Nositelná elektronika – Terminologie

Následující příspěvek je zaměřen na terminologii z oblasti nositelné elektroniky, tj. miniaturizovaných elektronických zařízení, vhodných pro běžné nošení na těle člověka, jako součást oděvu atp. Obdobný typ elektroniky představují mobilní/přenosná zařízení „nošená“ v ruce, kapse. Předchozí články se zabývaly terminologií: displejů LED a OLED, tištěné elektroniky, MikroElektroMechanických Systémů (MEMS); RFID, NFC, Bluetooth atp. [DPS-AZ]

Příklady nositelné elektroniky podle [csWiki] jsou:

• spotřební elektronika (wearable walkmans, MP3 players)
• chytré hodinky (smartwatch)
• brýle s náhlavním displejem (head-up display)
• zařízení pro sledování tělesné kondice (health-care trackers)
• senzory monitorující zdravotní stav člověka (v medicíně, armádě, kosmonautice)
• outdoorové kamery s úchytem na helmu (outdoor helmet cameras)
• sledovací technika: kamery v knoflíku (button camera), mikrofony v peru (pen mic)
• elektronické obojky (collars for cats and dogs)
• elektronický textil (electronic textiles)

Chytré hodinky (smartwatch; smart watch) dnes umožňují řadu funkcí

• chytrý telefon (smartphone) − viz obr. 1
• upozornění na příchozí hovory
• přenášení vibrací (tiché volání mobilu)
• snímače pulzu
• akcelerometr
• multimediální přehrávače
• digitální kompas
• přijímač GPS

Implantovatelná zařízení ve zdravotní péči (implantable devices in health care):

• implantovatelný kardiovertr defibrilátoru (implantable cardioverter-defibrillator);
• implantovatelný kardiostimulátor (implantable pacemaker)
• implantovatelná RFID identifikace pacientů (radio frequency identification, RFID)
• aktivní implantovatelná lékařská zařízení (active implantable medical devices)
• diagnostická lékařská zařízení in vitro (diagnostic medical devices in vitro)
• mozkové implantáty (brain implants; neural implants)
• kochleární implantát (cochlear implant device)
• retinální/sítnicové stimulační zařízení (retinal stimulation devices)

GPS lokalizátory (GPS trackers) jsou určeny pro sledování polohy aut, osob i zvířat. Tento lokalizátor používá GPS (Global Positioning Systém). Příslušný software (GPS tracking software) lze získat pro chytré telefony s GPS (with GPS capability). Polohu objektu lze získat po prozvonění čísla lokalizátoru, který nazpět pošle SMS s aktuální polohou v podobě odkazu na mapy Google (Google maps). Komunikace je chráněna kódem. Umí také pravidelně zasílat polohu nebo odposlouchávat pomocí mikrofonu.

Elektronický textil (electronic textiles / smart garments / smart clothing / smart textiles / smart fabrics) je textil, který umožňuje zabudování mikroelektronických zařízení, včetně senzorů teploty, plynů, komponent fotovoltaických, baterií, případně svítících módních doplňků. Profesionální e-oděvy jsou určeny pro sportovce, vojáky, policisty, hasiče atp.

Zařízení typu náplast na kůži (skin patchable Devices) jsou na trhu novější a musí být pružné (flexible), tenké, průdušné (breathable), chemicky odolné, biologicky kompatibilní (bio-compatible) atp. Na trhu jsou např. varianty: senzory teploty (temperature sensing), chemické senzory potu (sweat) atp.

Klasifikace souvisejících termínů

IEC TC 124 Nositelná elektronická zařízení a technologie (Wearable electronic devices and technologies) zajišťují normalizaci v oblastech materiálů a součástek:

• typu náplast na kůži (skin patchable materials and devices)
• implatovatelných (implantable materials and devices)
• polykatelných (ingestible materials and devices)
• textilní elektronika (electronic textile materials and devices)

Související komise IEC:

• TC 47 Polovodičové součástky (Semiconductor devices)
• TC 62 Elektrická zařízení v lékařské praxi (Electrical equipment in medical practice)
• TC 100 Audio, video a multimediální systémy a zařízení
• TC 110 Elektronické displeje (Electronic display devices)
• TC 119 Tištěná elektronika (Printed Electronics)

RFID tag/RF tag (RFID tag; RF tag; electronic label) je transpondér s pamětí přichycený k sledovanému objektu; používají se transpondéry typu:

• ID karta
• nositelný náramek
• implantovatelný RFID čip

Zprostředkovaná realita (mediated reality) zahrnuje (překrývající se) možnosti:

• rozšířená realita (augmented reality)
• virtuální realita (virtual reality)
• smíšená realita (mixed reality)
• simulovaná realita (simulated reality)

Elektronický monitorovací sytém v kriminalistice (Electronic Monitoring in the Criminal Justice System) používá RFID technologie i GPS systémy:

• aktivní technologie permanentní signalizace (continously singnaling equipment);
• pasivní technologie plánovaného kontaktu (programmed contact equipment);
• ověřování abstinence alkoholu používá „alkohol tester”;
• systém GPS (Global positioning system) dokáže sledovaný „objekt“ zaměřit kdekoli i mimo vymezené území, na rozdíl od předchozích.

Vysvětlivky k souvisejícím termínům

• Bio-MEMS (bio-MEMS) – aplikace technologie MEMS v oblasti biologie a/nebo v biomedicínských vědách; Bio-MEMS je zkratka pro „biomedicínské MEMS“.
• Brýle Google (Google glass) – byly prototypem předváděným na pravidelné konferenci (developer konference) Google I/O v červnu 2012, viz obr. 2.
• Displeje nošené na lidském těle (display systems worn on the human body; optical headmounted display) umožňují mj. vnímání rozšířené reality.
• Elektronické obojky (electronic collars) určené pro kočky a psy mohou být jednou z aplikací GPS lokalizátoru, resp. fitness lokalizátoru (fitness trackers), což usnadňuje život pečovatelům.
• Elektronické náramky pro domácí vězně a některé obviněné (house arest electronic monitoring); tento typ domácího vězení používá e-náramky na zápěstí nebo na nohu; česká justice začne používat tuto technologii v blízké budoucnosti.
• Chytrá pilulka (smart pill) – robot, který provádí měření a dodávání léku dovnitř těla.
• Implantabilní kardiovertery (Implantable cardioverter-defibrillator, ICD) jsou defibrilátory, které se implantují pacientům, kteří jsou kvůli onemocnění srdce ohrožení na životě. ICD sám vyhodnotí nutnost podání výboje.
• Implantované kardio-resynchronizační zařízení (implanted cardiac resynchronization device) je používáno pro kardio-resynchronizační terapii; vysílá elektrické signály do srdečního svalu, čímž napravuje rychlý srdeční rytmus.
• Implantovaný identifikační mikročip (microchip implant) je integrovaný obvod umístěný pod kůži zvířete, resp. pacienta. Velikost čipu odpovídá zrnku rýže (viz obr. 3). Použitá technologie odpovídá pasivnímu RFID. Některé farmy používají externí uchycení tagu na (uši) dobytka. Ke čtení implantovaného i externího tagu se používají RFID skenery (scanners).
• Kochleární implantát (Cochlear_implant) je druh ušního implantátu pro sluchově postižené osoby, který se vkládá do vnitřního ucha, kde stimuluje nervy ve vnitřním uchu a nahrazuje funkci hlemýždě (lat. cochlea).
• Monitorování osob/pacientů bez hospitalizace (monitoring of patients without hospitalization). Monitoruje se např. tělesná teplota, aktivita srdce i mozku, pohyb svalů.
• Nositelné počítače (wearable computers) jsou moderní verze chytrých hodinek. Na většině chytrých hodinek běží mobilní aplikace, z toho u nejnovější generace na mobilním operačním systému, a též fungují jako přenosné – mohou obsahovat i rádiový FM přijímač a přehrávat zvukové i audiovizuální soubory přes sluchátka s Bluetooth.
• Nositelné senzory (wearable sensors) jsou využívány ve zdravotní péči (health care), péči o sportovce i v bezpečnostních službách. Nositelné senzory mohou detekovat abnormální nebo neobvyklé situace (unforeseen situations), monitorovat fyziologické parametry a symptomy sledovaných osob.
• Radiofrekvenční identifikace RFID (Radio Frequency IDentification) je zaměřena zejména na identifikaci předmětů/zboží ve skladech a v přepravním řetězci; dnes je využívána rovněž na identifikaci lidí – např. pacientů, závodníků, návštěvníků různých akcí.
• RFID identifikace/sledování zvířat (animal identification/tracking) využívá např. implantovatelné skleněné RFID tagy, viz obr. 3.
• RFID transpondér (Transponder/ code plate/rf tag) umožňuje přijímání spouštěcího signálu a vysílání příslušné odezvy.
• Rozšířená realita (augmented reality) používá kameru a počítač; pomocí speciální aplikace se detekuje snímaná scéna, do které v reálném čase umístí (render) do obrazu na displeji doplňující informace (text, 2D či 3D objekty i animované, obrázky, filmové klipy či zvuky).