SoC DnaBand NeoRhythm 腦波同步 感測器 穿戴式裝置

「維持健康」產品正流行 穿戴式健身應景研發搶市

2021-07-23
研究機構Global Wellness Institute指出,在價值數兆美元的大型產業中,「正向健康選擇」(即是「維持健康」)方面的消費將繼續占有越來越重要的比例,而無線技術領域就是其中的受惠產業之一。

 

2020是新冠肺炎疫情首次產生大規模衝擊的一年,但在此之前,一個強勁的運動已悄悄進行中,這個運動的焦點就是致力於改善大眾健康的健身產業。

因為唯利是圖的商人和行銷人員綁架了「維持健康」一詞,想要出售假的靈丹妙藥,使人們經常對健康產品半信半疑。事實上,只要良好的運動、營養、睡眠和積極的社交接觸習慣,就能維持自身的健康。

而且,不計算詐財的療癒系水晶,維持健康現在已是一門大生意了。

計步運動以外穿戴式設備功能遽增

穿戴式技術只有不到十年的歷史,但如今已是一門龐大的生意。消費者資料調查公司Statista指出,在2016年至2019年之間的三年,全球已連接的穿戴式產品數量增加了一倍以上,從3.25億個增加到7.22億個。到2022年,這個數字將超過10億。

隨著個性化的穿戴式健身設備的需求急遽增加,這些設備的精密度也隨之提高。計算走路步數雖然很好,但是人們現在想要的解決方案不僅要監測活動程度,還要能監測整體的健康狀況、心率、血氧飽和度、肌氧、睡眠以及情緒和心理健康。

而根據資誠(PwC)的研究報告指出,消費者希望穿戴式設備能夠幫助他們更長壽(70%)、保持健康體重(63%)、降低健康保險費(62%)。所幸技術的發展跟上了需求。

感測器聯手SoC支援下一代穿戴式產品

各式各樣的感測器現在多半貨源充足且唾手可得。它們可以抓取測量資料,結合複雜的機器學習運算得到計算結果,並能將該結果轉化為實際行動的健康和活動資料呈現給使用者。而除了用於追蹤運動情況的加速度計和陀螺儀等感測器外,先進的穿戴式產品還包括用於追蹤大腦和心臟活動的嵌入式生物感測器,以及利用膚電反應感測器來檢測汗腺活動,從而測量個人的精神壓力程度。

還有可監測心率數值和血氧飽和度的感測器,以測量整體的健康狀況或確認運動對呼吸的不良反應。

隨著感測器的功能日趨精密複雜,必須有系統單晶片(SoC)來支援各項性能及提供智慧手機連接性能。這些感測器須不停地抓取數據,並要求快速的數位訊號處理(DSP)和浮點(FP)運算的處理器服務,以將其轉換為使用者需要的準確訊息。

例如,Nordic的高階nRF5340系統單晶片具有雙處理器硬體架構,其中結合了專用的應用處理器,可以滿足下一代高性能精密穿戴式裝置的複雜計算要求。它還具有針對低功耗無線操作進行最佳化的網路處理器,可處理無線連接性能。

DnaBand結合DNA讓用戶吃得好動起來

在無線系統單晶片開發商擴展其解決方案的性能時,致力於健康和健身的穿戴式裝置開發商也沒有閒著。事實上,已有廠商開發出一些精密產品,不僅適合健身,還可以幫助使用者吃得好、紓解壓力、改善睡眠品質,甚至治療創傷。

例如英國公司DnaNudge推出的DnaBand腕帶結合了使用者的去氧核糖核酸(DNA)和無線技術,幫助人們選擇更健康的食物。一旦使用者將其遺傳特徵載入到穿戴式設備中,就可以使用DnaBand腕帶掃描將近五十萬種左右的食品,立刻找到最適合其獨特遺傳基因組成和活動層次的產品。

DnaNudge提供的應用程式(App)可保存使用者獨特的DNA報告,根據多種與營養相關的健康特徵,顯示使用者的遺傳易感性(Genetic Predisposition)和風險(紅色、橘黃色或綠色)。使用者每次購物和掃描產品時,該App都會根據其DNA顯示個性化的產品推薦。

可自行定義顏色的DnaBand提供的功能包括:掃描產品後,腕帶會閃爍紅色或綠色,顯示它是否適合使用者的生物特性;監控自己的活動,坐的時間太久後會變橘黃色;和朋友進行NudgeMatch,看看彼此有哪些共通的DNA特性;與家人共享NudgeShare,在購物時有助於為全家選擇合適的產品。

雖然人無法改變自己的DNA,但可以憑藉保持活動和生活方式來維持健康。這個App還會產生個人的「綠色DanBar」,即時顯示個人的生活方式對DNA的影響,坐著的時間過長以及不活動,會使「綠色DanBar」變成橘黃色,間接讓使用者意識到要起身並活動,方可轉成綠色。

NeoRhythm可刺激腦波睡個好覺減輕壓力

DnaNudge公司的產品解決了營養和運動兩項關鍵的維持健康因素,美國紐約MDCN Technologies公司的解決方案則是針對其他兩個因素。該公司的NeoRhythm頭帶設計用於刺激腦波,協助使用者改善睡眠品質並減輕壓力。這款穿戴式產品的五個線圈可產生電磁場,向大腦或脊髓的不同特定位置發射特定的主導節律,與人類心理聯想到特定活動的自然頻率互相對照。然後,佩戴者可以選擇一系列刺激模式,例如改善睡眠、放鬆、冥想或控制疼痛。

大腦具有調整腦波頻率來適應外部頻率的出色能力,特意這樣做的過程稱為腦波同步(Brainwave Entrainment)。譬如坐火車時會感到睏倦,而平和的歌曲可以幫助放鬆身心。

NeoRhythm會發射特定頻率並利用腦波同步過程來刺激大腦工作,可協助更快且更輕鬆地進入理想的心理狀態。

以科學術語來做說明,腦波同步是促進大腦適應外部刺激的過程,在使用NeoRhythm時,這些刺激以特定頻率的電磁脈衝形式出現。


NeoRhythm頭帶使用中等強度的電磁場,電磁波的最大磁通密度為20至25高斯(2~2.5mT),以產生適合腦波同步的頻率。

NeoRhythm發射經過科學驗證的頻率,這些頻率是特定心理狀態的特徵。大腦與這些頻率同步,有助於更快且更輕鬆地達到理想的心理狀態。

智慧手表結合酷炫技術健身監測隨時查看數據

在有了腕帶和頭戴式產品之後,自然會希望擁有能結合酷炫技術與時尚外觀的智慧手表。

來自中國深圳的愛都科技專門提供智慧穿戴式產品,他們選擇了Nordic支援低功耗藍牙的多協定系統單晶片nRF52840,為其整合了全球衛星定位系統(GPS)晶片的ID205G智慧手表提供核心處理能力和無線連接。

這款穿戴式產品配備1.3吋的TFT-LCD彩色觸控螢幕,內建心率感測器、加速度計和陀螺儀,專為需要健康和健身監測資料的使用者而設計。

因為受益於該系統單晶片的64MHz、32位元Arm Cortex M4處理器帶有浮點運算單元(FPU),可提供充足的計算能力來執行複雜的感測器運算,使這款智慧手表能夠精確地追蹤和計算運動及活動數據。並且內建GPS晶片,可獨立使用,使用者無須攜帶手機也能測量本身戶外運動時的行走距離。

使用系統單晶片提供的低功耗藍牙連接功能(支援藍牙4.0及以上),使用者可實現手表與iOS或Android系統的智慧手機進行配對。愛都科技開發的「VeryFitPro」App讓使用者能詳細查看其活動和健康數據。

以上是眾多例子中的其中三個。在未來的幾個月和幾年中,希望在新冠肺炎(COVID-19)疫情盡快消失後,能夠看到更多穿戴式健身技術的創新例子。

當然,穿戴式產品只是維持健康解決方案的其中一部分。這些產品無法替代運動、吃得好及睡得安穩,但是,在發展越來越先進的感測器和無線技術的支援下,這些穿戴式產品可以推動和幫助使用者實現健康。

(本文作者任職於Nordic業務開發部門)

 

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