测体温、“翻译”手语、帮助中风病人行走!可穿戴装备有多牛?

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4月3日,正在进行“相约北京”冰上测试活动的北京五棵松体育中心运营团队通过“安芯测”App发现,这个由一千余人组成的团队中,有人发烧了。发烧的工作人员在第一时间得到了医疗检查和治疗。

“安芯测”App连接的是北京微芯边缘计算研究院研制的“腋下创可贴”,学名叫“可穿戴式体温计和疫情防控‘千里眼’系统”。测试人员只需用创可贴或皮肤贴,将智能体温计固定在腋下的皮肤上,体温数据变化都会在手机页面清晰展现,并可实现自动测量、自动上报后台。

北京微芯区块链与边缘计算机研究院研究员李鑫介绍,与传统的体温检测方式相比,可穿戴式体温计测温精度更高,可达0.05°C;功耗更低,单次充电可供连续测温10天以上,尺寸更小。

事实上,除了监测体温,可穿戴装备能做的事情比你想象的多得多。

智能手环:实时监测心率变化

如今,很多运动爱好者在进行体育锻炼时,都习惯戴上智能手环,除了掌握时间、记录步数等,还想实时监测心率,以便随时看到心率变化,对自己身体状态有所了解。那么,智能手环监测心率的原理是什么呢?

北斗健康智能手环具备体温检测功能。何超 摄

目前,常见的智能手环监测心率的方法主要有两种,一是光电透射测量法,另一种是心电信号测量法。

所谓光电透射测量法,就是心脏的规律跳动会引起血液透光率的变化,采集这种变化信息并变换为电信号,对应的就是心率信息。在手环接触皮肤的一端有发生器和光敏接收器,当发生器将一定波长的光束照射到皮肤表面时,光束将通过透射或反射方式返回光敏接收器。

皮肤、肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的,而皮肤内的血液含量在心脏泵血的作用下会呈规律性变化。当心脏收缩时血容量最多,光吸收量达到最大,此时检测到的光强度最小;而在心脏舒张时正好相反,检测到的光强度最大,使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。

第二种方法是心电信号测量法,这种方法与医院常用的心电图检测类似。人的心脏在每个心动周期中,心房、心室相继兴奋,伴随着无数心肌细胞的相继动作,从而会引起电位变化,这些生物电的变化称为心电,通过检测心电的周期性变化就可以检测到心率。每次心跳,人的体表都会有微小的电极变化,智能手环捕捉到这些电极变化,经过算法就可以还原出心率跳动的频率,实现对心率的实时监测。

“翻译”臂环:让大家“听”见手语

2017年,北京航空航天大学研究生王娜娜和清华大学研究生黄爽研发出一种专门为听障人士设计的“翻译臂环”。听障人士可以携带臂环,将手语动作翻译成语音,而正常人的语音也可以翻译成文字显示在臂环上。

听障人士在比划手势时,肌肉会发生振动,这款臂环则通过采集、识别肌电信号来识别手势。臂环上有8个传感器,其中6个是肌电传感器,还有1个陀螺仪、1个重力感应器。肌电感应就相当于肌肉运动的时候有一个振幅,通过这个采集的频率,可以分析出是哪块肌肉或哪个位置的振幅,找到相对应的手势,再通过陀螺仪和重力感应器来判定位置,最终确定手势,并将信息转化成语音。经过深度学习,臂环的识别准确度已经达到95%,未来它还可能会实现和听障人士对话、写手语字幕、完成手语教学等功能。

可穿戴柔性智能脚踝:帮助中风病人自如行走

2017年,哈佛大学科研人员研发出一种柔性超轻可穿戴智能设备,该设备能够帮助中风患者以接近自然的方式重新行走。

该装置由一条腰带、与腿套连接的腿带、光缆以及腰带上绑着的促动器构成,促动器重2.63千克,整套装置重约3.5千克。人们可以像穿衣服一样将其穿在身上,穿上之后该装置会紧贴腰腹和腿部。

可穿戴柔性智能脚踝装置可为还有部分行走能力的中风患者提供帮助。这套系统中具有带电池的小型动力装置,可以通过光缆将电能传输到鞋垫的位置,中风患者能够在前后抬腿的动作中借力并保持平衡,同时校正由于足部下垂而导致的脚趾和脚踝弯曲的问题,让他们更加自然地行走。

除了上面的智能手环、“翻译”臂环、智能脚踝,可穿戴设备正以飞快的速度发展壮大,实现更多的应用场景,为我们的生活带来更多的便利。

专家:中国科学院计算机研究所工程师敖琪、中国科学传播研究所副研究员卜勇、北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝

来源:人民网

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