Antes do surgimento dos relógios inteligentes, as primeiras pulseiras inteligentes nem sequer tinham tela – algumas tinham apenas um único botão e exigiam conexão com um aplicativo móvel para visualizar os dados sincronizados. O período de 2015 a 2018 pode ser considerado a fase de expansão do mercado para pulseiras inteligentes. Essencialmente, os relógios inteligentes são uma extensão das pulseiras inteligentes; ambos pertencem à mesma categoria ampla. Não é necessariamente verdade que um relógio seja sempre mais vale a pena comprar do que uma pulseira, porque embora os relógios tenham telas maiores e mais recursos, sua duração da bateria normalmente não é tão longa quanto a das pulseiras.
Portanto, ao discutir a tecnologia de sensores em pulseiras inteligentes, logicamente deveria incluir a categoria de relógios inteligentes. Além disso, com os avanços tecnológicos, a tecnologia de sensores nas modernas pulseiras inteligentes está aumentando ano após ano. Limitado pelo espaço, apresentarei brevemente aqui algumas tecnologias de sensores comuns e várias mais recentes.
1. Contagem Específica de Passos: Acelerômetro
Simplificando, o acelerômetro detecta aceleração, converte-a em sinais elétricos e utiliza isso para estimar passos, distância percorrida e calorias queimadas. Isso geralmente envolve tecnologias como efeito Hall, GMR (Gigante Magnetorresistência), TMR (Magnetorresistência Tunnel) e algoritmos específicos.
2. Monitoramento da Frequência Cardíaca: Sensor Óptico de Frequência Cardíaca e Sensor de Impedância Bioelétrica
O método mais comum para monitoramento da frequência cardíaca é o sensor óptico de frequência cardíaca, um sensor tradicional colocado na parte traseira da pulseira/relógio. Ele funciona emitindo luz LED verde sobre a pele e os vasos sanguíneos pressionados contra o sensor. Ao calcular as flutuações na absorção da luz, determina o estado da frequência cardíaca, auxilia na detecção de atividades e também pode detectar anormalidades cardíacas para alertas imediatos.
Outro tipo é o sensor de impedância bioelétrica, que utiliza a própria impedância do corpo para monitorar o fluxo sanguíneo, convertendo esses dados em métricas específicas, como frequência cardíaca, frequência respiratória e resposta galvânica da pele. Como ele sintetiza dados diversos, sua precisão de detecção é aumentada, tornando-o mais significativo para referência.
3. Monitoramento do Sono: Três Abordagens Diferentes
O monitoramento básico do sono também depende do acelerômetro para determinar se você está dormindo. O princípio é simples: durante o sono, os movimentos corporais são mínimos e infrequentes. Se nenhum movimento for detectado, assume-se que você está dormindo. Isso apresenta um certo grau de precisão, mas é suscetível a erros de julgamento. Por exemplo, se você ficar imóvel na cama olhando continuamente para o celular, esse método também poderá registrar isso como sono.
O segundo método combina a frequência cardíaca para determinar o estado de sono, utilizando o sensor cardíaco. Ele emprega PPG (Fotopletismografia) para realizar a detecção da VFC (Variabilidade da Frequência Cardíaca). Isso é mais preciso do que depender apenas do acelerômetro.
O terceiro método utiliza a análise de CPC para detectar o sono. O princípio envolve a utilização da relação de acoplamento entre o ECG (eletrocardiograma) e a respiração durante o sono para determinar de forma abrangente os estados de vigília, sono leve e sono profundo. Atualmente, este método oferece maior precisão e pode reduzir as taxas de erro, como quando o usuário está doente ou permanece imóvel, mas acordado (como mencionado anteriormente). No entanto, essa abordagem é tipicamente encontrada em produtos vestíveis inteligentes de alta faixa e é mais cara; geralmente não é utilizada em pulseiras de centenas de yuans ou relógios abaixo de mil yuans.
4. Monitoramento de Saturação de Oxigênio no Sangue (SpO2): Sensor Óptico
Como mencionado anteriormente, o princípio é consistente com o monitoramento da frequência cardíaca: o módulo na parte traseira, pressionado contra a pele, emite luz, e um fotoresistor detecta flutuações na luz parcialmente absorvida pelo sangue para analisar o estado de oxigenação sanguínea. A diferença é que este processo geralmente utiliza luz infravermelha e é suscetível a diversos fatores interferentes. Portanto, a precisão do monitoramento de SpO2 em pulseiras/relógios é limitada e deve ser usada apenas como referência.
5. Ajuste de Brilho da Tela: Sensor de Luz Ambiente
Semelhante ao ajuste automático de brilho em smartphones, esta função utiliza um sensor de luz ambiente para detectar os níveis de iluminação ao redor, garantindo que o brilho da tela seja ajustado automaticamente para ficar claramente visível ao usuário.
6. Ativação da Tela ao Levantar o Punho: Acelerômetro e Giroscópio
Esta função detecta o estado da pulseira/relógio utilizando o acelerómetro e o giroscópio, envolvendo frequentemente algoritmos complexos. Determinar um "levantamento do punho" implica avaliar a posição do dispositivo, mudanças na orientação do ecrã e outros fatores para garantir que se trata de um gesto real de ativação, evitando assim o consumo desnecessário da bateria por ativações acidentais do ecrã.
7. Posicionamento Global e Gravação de Rotas de Atividade: Sensor GPS
Tal como o GPS nos telemóveis, os relógios inteligentes equipados com o mesmo módulo podem alcançar independentemente o posicionamento e rastrear rotas de atividade. No entanto, este módulo funcional é relativamente caro e menos comum em smartbands económicos; é mais frequentemente encontrado em relógios desportivos profissionais.
8. Detecção de Temperatura Corporal: Sensor de Temperatura
O princípio de detecção é simples: utilizar termistores e sensores de temperatura de alta precisão para realizar o monitoramento único ou contínuo da temperatura corporal. Isso é comumente encontrado em relógios inteligentes de monitoramento de saúde (por exemplo, aqueles para pressão arterial/açúcar no sangue) lançados nos últimos anos, atuando como uma função auxiliar.
9. Monitoramento de Pressão Arterial e Glicemia: Módulos de Sensores Diversos e Complexos, Possivelmente Baseados Apenas em Algoritmos
Essas duas principais funções de monitoramento estão começando a se direcionar para o domínio de exames médicos, visando usuários de meia-idade, idosos e pessoas com necessidades específicas de monitoramento de saúde. No entanto, a precisão dessas funções varia significativamente.
Tomando os relógios inteligentes com suporte a monitoramento de pressão arterial como exemplo, atualmente os relógios convencionais dependem apenas de sensores ópticos para estimar uma faixa com base no estado da frequência cardíaca detectada. Aqueles que adotam o verdadeiro princípio de medição oscilométrica são muito mais confiáveis. Tais relógios devem incorporar um micro balão de ar na pulseira durante a medição. Essa abordagem pode pelo menos produzir valores com alguma significância de referência.
Quanto aos relógios com monitoramento não invasivo de glicose no sangue, esta é atualmente uma funcionalidade muito pouco padronizada. A maioria depende de sensores ópticos + algoritmos para fornecer estimativas, as quais devem ser consideradas apenas como um valor de referência para o monitoramento diário do corpo.
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