Ultimativer Leitfaden zu Wearable Electronics: Technologie, Trends & Anwendungen

Was ist Wearable Technology?

Wearable Technology lässt sich leicht als Kategorie von Technologiegeräten beschreiben, die Sie tragen können, was oft die Verfolgung von Informationen zu Gesundheit und Fitness einschließt.

Wearable Technology bezeichnet elektronische Geräte, die Sie in tragbare Gegenstände integrieren, die eine Person tragen kann, wie Smartwatch, Fitness-Tracker, Smart Eyewear, Smart Clothing usw. Diese Wearables werden täglich genutzt, um Informationen zu verfolgen. Gleich nach dem Aufkommen von Smartphones ist Wearable Technology das nächste große Ding in der Industrie.

1.1 Die Technologie in Wearable Electronics

Die Veränderungen in der Elektronik begannen mit Größenverbesserungen, die durch Batterietechnologie, Leistung, Speicher, Portabilität und andere Technologien gefördert wurden. „Schrumpfung von Computern, Displays und anderer Ausrüstung haben die heutigen ‚Rigs‘, die von Wearable-Computer-Pionieren getragen werden, kleiner und komfortabler gemacht als frühere Versionen.“ (Weiss, 1999). Im Laufe der Zeit begannen viele Unternehmen, Chips zu entwickeln, die Milliarden von Transistoren aufweisen konnten, die wesentlichen Elemente der Computerwelt.

Der nächste Meilenstein waren die verwendeten Sensoren. Diese Sensoren können auf Veränderungen in bestimmten Umgebungsvariablen mit 적절한 und präzisen Ausgaben reagieren. Diese Variablen reichen von Audio (Sprache und Musik) über Visual (Licht und Farbe) bis hin zu Mechanik (Tasten und Tastaturen).

1.2 Wearable Electronics – Verschiedene Arten von Wearable Electronics, die heute auf dem Markt erhältlich sind!

Wearable Electronics werden im Verbrauchermarkt immer beliebter und decken Bereiche wie Fitness- und Gesundheitstechnik, Kommunikation und Innovationen ab, die wir uns nur vorstellen konnten. Nachfolgend eine Übersicht der Vielfalt an Wearable Electronics und der dahinterstehenden Technologie.

• Smart Watches: Nicht nur Zeitanzeige; sie liefern Benachrichtigungen bei Verbindung mit Smartphones, wie Anrufe, Nachrichten, Social-Media-Updates, E-Mails usw.
• Fitness Tracker: Überwachen die Herzfrequenz kontinuierlich und zählen die Schritte des Nutzers über einen Zeitraum. Das Gerät nutzt die gesammelten Daten, um die verbrannten Kalorien nach dem Training zu bestimmen.
• Smart Clothing: Um modischer und präsentabler zu wirken, werden intelligente elektronische Geräte in Kleidung integriert.
• Smart Jewelry: Heutzutage fertigen Hersteller Smartwatches als Schmuck für Frauen, die den Nutzer über Anrufe, Texte oder E-Mails benachrichtigen, wenn das Telefon außer Reichweite ist.
• Sport Watches: Speziell für Athleten in Sportarten wie Laufen, Schwimmen, Radfahren etc. konzipiert. Diese Uhren verfügen über GPS-Tracker und bieten Informationen zu Geschwindigkeit, Herzfrequenz usw.
• Implantierbare Elektronik: Eine weitere Technologieebene, bei der diese Wearables chirurgisch unter die menschliche Haut implantiert werden. Klinisches Personal empfiehlt diese für medizinische Zwecke, wie Insulin-Überwachung und Verhütung.
• Head-Mounted Display: Wenn Sie diese Geräte tragen, versetzen sie Sie in die Welt der virtuellen Realität.

Der Anwendungsbereich von Wearable Technology

Der Produkt- und Verbraucherbereich von Wearable Technology wird extrem breit, da immer mehr Branchen, sowohl öffentlicher als auch privater Sektor, mehr in technologische Innovationen als Werkzeug zur Verbesserung ihres Arbeitsfeldes investieren. Zu den verschiedenen Aspekten, die in jüngster Zeit in die Revolution einbezogen wurden, gehören:

• Telekommunikation
• Robotik
• Mode
• Gesundheitswesen
• Akademie
• Unterhaltung
• Landwirtschaft
• Finanzen
• Sport
• Konsumgüter
• Militär
• Einzelhandel

Als Ergebnis der enormen Entwicklung in der Technologie, besonders in den Bereichen Informatik und Elektrotechnik, wird Wearable Electronics zu einer weit verbreiteten und schnell wachsenden Industrie. Der Marktwert wird voraussichtlich in den nächsten zehn Jahren 70 Milliarden Dollar erreichen. Es ist auch offensichtlich, dass sich die Wearable-Gegenstücke mit fortschreitender Elektronik und Informatik उसी Faden folgen werden. Es besteht eine hohe Tendenz, dass die Industrie langfristig Wearable Electronics in den Alltag der Verbraucher integrieren wird. Folglich wird ein hoher Bedarf an weiteren Unternehmen bestehen, die in diesen Bereich investieren.

Wesentliche Herausforderungen beim PCB-Design für Wearable Electronics

Es ist kein Geheimnis, dass intelligente und kosteneffiziente Leiterplattendesigns der Schlüssel zum Erfolg von Wearable Electronics sind. Das Design von PCBs für Wearable Electronics ist jedoch nicht so einfach, wie es scheint. Es gibt einige Dinge zu beachten, die nicht unbedingt für Standard-Elektronik gelten. Hier bringen wir Ihnen einige der Herausforderungen beim Design von PCBs für Wearable Electronics. Es können körperbezogene oder technische Herausforderungen sein.

1. Größe und Form

Natürlich wissen Sie wahrscheinlich schon, dass ein Hauptunterschied zwischen herkömmlicher Elektronik und Wearable Electronics die Größe ist. Sie müssen die Größe minimieren und gleichzeitig dieselbe Funktionalität beibehalten, was keine leichte Aufgabe ist. Zudem müssen Sie die Form für den vorgesehenen Zweck gut geeignet halten.

2. Platinenmaterial (Board Material)

Sie erwarten keine nennenswerte Verwendung traditioneller Materialien beim Bau einer PCB für ein Wearable Electronic; Sie müssen anspruchsvolle und scheinbar subtile Elemente wie Stoff, Mesh, Rigid-Flex-Materialien verwenden. Folglich erfordert dies einen Profi oder jemanden mit gutem Wissen darüber, um sie zu bedienen und einzusetzen.

3. Wearable Electronics – Stromversorgung (Power)

Eine große Anzahl von Wearable Electronics nutzt Batteriezellen als Stromquelle. Aufgrund der Größe des elektronischen Geräts muss die Batterie auch kleiner sein, und das Ziel ist, den Stromverbrauch so gering wie möglich zu halten, während gleichzeitig dieselbe Effizienz geliefert wird.

4. Wearable Electronics – Konnektivität (Connectivity)

Es gibt eine offensichtliche Zunahme der Nachfrage nach Modulen, die erhöhte Konnektivität bieten (wie Bluetooth, Infrarot, Wi-Fi etc.) für elektronische Geräte in den letzten Jahrzehnten. Und Platz für diese Module auf der Platine zu finden, kann bei Wearable Electronics eine kleine Herausforderung sein.

5. Antennen-Design (Antenna Design)

Der menschliche Körper kann elektrische Energie effizient dissipieren, daher kann das Design von Antennen für Wearable Electronics in unmittelbarer Nähe kompliziert sein.

6. Wearable Electronics – Feuchtigkeit (Humidity)

Ein weiterer entscheidender Faktor, da der menschliche Körper einen Feuchtigkeitsgrad abgibt, der Ihre Wearable Electronics beschädigen kann, wenn Sie keine spezifischen Maßnahmen ergreifen.

Die Auswirkungen von Wearable Electronics auf die Gesellschaft

Sehen wir uns zuerst einige Statistiken an:

• Die Bewertung von Wearable Electronics sprang von 6,3 Millionen Dollar 2010 auf 5,1 Milliarden Dollar 2014 und wurde geschätzt, 2018 12,6 Milliarden Dollar zu überschreiten – bedeutet, viel mehr Menschen greifen darauf zu.
• Der Bericht sagt, 71 % der Amerikaner geben zu, dass Wearable Technology ihre Gesundheit verbessert hat.
• Laut Rackspace sagen 54 % der Amerikaner und 46 % der Briten, dass Wearable Technology ihr Selbstvertrauen gestärkt hat.
• Seit 2009 haben Wearable-Tech-Startups bis zu 500 Millionen Dollar von Investoren erhalten, die die globale Wirkung dieser Wearable Electronics sehen. (Quelle: Shieber)

Eine Studie zielte auf den jüngsten Anstoß ab, Wearable Electronics zur Verbesserung und Optimierung von Training einzusetzen. Verschiedene Sensoren wurden an eine Gruppe einzelner Läufer angebracht. Sie beobachteten, dass die über Zeit erfassten und aufgezeichneten Daten den Läufern in der Studie helfen und ihre Laufähigkeit verbessern würden, da es ihnen die Chance gibt, an ihren Schwächen oder Bereichen zu arbeiten, in denen sie schwach sind.

Auch in medizinischen Anwendungen wurden Wearable Electronics breit empfohlen, da dies ein Mittel zur Überwachung und Verwaltung von Patienten-Gesundheitszuständen sein könnte. Die Nutzung einer Smartwatch, die mit einem Herzmonitor verbunden ist, könnte dem Arzt ein ständiges Überwachungsverfahren der Patientengesundheit ermöglichen und ihn über jeden dringenden Notfall informieren.

Eine weitere nützliche Anwendung von Wearable Electronics heute ist der ständige und einfache Zugang zu Informationen und Computertechnologie. Das einundzwanzigste Jahrhundert wurde global als Informationszeitalter bezeichnet, in dem Sie mit der globalen Welt verbunden bleiben müssen, um informiert zu sein und die Dinge um Sie herum kennenzulernen. Daher ist es das fundamentale Ziel vieler Wearable-Tech-Unternehmen, ob groß oder klein, Informationen an die Fingerspitzen der Verbraucher zu bringen.

Wearable Electronics – Vor- und Nachteile der Wearable Technology

Vorteile (Pros)

• Freihändige Erfahrung: Ermöglicht Benutzern, Anrufe zu tätigen oder Nachrichten zu senden, während die Hände frei bleiben. Zum Beispiel können Sie fahren und gleichzeitig telefonieren. Es bietet auch visuelle Unterstützung.
• Bequemlichkeit und Portabilität: Ermöglichen sofortigen Zugriff auf Informationen, und Nutzer können sie mit vielen zugänglichen Informationen herumtragen.
• Höhere Genauigkeit: Im medizinischen Sektor liefern Wearable Electronics präzise Daten zur Patientengesundheit, da sie jeden Detail überwachen und aufzeichnen. Eine spezifischere Bestimmung von Symptomen, Nebenwirkungen und vielem mehr ist durch deren Einsatz möglich.
• Verbesserte Effizienz: Studien zeigen, dass Wearable Electronics helfen, die Effizienz von Personal zu steigern, wie z. B. eines Arztes bei der Diagnose eines Patienten.
• Verbesserte Produktivität: Aus gesteigerter Effizienz resultierend, helfen Wearable Electronics, Workflows zu straffen und das Produktivitätsniveau zu erhöhen.
• Personalisierte Informationen: Verschiedene Wearable Electronics helfen, wertvolle Informationen zu speichern und bereitzustellen, die Sie zu jedem Zeitpunkt benötigen könnten.
• Verbesserte Entscheidungsfindung: Unterstützen auch bei Entscheidungen, da sie Fakten und Zahlen zu Gesundheit und anderen Lebensaspekten liefern.

Nachteile (Cons)

• Sicherheit: Elektronische Aufzeichnungen werfen potenzielle Datenschutzbedenken auf, die zu unbefugtem Zugriff auf gespeicherte Informationen führen können.
• App-Zuverlässigkeit: Zuverlässigkeit kann ein Anliegen sein, da noch mehr Verbesserung nötig ist bei wearable electronic devices.
• Batterielebensdauer: Wie oben diskutiert, ist dies eine der entscheidendsten Herausforderungen bei Wearable Technologies. Die meisten Wearables arbeiten mit Smartphones und müssen kontinuierlich geladen werden, um am Leben zu bleiben.
• App-Integration: Das Hinzufügen oder Aktualisieren von Funktionen in Wearable Electronics kann ein mühsamer Prozess sein und professionelle Aufmerksamkeit erfordern.
• Kapazität: Die Speicherkapazität könnte ein erhebliches Anliegen für Wearable Electronics sein, da möglicherweise nicht genug Platz ist, um alles zu speichern, was Sie auf einmal benötigen.
• Ablenkung: So nützlich sie in der heutigen Gesellschaft sind, können sie eine Quelle der Ablenkung für Mitarbeiter sein, was zu Unterbrechungen in ihrer Produktivität führt.

Fazit

Wearable Electronics wird im Leben alltäglicher Verbraucher immer dominanter. Mit dem Aufkommen weiterer Innovationen im Bereich Wearable Electronics erfahren Verbraucher, wie diese Wearable Electronics ihr Leben beeinflussen und verbessern können.

Das Design von Leiterplatten kann für jeden Designingenieur schwierig sein, da dieselben Regeln für reguläre Elektronik nicht zwingend für Wearable Electronics gelten. Deshalb sind PCB-Ingenieure und -Unternehmen sich der Schwierigkeiten und Probleme bewusst, die gelöst werden müssen, und arbeiten daran, diese Herausforderungen leicht zu überwinden, um für verschiedene Zwecke am Markt eine geeignete PCB zu erstellen.