Creatief worden met wearables – Maak kennis met de Thermal Earring

Na brillen, ringen, riemen en hoeden heeft nog een accessoire de wereld van wearables betreden: slimme oorbellen die de temperatuur van een persoon kunnen monitoren.

Onderzoekers van de University of Washington (UW) hebben onlangs een unieke slimme oorbel geïntroduceerd, de Thermal Earring. Het apparaat maakt gebruik van de unieke positie van oorbellen: de nabijheid van het hoofd, een gebied dat nauw verbonden is met het lichaam, in tegenstelling tot horloges en andere wearables.

De draadloze wearable meet continu de temperatuur van de oorlel. Hij heeft ongeveer dezelfde afmeting en gewicht als een kleine paperclip. Het hardware‑prototype meet een lengte van 31 mm en een breedte van 11,3 mm en weegt 335 mg.

Doordat hij klein en licht genoeg is om in echte sieraden te integreren, kan het apparaat worden gepersonaliseerd met een edelsteen of een modeontwerp van hars zonder de nauwkeurigheid te beïnvloeden.

Het onderzoeksteam ontwikkelde een dubbel‑sensorontwerp waarmee ze veranderingen in de lichaamstemperatuur van de mens konden onderscheiden van omgevingsveranderingen. De magnetische clip bevestigt één sensor aan het oor van de persoon, terwijl een tweede sensor ongeveer een centimeter eronder hangt om de kamertemperatuur te meten. 

Ze ontdekten dat gemeten oorleltemperaturen tijdens rustperioden stabiel waren binnen ±0,32 °C. Bovendien verbruikt het product slechts 14,4 µW, wat neerkomt op een batterijduur van 28 dagen.

Gepubliceerd in de Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable, and Ubiquitous Technologies, overtrof de prestatie van de Thermal Earring die van een smartwatch bij het meten van de huidtemperatuur tijdens rustperioden. Bovendien toonde de studie met zes gebruikers aan dat de wearable veelbelovend is voor het monitoren van tekenen van eten, lichaamsbeweging, stress en ovulatie. 

Over de wearable zei Qiuyue Xue, die mede‑leider van de studie is en promovendus aan de Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering (CSE) van de UW, in een interview dat veel mensen smartwatches “onmodevol of log en oncomfortabel” vinden, waardoor ze begonnen unieke oplossingen vanuit de oorlel te verkennen. 

“We ontdekten dat het meten van de huidtemperatuur op de lobe, in plaats van op een hand of pols, veel nauwkeuriger was.” 

– Qiuyue Xue

Hij voegde ook toe dat deze ontdekking hen de mogelijkheid gaf om een deel van de sensor te laten bungelen om de omgevingskamertemperatuur apart van de huidtemperatuur te meten.

Het creëren van een draagbaar apparaat dat klein genoeg is om als oorbel te fungeren en toch robuust genoeg om slechts elke paar dagen opgeladen te hoeven worden, was een “technische uitdaging”. Want als je de stroom langer wilt laten meegaan, heb je een grotere batterij nodig, wat een grotere afmeting betekent. Bovendien vereist het draadloos maken van het apparaat ook meer energie.

Dus, “het is een lastige balans,” zei mede‑auteur Yujia Liu, die momenteel aan de University of California San Diego werkt maar destijds masterstudent was aan de afdeling Electrical and Computer Engineering van de UW.

Gefinancierd door de Washington Research Foundation heeft het onderzoeksteam het energieverbruik van de oorbel zo efficiënt mogelijk gemaakt en tegelijkertijd ruimte gecreëerd voor een batterij, een Bluetooth‑chip, een antenne en twee temperatuursensoren.

Het product maakt gebruik van Bluetooth om de transmissies uit te zenden voor koppeling, in plaats van het met een ander apparaat te gebruiken, omdat dat meer stroom zou verbruiken. Ook gaat de Thermal Earring in diepe slaap zodra hij de temperatuur heeft gelezen en verzonden om energie te besparen.

Vanwege een gebrek aan onderzoek naar continue oorleltemperatuur onderzochten de onderzoekers ook de potentiële toepassingen om toekomstig onderzoek te sturen. Dit omvat de mogelijkheid van constante monitoring van koorts. Immers is lichaamstemperatuur een belangrijke vitale teken om koorts aan te geven. 

Bij vijf patiënten met koorts meldde het apparaat dat de gemiddelde oorleltemperatuur steeg met 10,62 °F (5,92 °C) vergeleken met de temperaturen van 20 gezonde patiënten.

“Langdurige monitoring is een manier om de gevoeligheid voor het detecteren van koorts te verhogen, aangezien deze gedurende de dag kan stijgen en dalen.” 

– Dr. Mastafa Springston, de mede‑auteur van het onderzoek van de UW School of Medicine, afdeling Spoedeisende Geneeskunde

Interessant genoeg blijft onze kernlichaamstemperatuur onder normale omstandigheden, d.w.z. buiten koorts, meestal relatief constant. De temperatuur van onze oorlellen varieert echter meer, wat verschillende nieuwe toepassingen voor het apparaat oplevert.

Het team voerde enkele tests uit en ontdekte dat de Thermal Earring de temperatuurschommelingen vastlegde die overeenkwamen met stress, lichaamsbeweging en eten. De studie vond ook dat acute stressfactoren zoals examens en spreken in het openbaar leiden tot meetbare veranderingen in de temperatuur van de oorlel.

Bovendien toonde de oorbel, getest op zes gebruikers in rust, een gemiddelde variatie van 0,58 °F (0,32 °C) vergeleken met een variatie van 0,72 °C bij een smartwatch. Dit plaatst het binnen het bereik van 0,28 °C tot 0,56 °C, wat nodig is voor ovulatie- en menstruatie‑tracking.

Hoewel populaire wearables van merken zoals Apple (AAPL ) Watch en Fitbit wel temperatuursensoren hebben, zei Xue dat ze alleen een gemiddelde temperatuur voor de dag bieden. Bovendien nemen deze apparaten temperatuurmetingen van polsen en handen, die “te ruisachtig zijn om ovulatie te volgen.”

Daarom onderzoekt het team nieuwe toepassingen voor het apparaat, met name toepassingen die vrouwen aantrekkelijk kunnen vinden, voegde ze toe.

Deze bevindingen zijn echter voorlopig, en er is meer data nodig om de modellen voor elk gebruiksgeval te trainen. Momenteel richt de studie zich op een reeks potentiële toepassingen. Het apparaat moet nog meer getest worden voordat het publiek het kan gebruiken. Het is nog niet commercieel verkrijgbaar.

Voor toekomstige iteraties van de Thermal Earring is het team geïnteresseerd in het integreren van hartslag‑ en activiteitsmonitoring. 

“Uiteindelijk wil ik een sieradenset ontwikkelen voor gezondheidsmonitoring.” 

– Xue

Hoewel de oorbellen zouden worden gebruikt om activiteit en gezondheidsmetingen zoals temperatuur en hartslag te detecteren, kan een ketting dienen als een elektrocardiogrammonitor voor effectievere hartgezondheidsdata, voegde ze toe.

Dit is echter niet alles. Xue wil bovendien onderzoeken of het apparaat kan worden aangedreven door zonne‑energie of kinetische energie van het zwaaien van de oorbel. 

De opkomst van slimme wearables in het dagelijks leven

De studie van UW‑onderzoekers heeft als doel een basis te bieden voor toekomstige automatische activiteitsdetectie met hun eerste verkenning van oorbel‑gebaseerde wearables. Hoewel dergelijke wearables nieuw kunnen zijn, worden slimme accessoires steeds gebruikelijker. 

Wearables zijn elektronische apparaten die ontworpen zijn om op het lichaam gedragen te worden en kunnen worden gebruikt voor diverse doeleinden, waaronder het realtime volgen van gezondheid, welzijn en fitness, training en educatie.

Een van de eerste populaire wearables was FitBit, die in 2009 op de markt kwam. Destijds kon hij alleen stappen, afgelegde afstand en verbrande calorieën bijhouden. Sindsdien zijn we een lange weg gegaan. Nu kunnen deze wearables veel meer, en tonen ze veelbelovend potentieel om een integraal onderdeel van ons leven te worden.

Technologische vooruitgang heeft ook de kosten van deze apparaten verlaagd en geleid tot brede adoptie. Als gevolg hiervan wordt verwacht dat de wereldwijde markt voor wearables de $380 mrd zal overschrijden in de komende vier jaar, volgens Facts and Factors. 

Op de jaarlijkse Consumer Electronics Show (CES) 2024 werd het nog opvallender, toen startups en grote namen uit de tech‑wereld de nieuwste innovaties presenteerden. Een dergelijke wearable is de Evolve MVMT, die loopbiometrie bijhoudt en ‘licht lopen’ gebruikt voor minder hakimpact, een veelvoorkomend probleem dat leidt tot gewrichtsblessures. 

Wat slimme brillen betreft, toonde de nieuwe ASUS AirVision M1 op het evenement een multi‑monitor ervaring. Ondertussen werden de AirGo3 Smart Glasses van Solos eind vorig jaar beschikbaar gesteld en beschikken ze over een door ChatGPT aangedreven Live Translate‑functie die talen in realtime kan vertalen via de ingebouwde microfoon en luidsprekers van het apparaat.

Dan zijn er de AR‑smart glasses van TCL, de RayNeo X2, die zijn uitgerust met een slimme assistent, realtime vertaling en 3D‑interactieve kaartnavigatie, naast foto‑ en video‑opname, muziekweergave en meldingsondersteuning van een gekoppelde smartphone.

Vorig jaar introduceerde Meta (voorheen Facebook) ook de nieuwe Ray‑Ban. Deze slimme brillen worden geleverd met op maat gemaakte luidsprekers met een hoger maximaal volume, uitgebreid basbereik en verbeterd directioneel geluid, en een ultra‑wide 12 MP‑camera voor betere foto‑ en video‑kwaliteit. Ray‑Ban Meta smart glasses worden aangedreven door het Qualcomm (QCOM ) Snapdragon AR1 Gen1‑platform voor hogere kwaliteit foto‑ en videobewerking. Andere accessoires die de slimme touch dragen omvatten ringen, riemen, hoofdbanden, schoeisel en kleding.

De Evie Ring van Movano Health meet hartslag, slaapkwaliteit, huidtemperatuur, bloedzuurstofniveaus en menstruatiesymptomen om gezondheidsinzichten te bieden. Ondertussen verschijnt de Amazfit Helio Ring van Zepp Health (ZEPP ) als een uitgebreide wellness‑tool die zowel fysieke activiteit als mentale welzijn meet. De slimme ring is ontworpen met geavanceerde monitoring, analyse en begeleiding en biedt gedetailleerde slaaptracking en herstelstatistieken.

Er is inderdaad een toenemende focus op mentale gezondheid door bedrijven die wearables ontwikkelen. Bijvoorbeeld, de Apollo Neuro maakt gebruik van zachte trillingen om het zenuwstelsel te stimuleren, wat helpt bij het beheersen van stress.

Bovendien verbetert het het algehele welzijn door de hartslagvariabiliteit (HRV) en stressbeheer te optimaliseren. Dan is er een smartwatch genaamd NOWATCH, gericht op stressmonitoring en mindfulness, die wordt geleverd met een app om fysiologische data bij te houden en manieren om het zenuwstelsel in balans te brengen.

Wat hoofdbanden betreft, meten dergelijke apparaten hersenactiviteit, hartslag, ademhaling en lichaamsbeweging om slaapondersteuning te bieden, terwijl helmen zijn ontworpen om de veiligheid op de werkplek te verbeteren. Ze bevatten verschillende sensoren en haptische feedback om diverse lichaamsbewegingen te detecteren.

Wat slimme kleding betreft, worden sensoren in de stof geïntegreerd op verschillende plaatsen op het lichaam. Bijvoorbeeld, de ARTEMIS‑bodysuit heeft ingebouwde warmte‑panelen en transcutane elektrische zenuwstimulatie‑gelpads om menstruatiepijn te verlichten met warmte en micro‑trillingen.

Er is zelfs een AI Pin. Humane’s kleine, vierkante, high‑tech apparaten worden op je borst bevestigd, waardoor je foto’s kunt maken, kunt praten, gebaren kunt maken of een virtuele assistent kunt oproepen. Ontworpen om aan een shirt of blouse te bevestigen, heeft het apparaat, de Ai Pin, als doel de afhankelijkheid van smartphones te beëindigen.

De CEO van het bedrijf, Bethany Bongiorno, noemt het de eerste contextuele computer ter wereld die de mogelijkheid biedt om AI overal mee naartoe te nemen. Het is bedoeld minder invasief te zijn dan slimme brillen en AR‑headsets. Humane wordt ondersteund door onder andere Microsoft (MSFT ), OpenAI‑CEO Sam Altman, Salesforce (CRM ) ‑CEO Marc Benioff, en de venture‑afdelingen van LG, Volvo en Qualcomm.

Ondertussen worden slimme riemen ontworpen om slechtzienden te helpen en de veiligheid van werknemers op de werkplek te verbeteren, wat een belangrijke vooruitgang betekent in wearable‑technologie voor gezondheid en veiligheid. Overgaand naar slimme schoenen, presenteerde Baliston zijn innovatieve recyclebare slimme schoen op CES 2024. Deze schoen heeft ingebedde sensoren en loopanalyse‑technologie, met als doel de gebruikershouding te verbeteren, de bloedcirculatie te bevorderen, rugpijn te verminderen en de vermoeidheid van de drager te verlagen.

Ondertussen richten bedrijven zoals Milbotix zich op consumenten met dementie en autismespectrumstoornissen. Hun SmartSocks volgen toenemende stress bij de drager door hartslag, zweetniveaus en beweging te meten, om een tijdigere interventie mogelijk te maken.

Smart wearables maken bovendien steeds meer gebruik van generatieve AI nu grote taalmodellen zoals GPT‑4 aan populariteit winnen. Microsoft heeft een patent aangevraagd voor hun futuristische AI‑aangedreven slimme rugzak, die wordt geleverd met een camera, microfoon, luidspreker, netwerkinterface, processor en opslag.

Andere producten die generatieve AI gebruiken zijn de Apple Series 9 Watch, de Rewind Pendant, die wat je zegt en hoort in de echte wereld versleutelt en opslaat op je telefoon, en een klein apparaat om aan een riem of pols te dragen, genaamd Tab, dat een ingebouwde AI‑assistent, camera, microfoon, luidspreker en GPS heeft.

Dit maakt duidelijk dat de toekomst van wearables veelbelovend is en enorm potentieel heeft. En naarmate de technologie vordert, zullen we steeds creatievere en meer geavanceerde apparaten zien die ze nog spannender en impactvoller maken. 

Bedrijven die innovatieve wearables ontwikkelen

In het domein van slimme wearables hebben veel bedrijven innovatieve producten ontwikkeld, dus laten we een kijkje nemen bij enkele van de prominente namen in dit veld:

#1. Apple

De productcategorieën van het bedrijf omvatten iPhone, iPad, Mac, en Wearables, Home en Accessories. In de wearables‑sector biedt het bedrijf de Apple Watch, die is geëvolueerd tot het omvatten van diverse gezondheids‑tracking functies zoals hartslagmonitoring, ECG en valdetectie. 

Met de Apple Watch kun je profiteren van functies zoals cardio‑fitheid, hoge & lage hartslag‑meldingen, ECG‑meting, en meldingen over onregelmatige ritmes, en kun je ook je AFib‑episodes bijhouden om te zien hoe levensstijlfactoren deze beïnvloeden.

De tech‑gigant heeft een marktkapitalisatie van $2,89 biljoen, met Apple‑aandelen die handelen op $185,84, een daling van 2,79 % YTD. Het bedrijf rapporteerde een omzet (TTM) van $385,7 mrd en heeft een EPS (TTM) van 6,43 en een P/E (TTM) van 29,12. Apple betaalt ook een dividendrendement van 0,51 %.

#2. FitBit

Nu onderdeel van Google, staat Fitbit bekend om zijn fitness‑trackers en smartwatches die activiteiten, hartslag, slaap en meer monitoren. De nieuwe apparaten bieden gezondheids‑tracking sensoren, wat betekent dat ze gedetailleerde slaaptracking, hartslagtracking, SpO2‑monitoring, AFib‑monitoring, een EDA‑sensor, een ECG‑sensor en een versnellingsmeter bieden. Het bedrijf hoopt AI te benutten om diepere gezondheidsinzichten te leveren, zoals trainingsdoelen.

Google heeft een marktkapitalisatie van $1,83 biljoen, met aandelen die handelen op $146,39, een stijging van 5,61 % YTD. Het bedrijf rapporteerde een omzet (TTM) van $307,39 mrd en heeft een EPS (TTM) van 5,80 en een P/E (TTM) van 25,44.

Conclusie

Slimme accessoires zijn simpelweg de nieuwe manier van leven. Ze zijn echter niet zonder uitdagingen. Gegevensbescherming en privacy behoren tot de grootste zorgen bij wearables, naast het waarborgen van nauwkeurige en betrouwbare dataverzameling. Er is ook beperkte interoperabiliteit tussen verschillende apparaten, waardoor integratie in zorgsystemen moeilijk is.

Ondanks deze uitdagingen evolueert de technologie echter voortdurend, wat betekent dat ook deze wearables zich zullen ontwikkelen. Hoe innovatiever en creatiever wearables worden, hoe meer hun adoptie zal toenemen, wat leidt tot een beter welzijn. 

Klik hier voor de lijst van de beste wearable‑bedrijven om in te investeren.