Antes de que surgieran los relojes inteligentes, las primeras pulseras inteligentes ni siquiera tenían pantalla – algunas solo tenían un botón único y requerían conexión a una aplicación móvil para ver los datos sincronizados. El período de 2015 a 2018 puede considerarse la fase de expansión del mercado para las pulseras inteligentes. Esencialmente, los relojes inteligentes son una extensión de las pulseras inteligentes; ambos pertenecen a la misma categoría amplia. No es necesariamente cierto que siempre valga más la pena comprar un reloj que una pulsera, porque aunque los relojes efectivamente tienen pantallas más grandes y más funciones, su duración de batería normalmente no es tan larga como la de las pulseras.
Por lo tanto, al hablar de la tecnología de sensores en las pulseras inteligentes, lógicamente debería incluirse la categoría de relojes inteligentes. Además, con los avances tecnológicos, la tecnología de sensores en las pulseras inteligentes modernas aumenta año tras año. Limitado por el espacio, aquí presentaré brevemente algunas tecnologías de sensores comunes y varias más recientes.
1. Conteo Dedicado de Pasos: Acelerómetro
En términos simples, el acelerómetro detecta la aceleración, la convierte en señales eléctricas y utiliza esta información para estimar los pasos, la distancia recorrida y las calorías quemadas. Esto generalmente implica tecnologías como el efecto Hall, GMR (Gigante Resistencia Magnética), TMR (Resistencia Magnética de Tunelamiento) y algoritmos específicos.
2. Monitoreo del Ritmo Cardíaco: Sensor Óptico de Frecuencia Cardíaca y Sensor de Impedancia Bioeléctrica
El método más común para el monitoreo de la frecuencia cardíaca es el sensor óptico de frecuencia cardíaca, un sensor tradicional colocado en la parte posterior de la pulsera o reloj. Funciona emitiendo luz LED verde sobre la piel y los vasos sanguíneos presionados contra el sensor. Al calcular las fluctuaciones en la absorción de la luz, determina el estado de la frecuencia cardíaca, ayuda en la detección de actividades y también puede detectar anomalías cardíacas para emitir alertas oportunas.
Otro tipo es el sensor de impedancia bioeléctrica, que utiliza la propia impedancia del cuerpo para monitorear el flujo sanguíneo, convirtiendo estos datos en métricas específicas como la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria y la respuesta galvánica de la piel. Al sintetizar datos diversos, su precisión de detección se mejora, lo que lo hace más significativo como referencia.
3. Monitoreo del sueño: Tres enfoques diferentes
La monitorización básica del sueño también depende del acelerómetro para determinar si está dormido. El principio es sencillo: durante el sueño, los movimientos corporales son mínimos e infrecuentes. Si no se detectan movimientos, se asume que está dormido. Esto tiene un cierto grado de precisión, pero es propenso a errores de juicio. Por ejemplo, si se queda quieto en la cama mirando continuamente su teléfono, este método también podría registrar esa situación como sueño.
El segundo método combina la frecuencia cardíaca para determinar el estado de sueño, utilizando el sensor de ritmo cardíaco. Emplea PPG (fotopletismografía) para realizar la detección de la VFC (variabilidad de la frecuencia cardíaca). Esto es más preciso que depender únicamente del acelerómetro.
El tercer método utiliza el análisis CPC para detectar el sueño. El principio consiste en aprovechar la relación de acoplamiento entre el ECG (electrocardiograma) y la respiración durante el sueño para determinar de forma integral los estados de vigilia, sueño ligero y sueño profundo. Actualmente, este método ofrece una mayor precisión y puede reducir las tasas de errores de juicio, como cuando el usuario está enfermo o permanece inmóvil pero despierto (como se mencionó anteriormente). Sin embargo, este enfoque generalmente se encuentra en productos inteligentes de alta gama y es más costoso; por lo general, no se utiliza en pulseras de cien yuanes ni en relojes por debajo de mil yuanes.
4. Monitoreo de saturación de oxígeno en sangre (SpO2): Sensor óptico
Como se mencionó anteriormente, el principio es consistente con la monitorización de la frecuencia cardíaca: el módulo en la parte trasera, presionado contra la piel, emite luz, y un fotodetector detecta las fluctuaciones de la luz parcialmente absorbida por la sangre para analizar el estado de oxígeno en la sangre. La diferencia es que este proceso suele utilizar luz infrarroja y es susceptible a diversos factores de interferencia. Por lo tanto, la precisión del monitoreo de SpO2 en bandas/relojes es limitada y solo debe usarse como referencia.
5. Ajuste de Brillo de Pantalla: Sensor de Luz Ambiental
Similar al ajuste de brillo automático en los teléfonos inteligentes, esta función utiliza un sensor de luz ambiental para detectar los niveles de luz circundante, asegurando que el brillo de la pantalla se ajuste automáticamente para que sea claramente visible para el usuario.
6. Activación de Pantalla al Levantar la Muñeca: Acelerómetro y Giroscopio
Esta función detecta el estado de la pulsera/reloj mediante el acelerómetro y el giroscopio, lo que a menudo implica algoritmos complejos. Determinar un "levantamiento de muñeca" requiere evaluar la posición del dispositivo, los cambios en la orientación de la pantalla y otros factores para asegurar que se trata de un gesto real de activación, evitando así un consumo innecesario de batería por activaciones accidentales de la pantalla.
7. Posicionamiento global y grabación de rutas de actividad: sensor GPS
Al igual que el GPS en los teléfonos, los relojes inteligentes equipados con el mismo módulo pueden lograr posicionamiento independiente y rastrear rutas de actividad. Sin embargo, este módulo funcional es relativamente costoso y menos común en pulseras básicas; suele encontrarse más frecuentemente en relojes deportivos profesionales.
8. Detección de temperatura corporal: sensor de temperatura
El principio de detección es sencillo: utilizar termistores y sensores de temperatura de alta precisión para lograr la monitorización individual o continua de la temperatura corporal. Esto se encuentra comúnmente en relojes inteligentes de monitoreo de salud (por ejemplo, aquellos para presión arterial/azúcar en sangre) lanzados en los últimos años, funcionando como una función auxiliar.
9. Monitoreo de Presión Arterial y Glucosa en Sangre: Módulos de Sensores Diversos y Complejos, Posiblemente Basados Únicamente en Algoritmos
Estas dos funciones principales de monitoreo están empezando a orientarse hacia el ámbito de los chequeos médicos, dirigidas a usuarios de mediana edad, mayores y aquellos con necesidades específicas de monitoreo de salud. Sin embargo, la precisión de estas funciones varía significativamente.
Tomando los relojes inteligentes con monitorización de presión arterial como ejemplo, actualmente los relojes convencionales solo dependen de sensores ópticos para estimar un rango basado en el estado del ritmo cardíaco detectado. Los que utilizan el verdadero principio de medición oscilométrica son mucho más confiables. Dichos relojes deben incorporar una microcámara de aire en la correa durante la medición. Este enfoque puede generar al menos valores con cierta relevancia de referencia.
En cuanto a los relojes con monitorización no invasiva de glucosa en sangre, esta es actualmente una característica muy poco estandarizada. La mayoría depende de sensores ópticos más algoritmos para proporcionar estimaciones, que solo deberían considerarse como un valor de referencia para el monitoreo diario del cuerpo.
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