เซ็นเซอร์ในตัวติดตามฟิตเนสทำงานอย่างไร

เมื่อสองสามปีที่แล้ว กำไลสำหรับออกกำลังกายได้รับการยกย่องให้เป็นเครื่องนับก้าวที่สวมใส่บนข้อมือของคุณ ตอนนี้พวกเขากำลังทำทุกอย่างตั้งแต่การวัดอัตราการเต้นของหัวใจขณะวิ่งไปจนถึงคำเตือนให้คุณออกจากแสงแดด และพวกเขาก็อยู่ทุกหนทุกแห่ง ทุกบริษัทตั้งแต่ Fitbit ไปจนถึง Jawbone และ Microsoft ต่างก็สร้างเทคโนโลยีการสวมใส่ข้อมือที่ล้ำสมัยขึ้นมาในขณะนี้ ทั้งหมดนี้รับประกันว่าจะมีสุขภาพที่ดีขึ้น

แต่มีอะไรอยู่ในสิ่งเหล่านี้ล่ะ?

แม้ว่าวงออกกำลังกายจะค่อนข้างเรียบง่ายเมื่อเทียบกับสมาร์ทวอทช์เต็มรูปแบบ แต่เซ็นเซอร์จำนวนมากขึ้นที่อัดแน่นอยู่ภายในทำให้พวกเขากลายเป็นห้องปฏิบัติการที่ซับซ้อนบนข้อมือของคุณ ตัวอย่างเช่น Band ของ Microsoft โฆษณาเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกัน 10 ตัวในแพ็คเกจขนาดเล็ก ด้วยความคาดหวังที่สูงขึ้นกว่าที่เคย วงดนตรีเริ่มมีเทคนิคและซับซ้อนมากในการแข่งขัน

สิ่งเหล่านี้คือเซ็นเซอร์ที่อยู่ภายใน ทำให้มันเกิดขึ้น

เครื่องวัดความเร่ง

ตัวติดตามพื้นฐานที่พบบ่อยที่สุดคือมาตรความเร่ง สามารถใช้ได้หลายอย่าง แต่โดยทั่วไปแล้วจะนำไปใช้ในขั้นตอนการนับ ด้วยการวัดการวางแนวและแรงเร่งความเร็ว พวกเขาสามารถระบุได้ว่าอุปกรณ์อยู่ในแนวนอนหรือแนวตั้ง และกำลังเคลื่อนที่หรือไม่

มาตรวัดความเร่งไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาให้เท่ากันทั้งหมด คุณจะพบทั้งแบบดิจิตอลและอนาล็อก ความไวที่แตกต่างกัน และจำนวนแกนที่แตกต่างกัน ส่วนพื้นฐานจะมีเพียงสองแกน ในขณะที่เซ็นเซอร์สามแกนสามารถวัดตำแหน่งในสามมิติได้ ณ จุดนี้ ตัวติดตามฟิตเนสส่วนใหญ่ใช้มาตรความเร่งที่ค่อนข้างสูงเพื่อเพิ่มความแม่นยำ

จีพีเอส

GPS เป็นเทคโนโลยีที่มีอายุหลายทศวรรษ แต่รูปลักษณ์ของสายรัดสำหรับออกกำลังกายนั้นค่อนข้างใหม่เพราะว่า ชิปมีประสิทธิภาพมากขึ้น ไม่มีใครอยากได้แถบขนาดใหญ่บนข้อมือเพื่อรองรับยักษ์ใหญ่ แบตเตอรี่.

ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก a ประกอบด้วยเครือข่ายดาวเทียมทั้งหมด 29 ดวงที่โคจรรอบโลก ณ ตำแหน่งใดๆ บุคคลควรอยู่ในระยะของดาวเทียมสี่ดวงที่จำเป็นในการระบุตำแหน่งที่แน่นอน

เครื่องรับ GPS จะรับสัญญาณวิทยุความถี่สูงและพลังงานต่ำจากดาวเทียม เวลาที่สัญญาณไปถึงข้อมือของคุณสามารถแปลเป็นระยะทางของคุณจากดาวเทียม ซึ่งสามารถแปลเป็นพิกัดที่แม่นยำด้วยข้อมูลจากดาวเทียมที่เพียงพอ ชิป GPS ยังคงจัดการการใช้งานแบตเตอรี่ได้ดีขึ้น แต่ GPS ยังคงใช้พลังงานค่อนข้างมากเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์อื่นๆ

ต่างจากการนับก้าวแบบง่ายๆ GPS ช่วยให้นักวิ่ง ผู้เดิน และนักปั่นจักรยานจัดทำแผนที่การออกกำลังกายของตนและวิเคราะห์ภูมิประเทศที่พวกเขาออกกำลังกายได้อย่างง่ายดาย

เครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจแบบออปติคอล

ต่างจาก EKG ที่แพทย์อาจใช้ในการวัดอัตราการเต้นของหัวใจ เครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจแบบออปติคอลจะวัดอัตราการเต้นของหัวใจโดยใช้แสง ไฟ LED ส่องผ่านผิวหนัง และเซ็นเซอร์ออปติคัลจะตรวจสอบแสงที่สะท้อนกลับ เนื่องจากเลือดดูดซับแสงได้มากขึ้น ความผันผวนของระดับแสงจึงสามารถแปลเป็นอัตราการเต้นของหัวใจ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการถ่ายภาพด้วยคลื่นแสง (photoplethysmography)

ในปัจจุบัน การใช้เครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจแบบออปติคอลบนข้อมือยังไม่แม่นยำเท่ากับการใช้บนปลายนิ้วหรือบนหน้าอก รุ่นที่สวมหน้าอกจะเลียนแบบเครื่อง EKG อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น

photoplethysmography ยังมีความแตกต่างอยู่มาก ดังนั้นจะมีความแตกต่างกันมากขึ้นในแต่ละแบรนด์ เช่น แต่ละวงจะต้องชดเชยสีผิว แม้ว่าผู้ผลิตจะสูงส่ง แต่ความแม่นยำของผลลัพธ์อาจแตกต่างกันอย่างมาก สิ่งเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับนักกีฬามืออาชีพ แต่ใช้สำหรับคำแนะนำอัตราการเต้นของหัวใจโดยรวมมากกว่า โดยเฉพาะประเภทที่สวมข้อมือ

เซ็นเซอร์ตอบสนองผิวหนังกัลวานิก

เซ็นเซอร์ตอบสนองต่อผิวหนังแบบกัลวานิกจะวัดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของผิวหนัง เมื่อแรงภายในหรือภายนอกทำให้เกิดความตื่นตัวไม่ว่าในรูปแบบใดก็ตาม ผิวหนังจะกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ดีขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อคุณเริ่มมีเหงื่อออก ไม่ว่าจะจากการออกกำลังกายหรืออย่างอื่น วงดนตรีจะสามารถตรวจสอบสิ่งนั้นได้

การตรวจจับเมื่อมีคนเหงื่อออกทำให้ซอฟต์แวร์มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่ผู้ใช้กำลังทำ ซึ่งช่วยให้ติดตามสุขภาพได้ดีขึ้น ความสามารถในการเชื่อมโยงระดับของกิจกรรมกับแหล่งที่มาอื่นนอกเหนือจากแรงโน้มถ่วงจากมาตรความเร่ง ช่วยให้โปรแกรมเหล่านี้มีบทบาทเหมือนผู้ฝึกสอนมากขึ้น — แนะนำการออกกำลังกายเฉพาะและระดับของ ความพยายาม

เครื่องวัดอุณหภูมิ

แม้แต่เทอร์โมมิเตอร์ธรรมดาก็สามารถให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับอุณหภูมิผิวหนังของคุณได้ อุณหภูมิผิวที่เพิ่มขึ้นสามารถบ่งบอกถึงวงฟิตเนสที่คุณกำลังออกแรง หรือหากอัตราการเต้นของหัวใจไม่เพิ่มขึ้นตามนั้น แสดงว่าคุณอาจป่วยได้

เซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบ

เซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบอยู่รอบตัวเรา ตัวอย่างเช่น มีคนบอกให้โทรศัพท์ของคุณหรี่หน้าจอในตอนกลางคืนและเพิ่มความสว่างเมื่อโดนแสงแดด ตัวติดตามฟิตเนสใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันและเพื่อตรวจจับเวลาของวัน

วิธีการทำงานของเซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบ สเปกตรัมแสงจะถูกจำกัดให้แคบลงเพื่อให้ตรวจพบเฉพาะรูปแบบของแสงที่ตามนุษย์มองเห็นได้เท่านั้น แสงนั้นจะถูกแปลเป็นสัญญาณดิจิตอลและป้อนไปยังโปรเซสเซอร์ภายในแบนด์

เซ็นเซอร์ยูวี

แต่แล้วแสงรูปแบบอื่นล่ะ? แทนที่จะบอกวงออกกำลังกายของคุณว่ามีความสว่างรอบตัวคุณแค่ไหน เซ็นเซอร์รังสียูวีจะบอกว่าเมื่อใดที่คุณอาจดูดซับรังสียูวีที่เป็นอันตราย ซึ่งโดยปกติจะมาจากดวงอาทิตย์ ซอฟต์แวร์จะเปรียบเทียบข้อมูลนี้กับค่าที่นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่าเป็นอันตราย และช่วยให้คุณอบอุ่นเมื่อถูกแสงแดดหากคุณมีแนวโน้มที่จะถูกไฟไหม้

เซ็นเซอร์ไบโออิมพีแดนซ์

สายรัดข้อมือ UP3 ใหม่ของ Jawbone ใช้เซ็นเซอร์ bioimpedence ตัวเดียวเพื่อครอบคลุม 3 ฐาน: อัตราการเต้นของหัวใจ อัตราการหายใจ และการตอบสนองของผิวหนังไฟฟ้า ตามบล็อกของบริษัทเอง โพสต์ อธิบายเทคโนโลยีว่า “เซ็นเซอร์จะวัดการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ที่น้อยมากภายในร่างกายของคุณ สำหรับอัตราการเต้นของหัวใจ เรากำลังวัดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่เกิดจากปริมาตรของเลือดที่ไหลในหลอดเลือดแดง Ulnar และ Radial”

เซ็นเซอร์แบบเดียวกันที่สวมรอบข้อมือจะสามารถบอกการหายใจและความชุ่มชื้นโดยดูจากหน่วยวัดต่างๆ เช่น ออกซิเจนในเลือด ซึ่งทำได้โดยใช้อิเล็กโทรดสี่อิเล็กโทรดที่ขับเคลื่อนพลังงานไฟฟ้าเล็กน้อยเข้าหากัน จากนั้นจึงวัดผลลัพธ์

บทสรุป

เซ็นเซอร์เหล่านี้อาจให้ข้อมูลมากมายแก่วงฟิตเนสเกี่ยวกับอัตราการเต้นของหัวใจ อุณหภูมิร่างกาย และแม้กระทั่งระดับความสูง แต่ก็ไม่คุ้มที่จะแปลข้อมูลดังกล่าวเป็นคำแนะนำที่เป็นประโยชน์หากไม่มีซอฟต์แวร์ ตั้งแต่การพยากรณ์โรคไปจนถึงการกระตุ้นให้คุณออกกำลังกายมากขึ้นในวันพรุ่งนี้ เซ็นเซอร์ทั้งหมดนี้ทำงานได้ ร่วมกันที่ให้ภาพที่ชัดเจนเกี่ยวกับสุขภาพของคุณในปัจจุบัน และสิ่งที่คุณสามารถทำได้เพื่อปรับปรุงให้ดีขึ้น พรุ่งนี้.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• Mi Smart Band 4 ของ Xiaomi เป็นวงดนตรีออกกำลังกาย / สมาร์ทวอทช์ราคาถูกที่เป็นที่ต้องการ
• เครื่องติดตามฟิตเนสราคาถูกที่ดีที่สุดของปี 2019
• ตัวติดตามฟิตเนสตัวใหม่ของ Fitbit มีราคาถูกที่สุด แต่คุณไม่สามารถซื้อได้ด้วยตัวเอง