Gli smartwatch sono dispositivi estremamente versatili, per certi versi ancor pi\u00f9 degli smartphone. Possiamo usarli per monitorare notifiche, messaggi, chiamate, monitorare condizioni fisiche e progressi e persino giocare, anche se non \u00e8 esattamente un'esperienza brillante. Ci\u00f2 che ci interessa di pi\u00f9 \u00e8 l'analisi del corpo e le prestazioni dello smartwatch durante l'attivit\u00e0 fisica e anche durante il riposo (sonno). Tutto ci\u00f2 \u00e8 reso possibile dai sensori.<\/p>\n\n\n\n
- Un sensore di accelerazione misura l'accelerazione o la forza in tre dimensioni: x, y e z. Pu\u00f2 rilevare l'accelerazione statica (gravitazionale) e dinamica (movimento o vibrazione).<\/li>
- A differenza di un accelerometro, un giroscopio misura esclusivamente accelerazioni angolari.<\/li>
- Il sensore della frequenza cardiaca si occupa comprensibilmente della misurazione della frequenza cardiaca durante l'esercizio e a riposo.<\/li>
- Il GPS \u00e8 un sensore che utilizza i segnali satellitari per determinare la posizione dell'utente.<\/li>
- Un barometro o un sensore di pressione barometrica misura la pressione dell'aria, che pu\u00f2 essere utilizzata per determinare l'altitudine.<\/li><\/ul>\n\n\n\n
Questa \u00e8 una rappresentazione approssimativa di quali sensori sono tipicamente integrati negli smartwatch. A seconda dell'orologio, pu\u00f2 contenere anche un ECG, un sensore di profondit\u00e0, un sensore di temperatura, un magnetometro e simili. Diamo uno sguardo pi\u00f9 da vicino a come funziona ogni singolo sensore.<\/p>\n\n\n\n
![\"\"](\"\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Huawei-Watch-GT-4-Pro-test-review-9-1024x768.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\nCome contano i passi gli smartwatch? Come funzionano l'accelerometro e il giroscopio?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
10.000 passi \u00e8 il numero magico presente in quasi tutti gli smartwatch o dispositivi fitness indossabili simili. \u00c8 apparso in Giappone nel 1964 e da allora \u00e8 considerato il numero di fatto per raggiungere una salute ottimale. Se questo numero sia davvero il limite magico, non entreremo nei dettagli questa volta. Alcuni esperti concordano, mentre altri sostengono che anche un numero inferiore di passi (circa 7.000) porti a effetti simili sulla salute.<\/p>\n\n\n\n
Comunque, come fa uno smartwatch a contare i passi? Il sensore di accelerazione e il giroscopio aiutano in questo.<\/p>\n\n\n\n
L'accelerometro acquisisce vari dati, come velocit\u00e0 e accelerazione, che possono quindi essere utilizzati per vari scopi, come il calcolo della distanza percorsa (utilizzando il GPS), il ritmo medio, la lunghezza del passo e simili. Il sensore dell'accelerometro pu\u00f2 essere utilizzato anche per monitorare i ritmi del sonno, il che pu\u00f2 aiutare a identificare le crisi epilettiche. Sebbene la maggior parte degli smartwatch non disponga di questa funzionalit\u00e0, questi tipi di sensori vengono ancora utilizzati in alcuni dispositivi medici.<\/p>\n\n\n\n
La pi\u00f9 grande limitazione dei sensori di accelerazione \u00e8 il limite entro il quale possono misurare con precisione l'accelerazione. L'orologio pu\u00f2 anche avere difficolt\u00e0 a distinguere tra determinate attivit\u00e0 o gesti, quindi pu\u00f2 diventare impreciso nel conteggio dei passi. Ad esempio, se agiti le mani, alcuni sensori lo rileveranno come un passo.<\/p>\n\n\n\n
Esistono due tipi di sensori:<\/p>\n\n\n\n
- Piezoelettrico, che utilizza piccoli cristalli per eseguire misurazioni. Quando questi cristalli percepiscono una forza, cambiano e creano un segnale elettrico che comunica quanto fosse forte la forza.<\/li>
- I sensori capacitivi funzionano secondo il principio delle variazioni della capacit\u00e0 elettrica. Hanno due microstrutture che si muovono l'una verso l'altra durante l'accelerazione. Ci\u00f2 modifica la capacit\u00e0 elettrica tra di loro e il sensore rileva questo cambiamento.<\/li><\/ul>\n\n\n\n
A causa di queste caratteristiche e delle loro dimensioni ridotte, oggi i sensori sono quasi sempre presenti negli orologi intelligenti e persino nei telefoni. In breve, aiutano gli orologi intelligenti e altri dispositivi a capire come si muove l'utente (correndo, camminando, riposando, saltando...).<\/p>\n\n\n\n
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<\/a>La frequenza cardiaca viene misurata da un sensore ottico<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n ![\"Prova-Huawei-Watch-Ultimate-smart-watch-17\"](\"\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/Test-Huawei-Watch-Ultimate-pametna-ura-17-scaled.jpg\")
<\/a>Sensore ottico sul retro dell'orologio<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n Come misurano la frequenza cardiaca gli smartwatch? Come funziona il sensore ottico della frequenza cardiaca?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Infine, ti verr\u00e0 spiegato perch\u00e9 la luce verde sotto l'orologio lampeggia sempre. Gli orologi intelligenti di solito hanno un sensore ottico sul lato inferiore, che cerca di misurare la frequenza cardiaca dell'utente con l'aiuto della luce verde. Perch\u00e9 il semaforo verde? La spettroscopia \u00e8 una disciplina che si occupa dell'analisi dell'emissione di luce e altre radiazioni mediante il contatto con una determinata sostanza. Tralasciando la secca spiegazione, la cosa importante \u00e8 che la spettroscopia ci dice che il sangue assorbe la luce verde pi\u00f9 facilmente perch\u00e9 i colori rosso e verde si trovano sul lato opposto dello spettro dei colori.<\/p>\n\n\n\n
Un sensore ottico sul retro dello smartwatch rileva la luce riflessa, in modo molto simile a uno spettrometro. La differenza principale \u00e8 che negli orologi la sorgente luminosa e il rilevatore sono posti sullo stesso lato, mentre negli spettrometri sono uno di fronte all'altro. Lo svantaggio di questo layout \u00e8 che la misurazione della frequenza cardiaca pu\u00f2 essere meno precisa con gli orologi.<\/p>\n\n\n\n
La misurazione della frequenza cardiaca utilizzando la luce \u00e8 chiamata fotopletismografia. Il dispositivo misura la variazione della concentrazione dei globuli rossi quando i vasi sanguigni si espandono e si contraggono: i vasi sanguigni dilatati assorbono pi\u00f9 luce verde e i vasi sanguigni contratti assorbono meno luce verde. Il rilevatore misura la luce riflessa e l'algoritmo del software converte i cambiamenti nell'intensit\u00e0 della luce nella frequenza delle palpebre.<\/p>\n\n\n\n
Oltre ai sensori, gli orologi intelligenti pi\u00f9 recenti dispongono anche di un software avanzato che consente loro di rilevare potenziali problemi, come la fibrillazione atriale (battito cardiaco irregolare), in modo abbastanza accurato e tempestivo. Naturalmente ci sono delle deviazioni, poich\u00e9 le misurazioni possono essere influenzate da diversi fattori. Anche diverse pigmentazioni della pelle possono portare a piccole deviazioni.<\/p>\n\n\n\n
![\"\"](\"\/wp-content\/uploads\/2023\/04\/Test-Huawei-Watch-Ultimate-pametna-ura-5-scaled-e1681812857398-1024x768.jpg\")
Gli orologi pi\u00f9 recenti possono anche misurare la SpO2<\/em><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Come gli orologi intelligenti misurano la saturazione di ossigeno nel sangue (SpO2<\/sub>)?<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
SpO2 <\/sub>o la saturazione di ossigeno \u00e8 la percentuale di emoglobina nel sangue legata all'ossigeno. In altre parole, \u00e8 una misura che indica la quantit\u00e0 di ossigeno trasportato attraverso il sangue. Questa \u00e8 una delle metriche pi\u00f9 recenti trovate su smartwatch e altri dispositivi indossabili. \u00c8 anche molto efficiente dal punto di vista energetico e non influisce in modo significativo sull'autonomia delle batterie di tali dispositivi.<\/p>\n\n\n\n
Ha preso vita durante la pandemia di coronavirus quando \u00e8 stato in grado di rivelare se i livelli di ossigeno erano scesi al di sotto dei livelli raccomandati (95-100 % \u00e8 ottimale; sotto 70 % \u00e8 pericoloso per la vita). La misurazione pi\u00f9 accurata di SpO2<\/sub> avviene mediante prelievo di sangue, ma gli operatori sanitari utilizzano pi\u00f9 spesso la pulsossimetria. Sul dito o sul lobo dell'orecchio viene posizionato un dispositivo ottico che, analogamente alla misurazione della frequenza cardiaca, dirige la luce attraverso la pelle verso il rilevatore.<\/p>\n\n\n\n
Una luce verde viene utilizzata per misurare il polso, mentre SpO2 <\/sub>e rosso e infrarosso. L'emoglobina ossigenata (satura di ossigeno) assorbe la luce IR e trasmette la luce rossa, mentre l'emoglobina deossigenata trasmette la luce IR e assorbe la luce rossa. Gli orologi intelligenti misurano la SpO2 <\/sub>mediante pulsossimetria calcolando la differenza tra assorbimento IR e luce rossa. In questo modo, ad esempio, puoi scoprire se soffri di apnea notturna.<\/p>\n\n\n\n
Come funziona l'ECG su uno smartwatch?<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Uno smartwatch con funzione ECG (Apple Watch Ultra, Huawei Watch GT 4...) utilizza un sensore a elettrodo singolo per misurare l'attivit\u00e0 elettrica del cuore, situato sul lato inferiore dell'orologio. Questo tipo di ECG \u00e8 in grado di rilevare un ritmo cardiaco irregolare, ma non pu\u00f2 rilevare, ad esempio, l'ipertrofia ventricolare sinistra, che solo un ECG a 12 derivazioni pu\u00f2 rilevare. Sebbene l'ECG su uno smartwatch non possa essere accurato e informativo come un ECG a 12 derivazioni, \u00e8 comunque conveniente per l'accesso immediato ai dati sulla salute del cuore.<\/p>\n\n\n\n
Come funziona un magnetometro?<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Un magnetometro \u00e8 un dispositivo che misura le forze magnetiche. Viene utilizzato insieme ad accelerometri e giroscopi in un dispositivo chiamato unit\u00e0 di misura inerziale (IMU). Questa combinazione di sensori aiuta il dispositivo a capire come si muove e come \u00e8 orientato nello spazio.<\/p>\n\n\n\n
Un magnetometro misura l'effetto del campo magnetico terrestre sul dispositivo. Questo \u00e8 simile a ci\u00f2 che fa una bussola. Questo sfrutta il principio dell'effetto Hall, secondo il quale, se un conduttore percorso da corrente viene posto in un campo magnetico, sul conduttore viene creata una tensione perpendicolare alla corrente e al campo magnetico. Gli elettrodi nel conduttore collassano (la loro densit\u00e0 cambia) a causa del campo magnetico, determinando una lettura della tensione. Se cambiano le forze applicate, la lettura della tensione cambia proporzionalmente, indicando il valore e la direzione del campo magnetico.<\/p>\n\n\n\n
Utilizzando tutti e tre i sensori, gli smartwatch possono tracciare e interpretare meglio i movimenti di chi lo indossa. Il magnetometro aggiunge un ulteriore livello di informazioni direzionali utili per un rilevamento del movimento pi\u00f9 accurato.<\/p>\n\n\n\n
In che modo gli smartwatch utilizzano il GPS?<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Il GPS \u00e8 uno degli elementi pi\u00f9 importanti di uno smartwatch (e di un telefono). \u00c8 logicamente utilizzato per la navigazione. I dati vengono inviati a un satellite dove vengono misurate la posizione e l'ora esatte. Questo funge quindi da trasmettitore e ricevitore, trasmettendo i dati al sensore dello smartwatch e registrando la posizione. Cos\u00ec, gli orologi intelligenti, ad esempio, misurano la distanza percorsa (con l'aiuto di un sensore di accelerazione e di un giroscopio). Nel calcio, hai gi\u00e0 notato che nelle analisi viene spesso utilizzata una mappa di dove un determinato giocatore ha trascorso la maggior parte del tempo. Questo grazie al GPS, che pu\u00f2 mettere a dura prova la batteria del dispositivo indossabile.<\/p>\n\n\n\n
Come funzionano i sensori di pressione?<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
I sensori di pressione misurano la forza che agisce su qualcosa, ad esempio un dispositivo o un'attrezzatura sportiva. Esistono diversi sensori di pressione, che di solito funzionano sulla base di estensimetri o estensimetri.<\/p>\n\n\n\n
Gli smartwatch sono dotati di sensori di pressione barometrica (barometri) che misurano la pressione atmosferica nell'ambiente, consentendo di determinare l'altitudine. Possono anche aiutare a prevedere i cambiamenti meteorologici, ma questa non \u00e8 la loro funzione negli smartwatch.<\/p>\n\n\n\n
Esistono anche sensori di pressione che utilizzano questi ponti di Wheatstone, che sono un tipo speciale di circuito elettrico per rilevare i cambiamenti di resistenza. Vengono utilizzati nelle attrezzature sportive per misurare la forza di contatto sulla palla o per monitorare il movimento dei giocatori. Possono anche essere utilizzati per analizzare l\u2019andatura, ad esempio per misurare la forza esercitata su diverse parti del piede, il che pu\u00f2 aiutare a migliorare l\u2019agilit\u00e0 o ridurre il rischio di lesioni.<\/p>\n\n\n\n
Come misurano lo stress gli smartwatch? <\/h3>\n\n\n\n
Oggi, la maggior parte degli smartwatch, come la serie Samsung Galaxy Watch, utilizza la tecnologia della variabilit\u00e0 della frequenza cardiaca (HRV) per valutare lo stress. Quest'ultimo misura l'intervallo tra i battiti cardiaci ed \u00e8 importante quanto il numero di battiti al minuto nella valutazione dello stress fisiologico. L\u2019HRV \u00e8 controllato dal nostro sistema nervoso autonomo, la parte del nostro sistema nervoso che regola automaticamente la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna e la frequenza respiratoria in risposta a fattori di stress esterni. Se il livello della HRV \u00e8 basso (se ci sono differenze tra i battiti cardiaci), ci\u00f2 pu\u00f2 indicare che il nostro sistema nervoso \u00e8 in uno stato di maggiore stress. Se l\u2019HRV \u00e8 elevato (intervalli tra i battiti pi\u00f9 vari), \u00e8 pi\u00f9 probabile che siamo rilassati.<\/p>\n\n\n\n
Alcuni smartwatch (Fitbit Sense, Pixel Watch 2, ecc.) non utilizzano il metodo HRV, ma un sensore EDA dedicato, cio\u00e8 un sensore per l'attivit\u00e0 elettrodermica, che analizza i modelli di cambiamenti nella conduttivit\u00e0 elettrica della pelle causati dalla sudorazione. Tiene conto anche della HRV, della frequenza cardiaca e della temperatura cutanea. Con l'aiuto di algoritmi e del sensore EDA, gli smartwatch cercano cambiamenti improvvisi in questi indicatori, calcolano i livelli di stress e ti avvisano.<\/p>\n\n\n\n
Questi sono i principali sensori che incontrerai su uno smartwatch o altro dispositivo indossabile. Ora sai come funzionano e potrai capire meglio quando i dati sono accurati e perch\u00e9 ci sono delle deviazioni. Se desideri approfondire il funzionamento dei diversi sensori, di seguito ho elencato alcuni collegamenti a ricerche e articoli che esplorano il funzionamento di sensori e dispositivi indossabili. <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Pochi si chiedono come funzionano gli smartwatch, o meglio, come funzionano i sensori degli smartwatch. Io stesso non mi sono mai addentrato nell'argomento. Sapevo quali sensori sono solitamente integrati e avevo un'idea generale del loro funzionamento, ma non ho mai trovato la motivazione per approfondire la questione. L'idea per questo articolo [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[54,4,50,12],"tags":[474,470,472],"class_list":["post-1426","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-pametne-ure","category-racunalnistvo-telefonija","category-telefonija","category-triki-nasveti","tag-nosljive-naprave","tag-pametne-ure","tag-pametne-zapestnice"],"acf":{"subtitle":"Zelo hitro smo se navadili, da imamo na zapestju pametno uro ali zapestnico. ","heading":"","summary":"Zelo hitro smo se navadili, da imamo na zapestju pametno uro ali zapestnico. Toda le redki se vpra\u0161ajo, kako pametne ure delujejo oziroma bolje re\u010deno, kako delujejo senzorji pametnih ur. ","thumbnail_small":"https:\/\/racunalniske-novice.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Samsung-Galaxy-Watch6-test-review-11-560x315.jpg","thumbnail_large":"https:\/\/racunalniske-novice.com\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/Samsung-Galaxy-Watch6-test-review-11-768x1024.jpg","thumbnail_caption":"","gallery":"","video_gallery":null,"author":"","links":[{"title":"Raziskava o natan\u010dnosti pametnih ur pri merjenju sr\u010dnega utripa","url":"https:\/\/www.mdpi.com\/1424-8220\/23\/10\/4632"},{"title":"Kako pametna ura meri kalorije?","url":"https:\/\/www.vertexknowledge.com\/post\/how-do-smartwatches-measure-calories-tech-knowledge"},{"title":"Raziskava o tehnologiji nosljivih naprav","url":"https:\/\/www.ncbi.nlm.nih.gov\/pmc\/articles\/PMC6540270\/"}],"sources":null,"skip_language":[]},"yoast_head":"\n
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