Im Jahr 2000 wurde das erste Bluetooth-Headset verkauft, gefolgt von der Markteinführung von GoPro in 2004. In 2013 verkündet Google die Entwicklung von Google Glass, dem ersten sprachgesteuerten optischen Head Mounted Display (HMD) mit WLAN, Bluetooth, Augmented-Reality-Technologie und der Möglichkeit, Bilder aufzunehmen. Der erste Smartring, Echo-Loop, wurde von Amazon 2019 vorgestellt. Das schlanke Design des Rings ermöglicht es Benutzern, Zahlungen zu leisten, Stress zu bewältigen und Innovationen anzuregen. Es wird erwartet, dass die Anzahl vernetzter tragbarer Geräte bis 2022 mit dem Wechsel von 4G auf 5G weltweit über 1,1 Milliarden erreicht haben wird. Pioniere haben die Funktionalität von Kleidung erfolgreich erweitert und verbessert, die im Alltag verwendeten elektronischen Funktionen genutzt und in Geräte und Accessoires integriert, die bequem am Körper getragen werden können.
Technik zum Mitnehmen hat Zukunft
Die Leichtathletik ist einer der Bereiche, der durch Wearables, die die Leistung von Athleten überwachen können, wirklich profitiert hat, sei es Bewegung, Herzfrequenz und Leistung neben Umweltbedingungen und potenziellen Gesundheitsrisiken. Der Markt für Wearables hat in den letzten Jahren stetig zugenommen, da Fitness- Tracker, die die Ernährung, sportliche Aktivitäten, Schlaf und Bewegungen überwachen, immer beliebter werden. Einige Geräte fordern den Träger sogar dazu auf, sich nach einer sitzenden Position für 20 Minuten zu bewegen, da längeres Sitzen seit langem mit Gesundheitsproblemen in Zusammenhang gebracht wird. Studien, die positive Verhaltensänderungen veranschaulichen, zeigten, dass diese Art der Motivation zur Verbesserung der Körperhaltung wirksam ist. Die Zukunft könnte viele weitere Kooperationen zwischen Bekleidungsindustrie und Technologieunternehmen hervorbringen. Mit intelligenten Sensoren und dem Einsatz von 5G-Technologie, wodurch eine engere Verbindung zwischen Mensch und IoT ermöglicht wird. In einer Statista-Studie aus dem Jahr 2019 sind China, die USA, Indien, Großbritannien und Deutschland die weltweit beliebtesten Gebiete für Wearables. Der größte Marktanteil mit 36,4 % fällt in die Altersgruppe der 25- bis 36-Jährigen.
Regelmäßige Benutzer von Wearables sind in der Regel auf der Suche nach dem neuesten und besten Modell ihres Lieblingsgeräts. Die Verwendung von Smart Watches durch Apple ist für viele zu einem Lebensstil geworden. Es ist nicht nur ein Zeitmesser, sondern zusätzlich ein Telefon, das E-Mails empfangen, Geräuschpegel aufzeichnen, Herzfrequenzen verfolgen, und vieles mehr kann. Eine ähnliche Technologie wird verwendet, um Familienmitglieder auf einen Sturz oder Unfall eines schutzbedürftigen Angehörigen aufmerksam zu machen. So können diese weiterhin alleine leben und ein gewisses Maß an Unabhängigkeit bewahren. Dies gewinnt insbesondere bei einer alternden Bevölkerung zunehmend an Bedeutung.
Für den Moodmetric Smart Ring wird für 2020 ein exponentielles Wachstum erwartet, da er in der Lage ist, Stress zu messen und dabei helfen kann, diesen zu bewältigen sowie Zahlungen zu leisten, auf Fahrzeuge zuzugreifen und andere Smart-Geräte zu steuern. Eine enorme Menge an Funktionen für ein so kleines Gerät. Psychische Gesundheitsprobleme sind derzeit mehr im Fokus denn je. Ein Ring, mit dessen Hilfe Stress als früher Schlüsselindikator für Depressionen gemessen werden kann, könnte für die Medizin von unschätzbarem Wert sein.
Mehrwert durch Big Data
Wenn man nur den Medizinbereich etwas weiter betrachtet, sind die Möglichkeiten endlos. Denken wir einen Moment über Wearables nach, die speziell für die Vorbeugung von Krankheiten und die Aufrechterhaltung einer guten Gesundheit wie Gewichtskontrolle, Blutdrucküberwachung und Überwachung der körperlichen Aktivität entwickelt werden könnten. Daten, die mit dem tragbaren Gerät gewonnen wurden, könnten einen direkten Einfluss auf eine klinische Entscheidung der Medikamentenauswahl usw. haben. Es gibt Argumente für diese Art von Wearables, um die Patientenversorgung zu verbessern und die Kosten für das Gesundheitssystem zu senken. Da sich die Geräte noch in der Prototypenphase befinden, ist in Bezug auf Patientenakzeptanz, Sicherheit und Vertraulichkeit, Ethik und künstliche Intelligenz (KI), die für die Bewältigung der Datenausgaben erforderlich sind, noch ein langer Weg vor uns. Die „Big Data“, die diese Geräte mit KI sammeln und nutzen können, könnten die Behandlung einiger äußerst schwerwiegender Erkrankungen wie Herzkreislauferkrankungen, Parkinson und Diabetes revolutionieren. Kurz gesagt, Wearables können im Gesundheitsmanagement erhebliche Vorteile bringen. Die Fragen der Sicherheit, Ethik und Akzeptanz durch den Benutzer bleiben jedoch weiterhin bestehen. Auch der Ausbau des 5G-Netzes wird eine große Rolle bei der Datenmenge spielen, die gleichzeitig an zahlreiche Krankenhausgeräte übertragen werden kann.
Schutz für zuverlässige Leistungsfähigkeit
Wenn man sich diese Entwicklungen ansieht, gibt es im Allgemeinen zwei große Herausforderungen bei der Entwicklung von Wearables: Erstens, wird sich das Gerät wie erwartet verhalten, mit anderen Geräten interagieren und die notwendigen Daten sammeln? Zweitens, wird das Gerät, nachdem es der für sich konzipierten Einsatzumgebung ausgesetzt ist, auch weiterhin funktionieren? Zum Beispiel muss ein Temperatursensor an einem statischen Gerät den Temperaturen in seiner unmittelbaren Umgebung und eventuell auftretenden Wärmeschocks oder Temperaturzyklen standhalten. Für Temperatursensoren in Wearables müssen hingegen zusätzlich physikalische Wechselwirkungen berücksichtigt werden. Das Gerät wird bewegt, abgenutzt, kann Stoßeinwirkungen ausgesetzt sein, eventuell gebogen und möglicherweise einer Reihe zusätzlicher Elemente ausgesetzt werden, wie z. B. Wasser oder Chemikalien. Es ist daher unbedingt erforderlich, dass solche Geräte entsprechend geschützt sind, um eine zuverlässige Leistungsfähigkeit gewährleisten zu können, wenn sie im harten praktischen Einsatz sind.
Der Schutz der freiliegenden Elektronik in Wearables kann in Form einer Vergussmasse oder eines Conformal Coatings, also durch einen Schutzlack, erfolgen. Die Vielzahl möglicher Anwendungen stellt eine weitere Herausforderung dar, nämlich die Auswahl des am besten geeigneten Schutzmaterials. Wie wir bereits festgestellt haben, sammeln Wearables Daten und übertragen diese entweder direkt an ein anderes Gerät oder System oder auch über einen Sensor, um Änderungen der angehäuften Informationen aufzuzeichnen. Diese Verbindung zu anderen Geräten ist über Funkwellen möglich, weshalb das ausgewählte Schutzmaterial eine störungsfreie Übertragung von HF-Signalen realisieren muss. Darüber hinaus sind die Umgebungsbedingungen und die allgemeine Verwendung des Geräts zu berücksichtigen, um ein vollständiges Bild seiner Lebensdauer zu erhalten.
Für ein besseres Verständnis der zu erwartenden Leistungsfähigkeit und zur Vereinfachung des Auswahlprozesses können Erfahrungen aus anderen Industriezweigen und Technologien herangezogen werden. Denken wir beispielsweise an ein tragbares Gerät für einen Schwimmathleten zur Überwachung von Herzfrequenz sowie allgemeinen Gesundheitszustand im Pool, wird sofort klar, dass dieses Gerät im Wasser noch funktionsfähig sein sollte. Jegliche Temperaturänderungen sind minimal jedoch sehr schnell, und die Häufigkeit und Dauer des Eintauchens des Geräts in Wasser sind unbekannt. Es ist daher eine vernünftige Annahme, dass das Gerät beim Eintauchen in Wasser ständig betriebsbereit sein muss. Diese Anwendung kann mit der einer Sonarboje verglichen werden, die in Schiffsanwendungen verwendet wird, bei denen Sensoren zum Einsatz kommen, um wichtige Informationen über die Meeresumwelt bereitzustellen. In diesem Fall muss das Gerät ein HF-Signal senden und auch bei dauerhaftem Eintauchen in Salzwasser einwandfrei funktionieren, ähnlich den Anforderungen an den Fitnesstracker des Schwimmers. Ortungsgeräte, die an Meeres- oder Flussbewohnern verwendet werden, um Gewohnheiten und Verhalten zu studieren, müssen eine ähnliche Betrachtung erfahren.
Richtige Materialauswahl ist entscheidend
Als Unternehmen nutzt und vergleicht Electrolube effektiv die Informationen und Kenntnisse aus anderen Bereichen. Beispielsweise ist Salzwasser im Allgemeinen ätzender, als das in einem Schwimmbad vorkommende Wasser. Daher geben die Anwendungserfahrungen aus dem Projekt der Sonarbojen verlässliche Hinweise auf die mögliche Leistung eines Geräts, das mit einer geeigneten Vergussmasse in einer ähnlichen, aber aggressiveren Umgebung geschützt ist.
Dies ist offensichtlich nur ein Beispiel für viele verschiedene Punkte, die berücksichtigt werden müssen, wie z. B. der Grad der Flexibilität und Festigkeit des Geräts, der Betriebstemperaturbereich und die Möglichkeit, dass Chemikalien mit dem Gerät in Kontakt kommen, sind mögliche weitere Faktoren, die bei der Auswahl berücksichtigt werden müssen. Die zu berücksichtigenden Materialeigenschaften, die Notwendigkeit der Informationsübertragung und weitere Eigenschaften, wie die Dielektrizitätskonstante, Salznebelbeständigkeit, (Shore-) Härte und die Bruchdehnung, können für die Auswahl des zu testenden Materials herangezogen werden.
Selbstverständlich hat jede Anwendung für Wearables ihre eigenen Kriterien in Bezug auf Leistung, Umgebung und erwartete Verwendung. In jedem Fall ist Zuverlässigkeit und Funktionsgenauigkeit ein wichtiges Kriterium. Unabhängig von der Anwendung ist der Markt für Wearables definitiv ein heißes Thema, und derzeit prägt Technologie unser Leben mehr denn je. Arbeiten im Homeoffice und, vielleicht noch wichtiger, das Unterrichten zuhause verändern sich vor unseren Augen. Technologien wie Podcasts, Videos, die Methoden des „umgedrehten Unterrichts“ (auch flipped classroom genannt) sowie die Vielzahl von Apps, Spielen, virtuelle und erweiterte Realität (VR / AR) sowie andere Simulationen, die auf tragbaren Geräten verfügbar sind werden Teil des Bildungssystems, dem die junge Generation entgegensieht.
Das Konzept und die Neuentwicklungen auf diesem Gebiet werden sich auch in Zukunft fortsetzen. Mit der Vielzahl der möglichen Geräte werden vielfältige Anforderungen einhergehen, die den Bedarf an geeigneten Schutzmaterialien definieren werden. Der Bereich der Wearables entwickelte sich, um alltägliche Aufgaben zu vereinfachen und besser in unser Leben zu integrieren. Diese Technologie wird verschiedene Interaktions- und Kommunikationsmethoden fördern, unsere Mobilität in der elektronischen Welt erneut steigern und somit die Beziehungen und Kooperationen in diesem Bereich weiter verbessern.
