Cómo funcionan los sensores dentro del rastreador de actividad física

Hace apenas un par de años, las pulseras de fitness eran básicamente contadores de pasos glorificados que se llevaban en la muñeca. Ahora, están haciendo de todo, desde medir tu ritmo cardíaco mientras corres hasta advertirte que te mantengas alejado del sol. Y están en todas partes. Todas las empresas, desde Fitbit hasta Jawbone y Microsoft, fabrican ahora una tecnología bastante avanzada para llevar en la muñeca, todo con la promesa de una mejor salud.

Pero, de todos modos, ¿qué hay en estas cosas?

Aunque las pulseras de fitness son bastante simples en comparación con los relojes inteligentes completos, un número creciente de sensores instalados en su interior las ha convertido en complejos laboratorios en la muñeca. Por ejemplo, Band de Microsoft anuncia 10 sensores diferentes en un paquete pequeño. Con las expectativas más altas que nunca, las bandas se están poniendo muy técnicas y complicadas para competir.

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Estos son los sensores internos que lo hacen posible.

Acelerómetros

El rastreador más común y básico incluido es el acelerómetro. Se puede utilizar para varias cosas, pero normalmente se utiliza para contar pasos. Al medir la orientación y la fuerza de aceleración, pueden determinar si el dispositivo está horizontal o vertical y si se está moviendo o no.

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No todos los acelerómetros son iguales. Encontrarás tanto digitales como analógicos, diferentes sensibilidades y diferentes números de ejes. Los muy básicos sólo tendrán dos ejes, mientras que los sensores de tres ejes podrán medir su posición en tres dimensiones. En este punto, la mayoría de los rastreadores de actividad física utilizan acelerómetros bastante avanzados para aumentar la precisión.

GPS

El GPS es una tecnología que tiene décadas de antigüedad, pero su aparición en las pulseras de fitness es relativamente nueva porque el Los chips se están volviendo más eficientes: nadie quiere una pulsera enorme en su muñeca para acomodar un gigante. batería.

El GPS todavía consume bastante energía en comparación con otros sensores.

El sistema de posicionamiento global comprende una red de 29 satélites en total que orbitan la Tierra; en cualquier lugar, una persona debe estar dentro del alcance de los cuatro satélites necesarios para señalar una ubicación exacta.

El receptor GPS recibe una señal de radio de alta frecuencia y baja potencia de los satélites. El tiempo que tarda una señal en llegar a su muñeca se puede traducir a su distancia desde el satélite, que se puede traducir en coordenadas precisas con datos de suficientes satélites. Los chips GPS continúan mejorando en el manejo del uso de la batería, pero el GPS todavía consume bastante energía en comparación con otros sensores.

A diferencia del simple recuento de pasos, el GPS permite a corredores, caminantes y ciclistas mapear fácilmente su ejercicio y analizar el terreno donde estaban haciendo ejercicio.

Monitores ópticos de frecuencia cardíaca

A diferencia del electrocardiograma que un médico podría usar para medir su frecuencia cardíaca, un monitor óptico de frecuencia cardíaca mide su frecuencia cardíaca utilizando luz. Un LED brilla a través de la piel y un sensor óptico examina la luz que rebota. Dado que la sangre absorbe más luz, las fluctuaciones en el nivel de luz pueden traducirse en frecuencia cardíaca, un proceso llamado fotopletismografía.

Actualmente, usar un monitor óptico de frecuencia cardíaca en la muñeca no es tan preciso como usar uno en la punta del dedo o en el pecho. Los modelos que se llevan en el pecho se parecen más a un electrocardiógrafo.

Base B1
Desmontaje de la base B1 (Imagen: iFixit)

También hay muchos matices en la fotopletismografía, por lo que habrá más variación de una marca a otra. Por ejemplo, cada banda tiene que compensar el tono de la piel. A pesar de algunas alabanzas por parte de los fabricantes, la precisión de los resultados puede variar significativamente. Estos no son para atletas profesionales, se usan más para guiar la frecuencia cardíaca general, especialmente los que se usan en la muñeca.

Sensor galvánico de respuesta cutánea.

Los sensores galvánicos de respuesta cutánea miden la conectividad eléctrica de la piel. Cuando fuerzas internas o externas provocan excitación, de cualquier tipo, la piel se convierte en un mejor conductor de la electricidad. Básicamente, cuando empiezas a sudar, ya sea por el ejercicio o por otra cosa, la banda podrá controlarlo.

Un LED brilla a través de la piel y un sensor óptico examina la luz que rebota.

Detectar cuando alguien está sudando le da al software más información sobre lo que está haciendo el usuario, lo que permite un mejor seguimiento de la salud. Ser capaz de correlacionar el nivel de actividad con una fuente diferente a la gravedad desde el acelerómetro, permite que estos programas asuman un papel más parecido al de un entrenador: recomiendan ejercicios y niveles de esfuerzo.

Termómetros

Incluso un termómetro básico puede proporcionar información valiosa sobre la temperatura de su piel. El aumento de la temperatura de la piel puede indicarle a una banda de ejercicios que se está esforzando o, si su frecuencia cardíaca no aumenta en consecuencia, que podría estar enfermando.

Sensores de luz ambiental

Los sensores de luz ambiental están a nuestro alrededor. Por ejemplo, uno le dice a su teléfono que atenúe la pantalla por la noche y la ilumine con el sol. Un rastreador de actividad física lo utiliza para el mismo propósito y para detectar la hora del día.

Ajuste del engranaje de Samsung
Desmontaje de Samsung Gear Fit (Imagen: iFixit)

Tal como funciona un sensor de luz ambiental, el espectro de luz se reduce de modo que sólo se detectan formas de luz visibles para el ojo humano. Esa luz se traduce en una señal digital y se envía al procesador dentro de la banda.

sensores ultravioleta

Pero ¿qué pasa con otras formas de luz? En lugar de decirle a su pulsera de fitness qué tan brillante es a su alrededor, los sensores UV le indican cuándo puede estar absorbiendo radiación UV dañina, generalmente del sol. El software compara estos datos con los valores reconocidos por los científicos como dañinos y lo calienta para protegerse del sol si es probable que se queme.

Sensores de bioimpedancia

La nueva pulsera UP3 de Jawbone utiliza un único sensor de bioimpedencia para cubrir tres bases: frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria y respuesta galvánica de la piel. Según el propio blog de la empresa. correo Al explicar la tecnología, “El sensor mide cambios de impedancia muy pequeños dentro de su cuerpo. Para la frecuencia cardíaca, estamos midiendo los cambios de impedancia creados por el volumen de sangre que fluye en las arterias cubital y radial”.

El mismo sensor, que se lleva alrededor de la muñeca, también podrá detectar la respiración y la hidratación observando métricas como el oxígeno en la sangre. Para ello, utiliza cuatro electrodos que transmiten una pequeña cantidad de energía eléctrica entre sí y luego mide los resultados.

Conclusión

Estos sensores pueden proporcionar a una pulsera de ejercicios una gran cantidad de datos sobre su ritmo cardíaco, temperatura corporal e incluso elevación, pero no valen mucho sin un software que los traduzca en consejos útiles. Desde anticipar una enfermedad hasta animarte a hacer más ejercicio mañana, todos estos sensores funcionan juntos que realmente brindan una imagen clara de su salud actual y de lo que puede hacer para mejorarla. mañana.

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