I sistemi di rilevamento indossabili hanno importanti applicazioni in aree che vanno dai dispositivi medici al monitoraggio del fitness, offrendo il controllo in tempo reale dei segnali vitali e delle attività fisiche, migliorando la diagnostica sanitaria e promuovendo una gestione proattiva del benessere.
Negli ultimi anni, la tecnologia ha fatto passi da gigante nel campo degli indossabili, trasformando radicalmente il modo in cui interagiamo con il mondo che ci circonda. Tra le innovazioni più significative, la sensoristica indossabile si è affermata come una vera e propria rivoluzione, portando con sé nuove prospettive e opportunità per il monitoraggio della salute, il fitness e l'esperienza quotidiana.
Come si sta evolvendo il mercato della sensoristica indossabile
Il mercato dei sensori indossabili si sta evolvendo con soluzioni sensoristiche sino ad ora inimmaginabili. Ad esempio, un sensore morbido, flessibile e senza batteria è in grado di misurare con precisione un'ampia gamma di temperature utilizzando un nuovo materiale e segnali RF. Una delle metriche fondamentali acquisite da questi sensori è la temperatura. Le variazioni di calore corporeo svolgono un ruolo chiave nel rilevare la febbre, monitorare le risposte infiammatorie e contribuire alle valutazioni generali della salute. Nonostante l'importanza di questa metrica, catturarla con dispositivi indossabili non è cosa semplice. Quando si tratta di materiali flessibili per il rilevamento della temperatura, la maggior parte delle opzioni presenta un basso livello di sensibilità, il che significa che sono necessarie complesse apparecchiature di campionamento per distinguere tra le minuscole variazioni di resistenza che rappresentano la temperatura. I termistori a coefficiente di temperatura positivo (PTC), d'altra parte, sono molto sensibili, ma sfortunatamente sono in grado di rilevare solo un intervallo molto ristretto di temperature. Chiaramente, nessuna di queste soluzioni è ottimale per un dispositivo indossabile in cui le dimensioni e la discrezione sono di fondamentale importanza. Il sensore dovrà essere integrato con componenti di supporto ingombranti e costosi, oppure sarà necessario includere nel progetto molti termistori PTC per coprire un'ampia gamma di temperature. A complicare ulteriormente la questione, questi sensori richiedono in genere anche un convertitore analogico-digitale, un ricetrasmettitore wireless e altro ancora come parte del circuito di lettura. Senza dubbio, un sensore di temperatura più semplice potrebbe giovare a molti casi d'uso. I dispositivi indossabili, spesso indossati al polso sotto forma di smartwatch o bracciali, sono diventati compagni fedeli per milioni di persone in tutto il mondo. Ciò che li rende così potenti è la vasta gamma di sensori integrati che forniscono dati in tempo reale sul nostro corpo e sul nostro ambiente. Tra i sensori più comuni, troviamo il monitoraggio del battito cardiaco, l'accelerometro, il giroscopio e il GPS. Il monitoraggio del battito cardiaco è uno degli aspetti più critici della sensoristica indossabile. I moderni smartwatch sono dotati di sensori ottici che utilizzano la luce per rilevare le variazioni nel flusso sanguigno, consentendo di misurare il battito cardiaco in modo non invasivo e continuo. Questa funzione non solo fornisce informazioni importanti sulla salute cardiovascolare, ma è anche alla base di molte altre applicazioni, come il calcolo del consumo calorico durante l'attività fisica. Gli accelerometri e i giroscopi, invece, permettono ai dispositivi indossabili di monitorare i movimenti del corpo in modo preciso. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nei dispositivi fitness per tracciare l'attività fisica e le performance sportive. Grazie a tali sensori, è possibile rilevare il numero di passi, la distanza percorsa, le calorie bruciate e anche il tipo di attività svolta, che si tratti di una corsa, di una sessione di nuoto o di una passeggiata. Il GPS è un altro elemento chiave nei dispositivi indossabili, consentendo il tracciamento preciso della posizione. Si tratta di una funzionalità particolarmente apprezzata dagli appassionati di attività all'aperto, come escursionisti e ciclisti, che possono registrare i propri percorsi e visualizzare le statistiche dettagliate delle loro avventure. Il GPS è inoltre utilizzato per migliorare la precisione di altre funzioni, come il calcolo della distanza percorsa durante una corsa o una pedalata. Oltre ai sensori tradizionali, la sensoristica indossabile sta abbracciando nuove frontiere, spingendosi oltre il monitoraggio fisico per coinvolgere anche altri aspetti della nostra vita quotidiana. Sensori di temperatura, umidità e luminosità possono fornire informazioni dettagliate sul nostro ambiente circostante, consentendo un monitoraggio più completo del benessere generale. Un altro aspetto interessante è l'integrazione di sensori per il monitoraggio dello stress e della qualità del sonno. Alcuni smartwatch sono in grado di rilevare segnali fisiologici correlati allo stress, come le variazioni della frequenza cardiaca e la sudorazione della pelle. Queste informazioni possono essere utilizzate per fornire suggerimenti e consigli sulla gestione dello stress quotidiano. Per quanto riguarda il sonno, i sensori di movimento e i monitor del battito cardiaco possono fornire analisi dettagliate sulle fasi del sonno, contribuendo a migliorare la qualità del riposo notturno.
Caso di studio
Le recenti scoperte ad opera di un team guidato da ricercatori dell'Università di Glasgow potrebbero essere la svolta che il campo stava aspettando da tempo. I ricercatori hanno sviluppato un sensore di temperatura semplice e flessibile che è sensibile a un'ampia gamma di temperature e che può essere letto con un hardware minimo senza richiedere alcuna alimentazione a batteria per acquisire una misurazione. Questo sensore è sensibile a un'ampia gamma di temperature ed è composto da polidimetilsilossano (PDMS), materiale composito a matrice polimerica morbido e flessibile. Il PDMS cresce di dimensioni sotto l'influenza delle alte temperature. Questo, a sua volta, aumenta la separazione tra le microfibre di carbonio elettricamente conduttive che sono incorporate al suo interno in modo ripetibile. Tali differenze alterano la capacità del materiale di assorbire e riflettere i segnali a radiofrequenza (RF). Di conseguenza, se la superficie del materiale è esposta a una sorgente di radiazione RF, verrà riflessa, ma anche il segnale riflesso sarà modulato in modo da rilevare la temperatura del sensore. Il segnale può essere letto direttamente senza un convertitore analogico-digitale o altri componenti di pre-elaborazione sul sensore stesso. I sensori sono poco costosi da produrre e possono essere prodotti tramite un semplice processo che utilizza una serie di stampi stampati in 3D. Gli esperimenti hanno rilevato che il materiale può resistere a molte migliaia di cicli di allungamento e flessione senza degradare la sua precisione di rilevamento. Guardando al futuro, i ricercatori sperano che il prossimo lavoro li aiuti a trovare applicazioni commerciali adatte per la loro tecnologia.
In conclusione
La sensoristica indossabile sta trasformando il modo in cui viviamo e ci prendiamo cura della nostra salute. La combinazione di sensori avanzati e algoritmi intelligenti apre nuove possibilità nel monitoraggio e nell'ottimizzazione del nostro benessere. Mentre la tecnologia continua ad evolversi, possiamo aspettarci ulteriori innovazioni che renderanno gli indossabili ancora più integrati nella nostra vita quotidiana, aprendo la strada a una società sempre più connessa e consapevole della propria salute.
Riferimenti
