Voordat smartwatches opdoken, hadden vroege smartbands niet eens een scherm – sommige hadden slechts één knop en moesten worden verbonden met een mobiele app om gesynchroniseerde gegevens te bekijken. De periode van 2015 tot 2018 kan worden beschouwd als de groeifase van de markt voor smartbands. Eigenlijk zijn smartwatches een uitbreiding van smartbands; beide behoren tot dezelfde brede categorie. Het is niet per se zo dat een horloge altijd beter is dan een band, want hoewel horloges inderdaad grotere schermen en meer functies hebben, houdt hun batterij meestal niet zo lang stand als die van bands.
Daarom moet, wanneer gesproken wordt over sensortechnologie in smartbands, logischerwijs ook de categorie smartwatch worden meegenomen. Bovendien neemt door technologische vooruitgang de sensortechnologie in moderne smartbands jaarlijks toe. Beperkt door de beschikbare ruimte, zal ik hier kort enkele veelvoorkomende en nieuwere sensortechnologieën introduceren.
1. Specifieke staptelling: Versnellingsmeter
Eenvoudig gezegd detecteert de versnellingsmeter versnelling, zet deze om in elektrische signalen en gebruikt deze om het aantal stappen, afgelegde afstand en verbrande calorieën te schatten. Dit omvat over het algemeen technologieën zoals het Hall-effect, GMR (Giant Magnetoresistance), TMR (Tunnel Magnetoresistance) en specifieke algoritmen.
2. Hartslagmeting: Optische hartslagsensor & Bio-elektrische impedantiesensor
De meest gebruikte methode voor hartslagmeting is de optische hartslagsensor, een traditionele sensor die aan de achterkant van het horloge of armbandje wordt geplaatst. Deze werkt door groen LED-licht uit te zenden op de huid en bloedvaten die tegen de sensor worden gedrukt. Door fluctuaties in lichtabsorptie te berekenen, bepaalt hij de hartslag, ondersteunt activiteitendetectie en kan ook hartritmestoornissen detecteren om tijdig waarschuwingen te geven.
Een andere soort is de bio-elektrische impedantiesensor, die gebruikmaakt van de eigen impedantie van het lichaam om de bloedstroom te monitoren, en deze gegevens omzet naar specifieke meetwaarden zoals hartslag, ademhalingssnelheid en galvanische huidreactie. Omdat deze sensor diverse gegevens combineert, wordt de nauwkeurigheid van de metingen verbeterd, waardoor ze beter bruikbaar zijn als referentie.
3. Slaapmonitoring: Drie verschillende benaderingen
Eenvoudige slaapmonitoring maakt ook gebruik van de versnellingsmeter om te bepalen of je slaapt. Het principe is eenvoudig: tijdens de slaap zijn lichaamsbewegingen minimaal en zeldzaam. Als er geen beweging wordt gedetecteerd, gaat het systeem ervan uit dat je slaapt. Dit is tot op zekere hoogte accuraat, maar gevoelig voor verkeerde beoordelingen. Bijvoorbeeld als je stil in bed blijft liggen terwijl je continu naar je telefoon kijkt, kan deze methode dit eveneens registreren als slaap.
De tweede methode combineert hartslag om de slaaptoestand te bepalen, waarbij de hartslagsensor wordt gebruikt. Deze maakt gebruik van PPG (fotopletysmografie) om HRV (harten frequentievariabiliteit) te meten. Dit is nauwkeuriger dan alleen gebruikmaken van de versnellingsmeter.
De derde methode gebruikt CPC-analyse om slaap te detecteren. Het principe houdt in dat gebruik wordt gemaakt van de koppeling tussen ECG (elektrocardiogram) en ademhaling tijdens de slaap, om uitgebreid vast te stellen of iemand wakker is, licht slaapt of diep slaapt. Momenteel biedt deze methode een hogere nauwkeurigheid en kan het aantal verkeerde beoordelingen verminderen, zoals wanneer de gebruiker ziek is of stil blijft maar wakker blijft (zoals eerder vermeld). Deze aanpak komt echter meestal voor in high-end slimme draagbare producten en is duurder; hij wordt over het algemeen niet gebruikt in bands van honderd yuan of horloges onder duizend yuan.
4. Meting van zuurstofsaturatie (SpO2): optische sensor
Zoals eerder vermeld, is het principe gelijk aan hartslagmeting: de module aan de achterkant, tegen de huid gedrukt, zendt licht uit, en een fotoweerstand detecteert fluctuaties in het licht dat gedeeltelijk door het bloed wordt geabsorbeerd, om de zuurstofstatus van het bloed te analyseren. Het verschil is dat dit proces vaak infraroodlicht gebruikt en gevoelig is voor diverse storende factoren. Daarom is de nauwkeurigheid van SpO2-meting op bands/watches beperkt en dient deze uitsluitend als referentie te worden gebruikt.
5. Schermhelderheidinstelling: Omgevingslichtsensor
Vergelijkbaar met de automatische helderheidsaanpassing op smartphones gebruikt deze functie een omgevingslichtsensor om de hoeveelheid omringend licht te detecteren, zodat de schermhelderheid automatisch wordt aangepast voor optimale leesbaarheid.
6. Polshorloge-omschakeling bij oplichtend scherm: Versnellingsmeter en gyroscoop
Deze functie detecteert de band/horlogestatus met behulp van de versnellingsmeter en gyroscoop, wat vaak complexe algoritmen inhoudt. Het vaststellen van een "polsopwaartse beweging" houdt in dat de positie van het apparaat, veranderingen in schermoriëntatie en andere factoren worden beoordeeld om er zeker van te zijn dat het een echte wekgebaar is, waardoor onnodig accuverbruik door toevallige scherminstellingen wordt voorkomen.
7. Wereldwijde positionering en opname van activiteitstrajecten: GPS-sensor
Net als GPS in telefoons kunnen smartwatches die zijn uitgerust met dezelfde module, onafhankelijk posities bepalen en activiteitstrajecten volgen. Deze functionele module is echter relatief duur en minder gebruikelijk in goedkope smartbands; hij komt vaker voor in professionele sportwatches.
8. Lichaamstemperatuurmeting: temperatuursensor
Het detectieprincipe is eenvoudig: het gebruik van thermistors en hoogwaardige temperatuursensoren om eenmalige of continue lichaamstemperatuurmeting te realiseren. Dit komt veel voor in smartwatches voor gezondheidsmonitoring (bijvoorbeeld voor bloeddruk/bloedsuiker) die in de afgelopen jaren zijn gelanceerd, en fungeert als een ondersteunende functie.
9. Bloeddruk- en bloedglucosespiegelmonitoring: Diverse en complexe bijbehorende sensormodules, mogelijk uitsluitend afhankelijk van algoritmen
Deze twee belangrijke monitoringsfuncties beginnen zich meer op het medische onderzoeksdomein te richten, met als doelgroep voornamelijk middelbare leeftijd en ouderen, en personen met specifieke behoeften op het gebied van gezondheidsmonitoring. De nauwkeurigheid van deze functies varieert echter sterk.
Neem bijvoorbeeld smartwatches die bloeddrukmeting ondersteunen. Conventionele smartwatches zijn momenteel sterk afhankelijk van optische sensoren om op basis van de gedetecteerde hartslag een schatting te maken. Modellen die het echte oscillometrische meetprincipe hanteren, zijn veel betrouwbaarder. Dergelijke horloges moeten tijdens de meting een micro-luchtkussen in het horlogebandje incorporeren. Deze methode levert ten minste waarden op die enige referentiewaarde hebben.
Wat betreft smartwatches voor niet-invasieve bloedglucosespoor, is dit momenteel een zeer niet-genormaliseerde functie. De meeste zijn afhankelijk van optische sensoren gecombineerd met algoritmen om schattingen te bieden, die slechts als referentiewaarde voor dagelijks lichaamsmonitoring moeten worden beschouwd.
EN