea tramite sensore per smartphone. Sensori, 19(10), 2364.
- Garmin Ltd. (2020). Forerunner® 945. Tratto da https://buy.garmin.com/en-US/US/p/641435
- Schein, MH et al. (2019). Precisione di un cardiofrequenzimetro da polso in pazienti con fibrillazione atriale. Ritmo cardiaco, 16(9), 1436-1440.
- Federazione Internazionale del Diabete. (2019). Atlante del Diabete IDF (9a ed.). Tratto da https://www.diabetesatlas.org/
- Kim, J., et al. (2019). Monitoraggio non invasivo del glucosio mediante spettroscopia Raman sulla pelle di ratto. Endoscopia chirurgica, 33(7), 2323-2330.
- Mukkamala, R., et al. (2015). Verso un monitoraggio diffuso della pressione arteriosa tramite il tempo di transito del polso: teoria e pratica. Transazioni IEEE sull'ingegneria biomedica, 62(8), 1879-1901.
- Samsung Electronics. (2020). L'app Samsung Health Monitor con monitoraggio della pressione sanguigna e dell'ECG viene lanciata su Galaxy Watch3 e Galaxy Watch Active2. Tratto da https://news.samsung.com/global/samsung-health-monitor-app-with-blood-pressure-and-ecg-tracking-launches-on-galaxy-watch3-and-galaxy-watch-active2
- Quer, G., et al. (2020). Dati di sensori indossabili e sintomi auto-riportati per il rilevamento del COVID-19. Medicina Naturale, 27(1), 73-77.
- Kassal, P., et al. (2018). Sensori chimici indossabili per il monitoraggio della salute e del benessere. Recensioni della Chemical Society, 47(1), 437-459.
- Tao, X. (2001).Fibre, tessuti e indumenti intelligenti: principi fondamentali e applicazioni. Woodhead Publishing.
- Stoppa, M., & Chiolerio, A. (2014). Elettronica indossabile e tessuti intelligenti: una revisione critica. Sensori, 14(7), 11957-11992.
- Cherenack, K., & van Pieterson, L. (2012). Tessuti intelligenti: sfide e opportunità. Rivista di fisica applicata, 112(9), 091301.
- Mattmann, C., et al. (2008). Sensore di pressione tessile per il rilevamento dell'attività muscolare e del movimento. Rivista dei sensori IEEE, 8(3), 451-457.
- Tacca, GD, et al. (2012). Indumenti intelligenti per l'allenamento e la riabilitazione nel calcio. IEEE Pervasive Computing, 11(2), 22-29.
- Wong, RC, et al. (2006). Circuiti stampati flessibili per la miniaturizzazione di dispositivi indossabili. Transazioni IEEE sul packaging avanzato, 29(2), 316-325.
- Yang, Y., et al. (2019). Dispositivi di accumulo di energia estensibili: dai meccanismi fondamentali alle applicazioni indossabili. Recensioni della Chemical Society, 48(3), 735-756.
- Singh, JP, et al. (2018). Tessuti intelligenti per applicazioni elettroniche indossabili. Progressi nella scienza e nell'ingegneria dei materiali, 2018, 1-24.
- Aminian, K. e Najafi, B. (2004). Cattura del movimento umano utilizzando sensori fissati al corpo: misurazioni in esterni e applicazioni cliniche. Animazione al computer e mondi virtuali, 15(2), 79-94.
- Hexoskin. (2020). Camicie intelligenti Hexoskin. Tratto da https://www.hexoskin.com/
- Rachim, VP, e Chung, WY (2016). Comunicazione a luce visibile tramite un dispositivo indossabile per il monitoraggio dell'attività fisica indoor. Sensori, 16(12), 1751.
- Catrysse, M., et al. (2004). Verso l'integrazione di sensori tessili in una tuta di monitoraggio wireless. Sensori e attuatori A: Fisici, 114(2-3), 302-311.
- Bonato, P. (2005). Progressi nella tecnologia indossabile e applicazioni in medicina fisica e riabilitazione. Rivista di Neuroingegneria e Riabilitazione, 2(1), 2.
- Sensoria Inc. (2020). Calzini intelligenti Sensoria. Tratto da https://www.sensoriafitness.com/
- Najafi, B., et al. (2010). Sistema ambulatoriale per l'analisi del movimento umano mediante sensore cinematico: monitoraggio dell'attività fisica quotidiana negli anziani. Transazioni IEEE sull'ingegneria biomedica, 50(6), 711-723.
- Fan, J., et al. (2004). Abbigliamento intelligente: dal comfort termico allo stile di utilizzo. Rivista internazionale di scienza e tecnologia dell'abbigliamento, 16(1/2), 84-95.
- Dias, T., et al. (2010). Tessuti elettronici: una panoramica dello stato dell'arte e delle future direzioni della ricerca. Sensori, 10(12), 11198-11219.
- Levi Strauss & Co. (2017). Presentazione della giacca da camionista Levi's® Commuter™ con Jacquard™ di Google. Tratto da https://www.levi.com/US/en_US/features/jacquard
- Google ATAP. (2019). Jacquard di Google. Tratto da https://atap.google.com/jacquard/
- Gong, S. et al. (2019). Elettronica lavabile, cucibile e indossabile: una revisione. Tecnologie dei materiali avanzati, 4(4), 1800327.
- Li, C., et al. (2019). Progressi nei dispositivi di accumulo di energia flessibili e indossabili per e-textile. Visualizzazione delle informazioni, 35(1), 16-23.
- Hardy, D., et al. (2019). Una panoramica della ricerca accademica e industriale sulle batterie estensibili. Batterie, 5(4), 58.
- Tehrani, K. e Michael, A. (2014). Tecnologia indossabile e dispositivi indossabili: tutto quello che c'è da sapere. Rivista sui dispositivi indossabili, 1-17.
- Zhu, M., et al. (2019).Tessuti di cotone autoalimentati e autofunzionali per un utilizzo sostenibile e una raccolta di energia versatile e indossabile. ACS Nano, 13(2), 1940-1952.
- Chen, X., et al. (2020). Nanotecnologie nell'elettronica indossabile: una panoramica di materiali e strutture. Materiali funzionali avanzati, 30(17), 1908892.
- Sundmaeker, H., et al. (2010). Visione e sfide per la realizzazione dell'Internet delle cose. Cluster di progetti di ricerca europei sull'Internet delle cose, Commissione Europea.
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