الوصف
حتى السنوات الأخيرة ، كانت معظم الأبحاث التي تنطوي على التقاط وتحليل الإشارات الميكانيكية الحيوية أو الفسيولوجية مقتصرة على المختبر أو البيئة الخاضعة للرقابة بطريقة أخرى. أدخلت التقنيات القابلة للارتداء تحسينًا على التقاط الإشارات الشخصية من خلال السماح بنهج طويل الأمد مع الشخص. تعد القياسات الموضوعية طويلة الأجل في ظل ظروف الحياة اليومية غير الخاضعة للإشراف الفوائد الرئيسية لأنظمة الاستشعار القابلة للارتداء.
أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي هي أجهزة استشعار مناسبة للأنظمة القابلة للارتداء لأن التحسينات الحالية في تقنية MEMS جعلت من الممكن تصنيع أجهزة مصغرة منخفضة الطاقة ومنخفضة التكلفة والتي تكون مفيدة لتسجيل بيانات الحركة البشرية لفترات طويلة من الوقت في البيئات غير الخاضعة للرقابة. لذلك ، يمكن للأنظمة القابلة للارتداء التي تشتمل على أجهزة استشعار تعمل بالقصور الذاتي أن تقدم بوضوح مقايضة جيدة جدًا بين التنقل وسهولة الاستخدام من حيث استهلاك الطاقة ، والاستقلالية ، والتنسيب ، وامتثال المريض وتحليل البيانات. النظام القابل للارتداء المقترح هنا ، المسمى W2M2 ، كان قائمًا على نهج معياري ، حيث يمكن تجميع العديد من وحدات الاستشعار واستخدامها معًا لاستخراج معلومات ذات مغزى وفقًا لمتطلبات التطبيق.
بدلاً من نظام الاستشعار المعقد ، كان الجانب الرئيسي لهذا النظام هو الجمع بين الوظائف وسهولة الاستخدام في حل بسيط يمكن ارتداؤه. إلى جانب البساطة ، يأتي الحجم الصغير والوزن الصغير ، وهما من السمات الحاسمة عند الإشارة إلى التكنولوجيا القابلة للارتداء وتكامل أجهزة الاستشعار. لقد أدخل هذا النظام تحسينًا كبيرًا فيما يتعلق بالنظام الأول ، المسمى WIMU.
في الواقع ، سمحت تنوعها وقوتها ومعدل أخذ عيناتها الأعلى بالتغلب على بعض العقبات التي واجهتها أثناء عمليات الاستحواذ باستخدام نموذج WIMU الأولي.
فيما يتعلق بأجهزة استشعار الألياف الضوئية ، في الوقت الحالي ، تم العثور على عدد قليل جدًا من الأبحاث والجهود الصناعية النادرة في التطبيقات القابلة للارتداء لمكونات الألياف البصرية ، في حين تمت دراسة الإلكترونيات القابلة للارتداء لعدة سنوات وبعض الصناعة تتطور. من خلال تطوير جميع المكونات المطلوبة لأنظمة استشعار الألياف البصرية ، يمكن أن تصبح بعض أجهزة الاستشعار أكثر ملاءمة للتطبيقات التي يمكن ارتداؤها. على وجه الخصوص ، يمكن تقليل حجم ووزن المكونات وتحسين طرق التوصيل. في أبسط مثال ، يجب أن يستشعر مستشعر الثني الكبير الانحناء المستقيم للقماش ، وفي هذه الحالة ، يمكن دمجه بسهولة في القماش. قدمت دراسة إثبات المفهوم على مستشعر الألياف الضوئية بناءً على تأثير الانحناء الكبير المقدم في هذه الأطروحة تفكيرًا جديدًا حول أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء ووظائفها. قد يكون هذا نموذجًا أوليًا صعبًا ، فقد كشف عن إمكانات مثل هذه المستشعرات لمراقبة حركة الإنسان في الوقت الفعلي عن طريق عمليات الإزاحة الزاوية. يمكن أن يمثل استخراج هذا المقياس المباشر مساهمة مهمة لخوارزميات دمج البيانات ، حيث يمكن دمجها مع المعلومات المسترجعة من أجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي ، على سبيل المثال ، لتحسين قراءاتها وتقليل أخطاء الانجراف الكامنة. هناك نوعان من عمليات تصنيع النسيج المتوافقة مع الألياف الضوئية. ومع ذلك ، فإن الاستراتيجية الخاصة التي تم تبنيها لدمج مستشعر الانحناء الكبير في النسيج قد ضمنت حركة محكومة للألياف الضوئية ، مما يحسن الموثوقية والتكرار ووظائف المستشعر.
يتمثل أحد الجوانب المتزايدة الأهمية للنظام القابل للارتداء في امتلاك جهاز مراقبة ذكي قادر على توفير معالجة في الوقت الفعلي (أو “وقت ثمين”) وردود الفعل للمرضى والأطباء والرياضيين والأشخاص الأصحاء. ومع ذلك ، هناك عدد من العقبات التي يجب التغلب عليها من أجل التنفيذ الكامل لهذه الأنظمة القابلة للارتداء ، بما في ذلك التكاليف المرتفعة للمستخدمين النهائيين ، واستهلاك الطاقة ، وتكامل أجهزة الاستشعار ، والاتصال ، والاستقلالية ، والموثوقية ، والأمن ، وفي النهاية ، الأخلاق والقوانين ، وقضايا الخصوصية.
تعد قابلية الاستخدام واستهلاك الطاقة من العوامل الأساسية التي يجب مراعاتها في التصميم. يصبح التصميم منخفض الطاقة مناسبًا للحصول على عمر بطارية كافٍ ولتقليل كل من حجم البطارية ووزنها.
يمثل الاتصال اللاسلكي تحسنًا كبيرًا في قابلية الارتداء ، ولكنه سيمثل أيضًا زيادة كبيرة في استهلاك الطاقة. ومع ذلك ، فقد أثبت بروتوكول ZigBee المستخدم في هذا البحث أنه يوفر اتصالاً موثوقًا منخفض الطاقة مع قدر كبير من المرونة في اتصال الشبكة. على الرغم من أنه يجب اعتماد استراتيجيات الطاقة المنخفضة ، يجب ألا يكون تصميم الجهاز انعكاسًا لممارسة هوس لاستهلاك الطاقة ، ولكن بدلاً من ذلك يجب أن يمثل حلاً وسطاً جيداً بين الوظيفة والحجم وقابلية الاستخدام والاستقلالية.
يوجد مستند مع هذا المشروع يصف هذا المشروع بمزيد من التفصيل.
المراجعات
لا توجد مراجعات بعد.