Kreativ werden mit Wearables – Das Thermal Earring kennenlernen

Nach Brillen, Ringen, Gürteln und Hüten hat ein weiteres Accessoire die Welt der Wearables: smarte Ohrringe, die die Temperatur einer Person überwachen können.

Forscher der University of Washington (UW) haben kürzlich einen ersten seiner Art smarten Ohrring namens Thermal Earring vorgestellt. Das Gerät nutzt die einzigartige Position von Ohrringen: ihre Nähe zum Kopf, einer Region mit enger Kopplung an den Körper, im Gegensatz zu Uhren und anderen Wearables.

Das kabellose Wearable überwacht die Temperatur des Ohrläppchens kontinuierlich. Es hat etwa die gleiche Größe und das gleiche Gewicht wie ein kleiner Büroklammer. Der Hardware‑Prototyp misst eine Länge von 31 mm und eine Breite von 11,3 mm bei einem Gewicht von 335 mg.

Da es klein und leicht genug ist, um in echten Schmuck integriert zu werden, kann das Gerät mit einem Edelstein oder einem aus Harz gefertigten Design personalisiert werden, ohne seine Genauigkeit zu beeinträchtigen.

Das Forscherteam entwickelte ein Dual‑Sensors‑Design, das es ermöglicht, Änderungen der menschlichen Körpertemperatur von Umgebungsänderungen zu unterscheiden. Der magnetische Clip befestigt einen Sensor am Ohr der Person, während ein zweiter Sensor etwa einen Zoll darunter hängt, um die Raumtemperatur zu messen.

Sie stellten fest, dass die gemessenen Ohrläppchen‑Temperaturen während Ruhephasen innerhalb von ±0,32 °C stabil waren. Außerdem verbraucht das Produkt nur 14,4 µW, was einer Batterielaufzeit von 28 Tagen entspricht.

Veröffentlicht in den Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable, and Ubiquitous Technologies, übertraf die Leistung des Thermal Earring die einer Smartwatch bei der Messung der Hauttemperatur während Ruhephasen. Zusätzlich zeigte die Studie mit sechs Nutzern, dass das Wearable vielversprechend für die Überwachung von Anzeichen von Essen, Bewegung, Stress und Ovulation ist.

Im Gespräch über das Wearable bemerkte Qiuyue Xue, die die Studie mitleitete und Doktorandin an der Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering (CSE) der UW ist, in einem Interview, dass viele Menschen Smartwatches als „unmodisch oder sperrig und unbequem“ empfinden, weshalb sie begannen, einzigartige Dinge vom Ohrläppchen zu erforschen.

„Wir haben festgestellt, dass das Messen der Hauttemperatur am Ohrläppchen, anstatt an Hand oder Handgelenk, viel genauer ist.“

– Qiuyue Xue

Er fügte außerdem hinzu, dass diese Entdeckung ihnen die Möglichkeit gab, einen Teil des Sensors baumeln zu lassen, um die Umgebungstemperatur separat von der Hauttemperatur zu messen.

Allerdings war die Entwicklung eines so kleinen Wearables, das als Ohrring durchgehen kann und gleichzeitig robust genug ist, um nur alle paar Tage aufgeladen zu werden, eine „technische Herausforderung“. Das liegt daran, dass für eine längere Akkulaufzeit ein größerer Akku nötig ist, was wiederum eine größere Größe bedeutet. Außerdem erfordert die drahtlose Ausführung des Geräts mehr Energie.

„Es ist also ein heikles Gleichgewicht“, sagte Mitautor Yujia Liu, der derzeit an der University of California San Diego tätig ist, aber zum Zeitpunkt der Forschung Masterstudent im Department of Electrical and Computer Engineering der UW war.

Finanziert von der Washington Research Foundation hat das Forschungsteam den Stromverbrauch des Ohrrings so effizient wie möglich gestaltet und gleichzeitig Platz für einen Akku, einen Bluetooth‑Chip, eine Antenne und zwei Temperatursensoren geschaffen.

Das Produkt nutzt Bluetooth, um die Übertragungen für die Kopplung zu senden, anstatt es mit einem anderen Gerät zu verbinden, da dies mehr Energie verbraucht hätte. Außerdem geht das Thermal Earring in den Tiefschlaf, sobald es die Temperatur gelesen und gesendet hat, um Strom zu sparen.

Aufgrund fehlender Studien zur kontinuierlichen Ohrläppchen‑Temperatur untersuchten die Forscher zudem mögliche Anwendungen, um zukünftige Forschung zu leiten. Dazu gehört die Möglichkeit einer ständigen Überwachung von Fieber. Schließlich ist die Körpertemperatur ein wichtiges Vitalzeichen zur Anzeige von Fieber.

Bei fünf Patienten mit Fieber meldete das Gerät, dass die durchschnittliche Ohrläppchen‑Temperatur um 10,62 °F (5,92 °C) im Vergleich zu den Temperaturen von 20 gesunden Patienten anstieg.

„Langzeitüberwachung ist ein Weg, die Empfindlichkeit beim Erfassen von Fieber zu erhöhen, da es im Tagesverlauf steigen und fallen kann.“

– Dr. Mastafa Springston, Mitautor der Forschung aus der Abteilung für Notfallmedizin der UW School of Medicine

Interessanterweise bleibt unsere Kerntemperatur unter normalen Bedingungen, d. h. außerhalb von Fieber, meist relativ konstant. Die Temperatur unserer Ohrläppchen variiert jedoch stärker, was mehrere neuartige Anwendungsmöglichkeiten für das Gerät eröffnet.

Das Team führte einige Tests durch und stellte fest, dass das Thermal Earring die Temperaturvariationen erfasste, die mit Stress, Sport und Essen zusammenhängen. Die Studie ergab zudem, dass akute Stressoren wie Prüfungen und öffentliches Sprechen ebenfalls messbare Änderungen der Ohrläppchen‑Temperatur bewirken.

Zudem zeigte der Ohrring, getestet an sechs ruhenden Nutzern, im Durchschnitt eine Abweichung von 0,58 °F (0,32 °C) im Vergleich zu einer Smartwatch‑Abweichung von 0,72 °C. Das liegt im Bereich von 0,28 °C bis 0,56 °C, der für die Ovulations‑ und Zyklusverfolgung erforderlich ist.

Obwohl beliebte Wearables von Marken wie Apple (AAPL ) Watch und Fitbit über Temperatursensoren verfügen, sagte Xue, liefern sie nur eine durchschnittliche Tages‑Temperatur. Ganz zu schweigen davon, dass diese Geräte Temperaturmessungen von Handgelenken und Händen vornehmen, die „zu verrauscht sind, um die Ovulation zu verfolgen“.

Daher untersucht das Team neuartige Anwendungsmöglichkeiten für das Gerät, insbesondere Anwendungen, die für Frauen attraktiv sein könnten, fügte sie hinzu.

Diese Ergebnisse sind jedoch vorläufig, und es besteht ein Bedarf an mehr Daten, um die Modelle für jeden Anwendungsfall zu trainieren. Derzeit konzentriert sich die Studie auf ein Spektrum potenzieller Anwendungen. Das Gerät muss zudem noch umfangreicher getestet werden, bevor es der Öffentlichkeit zur Verfügung steht. Es ist noch nicht kommerziell erhältlich.

Für zukünftige Versionen des Thermal Earring ist das Team daran interessiert, die Überwachung von Herzfrequenz und Aktivität zu integrieren.

„Letztendlich möchte ich ein Schmuckset für die Gesundheitsüberwachung entwickeln.“

– Xue

Während die Ohrringe zur Erfassung von Aktivitäts‑ und Gesundheitsmetriken wie Temperatur und Herzfrequenz verwendet würden, kann eine Halskette als Elektrokardiogramm‑Monitor für effektivere Herzgesundheitsdaten dienen, fügte sie hinzu.

Das ist jedoch nicht alles. Xue möchte zudem untersuchen, das Gerät mit Solarenergie oder kinetischer Energie aus dem Schwingen des Ohrrings zu betreiben.

The Rise of Smart Wearables in Everyday Life

Die Studie der UW‑Forscher zielt darauf ab, eine Grundlage für zukünftige automatische Aktivitätserkennung durch ihre erste Erkundung von Ohrring‑basierten Wearables zu schaffen. Während solche Wearables neuartig sein mögen, werden smarte Accessoires immer häufiger.

Wearables sind elektronische Geräte, die am Körper getragen werden und für verschiedene Zwecke eingesetzt werden können, darunter das Echtzeit‑Tracking von Gesundheit, Wohlbefinden und Fitness, Training und Bildung.

Eines der ersten populären Wearables war FitBit, das 2009 auf den Markt kam. Damals konnte es lediglich die zurückgelegten Schritte, die zurückgelegte Distanz und die verbrannten Kalorien erfassen. Seitdem haben wir einen langen Weg zurückgelegt. Heute können diese Wearables viel mehr leisten und zeigen großes Potenzial, ein integraler Bestandteil unseres Lebens zu werden.

Technologische Fortschritte haben auch die Kosten dieser Geräte gesenkt und zu ihrer breiten Akzeptanz geführt. Infolgedessen wird erwartet, dass die globale Marktgröße für Wearable‑Geräte in den nächsten vier Jahren $380 Mrd. übersteigen, laut Facts and Factors.

Auf der jährlichen Consumer Electronics Show (CES) 2024 wurde es noch prominenter, da Start‑ups und große Namen aus der Tech‑Welt die neuesten Innovationen präsentierten. Ein solches Wearable ist das Evolve MVMT, das Ganganalysen verfolgt und ‚leichtes Gehen‘ nutzt, um die Fersenbelastung zu reduzieren, ein häufiges Problem, das zu Gelenkverletzungen führt.

Bei den Smart‑Glasses zeigte die neue ASUS AirVision M1 auf der Veranstaltung ein Multi‑Monitor‑Erlebnis. Gleichzeitig wurden die AirGo3 Smart Glasses von Solos Ende letzten Jahres verfügbar gemacht und verfügen über eine von ChatGPT unterstützte Live‑Translate‑Funktion, die Sprachen in Echtzeit über das integrierte Mikrofon und die Lautsprecher des Geräts übersetzen kann.

Dann gibt es die AR‑Smart‑Glasses von TCL, das RayNeo X2, das mit einem Smart‑Assistant, Echtzeit‑Übersetzung und 3D‑interaktiver Karten‑Navigation ausgestattet ist, zusätzlich zu Foto‑ und Videoaufnahmen, Musikwiedergabe und Benachrichtigungsunterstützung von einem verbundenen Smartphone.

Im vergangenen Jahr hat Meta (zuvor Facebook) ebenfalls die neuen Ray‑Ban vorgestellt. Diese Smart‑Glasses verfügen über maßgeschneiderte Lautsprecher mit höherer Maximallautstärke, erweitertem Bass und verbessertem Richtungs‑Audio sowie einer ultra‑breiten 12‑MP‑Kamera für bessere Foto‑ und Videoqualität. Die Ray‑Ban Meta Smart‑Glasses werden von der Qualcomm (QCOM ) Snapdragon AR1 Gen1 Plattform angetrieben, um hochwertigere Foto‑ und Videoverarbeitung zu ermöglichen. Weitere Accessoires, die den smarten Touch tragen, umfassen Ringe, Gürtel, Stirnbänder, Schuhe und Kleidung.

Der Evie Ring von Movano Health misst Herzfrequenz, Schlafqualität, Hauttemperatur, Blutsauerstoffwerte und Menstruationssymptome, um Gesundheits‑Insights zu liefern. Gleichzeitig präsentiert sich der Amazfit Helio Ring von Zepp Health (ZEPP ) als umfassendes Wellness‑Tool, das sowohl körperliche Aktivität als auch das mentale Wohlbefinden misst. Der Smart‑Ring ist mit fortschrittlicher Überwachung, Analyse und Anleitung konzipiert und bietet detailliertes Schlaf‑Tracking sowie Erholungsstatistiken.

Tatsächlich gibt es einen zunehmenden Fokus auf psychische Gesundheit bei Unternehmen, die Wearables entwickeln. Zum Beispiel nutzt das Apollo Neuro sanfte Vibrationen, um das Nervensystem zu stimulieren und Stress zu bewältigen.

Zudem verbessert es das allgemeine Wohlbefinden, indem es die Herzfrequenzvariabilität (HRV) und das Stressmanagement optimiert. Dann gibt es die Smartwatch NOWATCH, die sich auf Stress‑Tracking und Achtsamkeit konzentriert und mit einer App zur Verfolgung physiologischer Daten und Methoden zur Balance des Nervensystems kommt.

Bei Stirnbändern messen solche Geräte die Gehirnaktivität, Herzfrequenz, Atmung und Körperbewegungen, um Schlafunterstützung zu bieten, während Helme darauf ausgelegt sind, die Arbeitssicherheit zu verbessern. Sie enthalten verschiedene Sensoren und haptisches Feedback, um unterschiedliche Körperbewegungen zu erkennen.

Bei smarter Kleidung sind Sensoren in den Stoff an verschiedenen Körperstellen integriert. Zum Beispiel verfügt der ARTEMIS‑Body‑Suit über integrierte Heizpaneele und transkutane elektrische Nervenstimulation‑Gelpads, die mittels Wärme und Mikrovibrationen Menstruationsschmerzen lindern.

Es gibt sogar einen AI Pin. Humane’s kleine, quadratische High‑Tech‑Geräte werden an der Brust befestigt und ermöglichen das Aufnehmen von Fotos, Sprechen, Gestikulieren oder das Aufrufen eines virtuellen Assistenten. Das Gerät namens Ai Pin, das an einem Hemd oder einer Bluse befestigt werden soll, zielt darauf ab, die Abhängigkeit von Smartphones zu beenden.

Die CEO des Unternehmens, Bethany Bongiorno, bezeichnet es als den weltweit ersten kontextuellen Computer, der die Möglichkeit bietet, KI überall mit sich zu tragen. Er soll weniger invasiv sein als Smart‑Glasses und AR‑Headsets. Humane wird von Unternehmen wie Microsoft (MSFT ), OpenAI‑CEO Sam Altman, Salesforce (CRM ) ‑CEO Marc Benioff sowie den Venture‑Armen von LG, Volvo und Qualcomm unterstützt.

Unterdessen werden smarte Gürtel entwickelt, um sehbehinderten Menschen zu helfen und die Sicherheit von Mitarbeitern am Arbeitsplatz zu erhöhen, was bedeutende Fortschritte in der Wearable‑Technologie für Gesundheit und Sicherheit markiert. Im Bereich smarter Schuhe stellte Baliston auf der CES 2024 seinen innovativen recycelbaren Smart‑Shoe vor. Dieser Schuh verfügt über integrierte Sensoren und Ganganalyse‑Technologie, um die Körperhaltung des Nutzers zu verbessern, die Durchblutung zu fördern, Rückenschmerzen zu reduzieren und die Ermüdung der Träger zu verringern.

Unterdessen richten Unternehmen wie Milbotix ihr Angebot an Verbraucher mit Demenz und Autismus‑Spektrum‑Störungen. Ihre SmartSocks verfolgen steigenden Stress beim Träger, indem sie Herzfrequenz, Schweißwerte und Bewegung messen, um eine zeitnahe Intervention zu ermöglichen.

Smart Wearables nutzen zudem vermehrt generative KI, da große Sprachmodelle wie GPT‑4 an Popularität gewinnen. Microsoft hat ein Patent für ihren futuristischen KI‑gestützten Smart‑Backpack beantragt, der mit einer Kamera, einem Mikrofon, einem Lautsprecher, einer Netzwerkschnittstelle, einem Prozessor und Speicher ausgestattet ist.

Weitere Produkte, die generative KI nutzen, umfassen die Apple Series 9 Watch, das Rewind Pendant, das das, was Sie in der realen Welt sagen und hören, auf Ihrem Telefon verschlüsselt und speichert, sowie ein kleines Gerät namens Tab, das am Gürtel oder Handgelenk getragen wird und einen integrierten KI‑Assistenten, Kamera, Mikrofon, Lautsprecher und GPS besitzt.

Damit wird deutlich, dass die Zukunft der Wearables vielversprechend ist und enormes Potenzial birgt. Und mit fortschreitender Technologie werden wir noch kreativere und anspruchsvollere Geräte sehen, die sie noch spannender und wirkungsvoller machen.

Companies Developing Innovative Wearables

Im Bereich der smarten Wearables haben viele Unternehmen innovative Produkte entwickelt, lassen Sie uns also einige der prominenten Namen in diesem Feld betrachten:

#1. Apple

Die Produktkategorien des Unternehmens umfassen iPhone, iPad, Mac sowie Wearables, Home und Accessories. Im Wearable‑Bereich bietet das Unternehmen die Apple Watch an, die sich weiterentwickelt hat und verschiedene Gesundheits‑Tracking‑Funktionen wie Herzfrequenz‑Monitoring, ECG und Sturzerkennung enthält.

Mit der Apple Watch können Sie Funktionen wie Cardio‑Fitness, hohe & niedrige Herzfrequenz‑Warnungen, ECG‑Messungen und Benachrichtigungen über unregelmäßige Rhythmen nutzen und zudem Ihre AFib‑Episoden verfolgen, um zu sehen, wie Lebensstilfaktoren diese beeinflussen.

Der Technologieriese hat eine Marktkapitalisierung von 2,89 Billionen $, wobei Apples Aktien bei 185,84 $ gehandelt werden, ein Rückgang von 2,79 % seit Jahresbeginn. Das Unternehmen meldete einen Umsatz (TTM) von 385,7 Mrd. $ und hat ein EPS (TTM) von 6,43 sowie ein KGV (TTM) von 29,12. Apple zahlt zudem eine Dividendenrendite von 0,51 %.

#2. FitBit

Jetzt Teil von Google, ist Fitbit bekannt für seine Fitness‑Tracker und Smartwatches, die Aktivitäten, Herzfrequenz, Schlaf und mehr überwachen. Seine neuen Geräte bieten Gesundheits‑Tracking‑Sensoren, was detailliertes Schlaf‑Tracking, Herzfrequenz‑Tracking, SpO2‑Messung, AFib‑Monitoring, einen EDA‑Sensor, einen ECG‑Sensor und einen Beschleunigungsmesser bedeutet. Das Unternehmen hofft, KI zu nutzen, um tiefere Gesundheits‑Insights zu liefern, wie etwa Trainingsziele.

Google hat eine Marktkapitalisierung von 1,83 Billionen $, wobei die Aktien bei 146,39 $ gehandelt werden, ein Anstieg von 5,61 % seit Jahresbeginn. Das Unternehmen meldete einen Umsatz (TTM) von 307,39 Mrd. $ und hat ein EPS (TTM) von 5,80 sowie ein KGV (TTM) von 25,44.

Conclusion

Smart‑Accessoires sind einfach die neue Art, das Leben zu führen. Sie sind jedoch nicht ohne Herausforderungen. Datenschutz und Privatsphäre gehören zu den größten Bedenken bei Wearables, zusätzlich zur Gewährleistung genauer und zuverlässiger Datenerfassung. Es gibt zudem nur begrenzte Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten, was die Integration in Gesundheitssysteme erschwert.

Trotz dieser Herausforderungen entwickelt sich die Technologie ständig weiter, was bedeutet, dass sich auch diese Wearables weiterentwickeln werden. Je innovativer und kreativer Wearables werden, desto stärker wird ihre Akzeptanz steigen, was zu einem besseren Wohlbefinden führt.

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