Giyim edilebilir cihazlar, hava kalitesi, sıcaklık, nem, gürültü seviyeleri, ultraviyole radyasyon ve uçucu organik sağlığımız araçlarıyla etkileşime girmenin yolunu değiştirdiler.Bu cihazlar sadece kişisel sağlık, iş güvenliği ve çevresel adalet için kritik altyapı olarak hizmet ediyor.

Gerçek Zamanlı Çevre İzlemenin Büyütmesi

Gerçek zamanlı çevre izleme, bireyler ve topluluklara kirlilik artışlarını, aşırı hava olayları, elektromanyetik radyasyon veya biyolojik tehlikeleri tespit edebilecek acil, eylemsel veriler sunar - bir kişinin aslında farklı mikroenvironments ile hareket ettikleri şeyleri ortaya koyar; Bu kişiselleştirme, özellikle de kentsel kanallarda, özellikle de trafik, veya kapalı kapalı alanlara göre değişebilir.

İşlenebilir çevre monitörleri de iş sağlığı için iş başında çalışan işçiler, madencilik, üretim, tarım ve atık yönetimi toz, toksik gazlar, gürültü ve aşırı sıcaklıklardan tehlikelerle karşı karşıya kalmaktadır. Bu parametreleri sürekli olarak takip eden giyilebilir bir cihaz, erken uyarıları, günlük maruz kalma verilerini uyumluluk için sağlayabilir ve kronik hastalıkların silücünü veya gürültü kaynaklı işitme kaybı gibi önlemeye yardımcı olur. Benzer şekilde, sporcular ve açık meraklılar UV indeksi, ısı stresi ve aşırı sıcaklıklardan faydalanır.

Bu cihazların internete (IoT) ekosistemine entegrasyonu daha da fazla etkilerini genişletebilir. Birçok giyimli ortamda toplanan veriler, yüksek çözünürlüklü kirliliği haritalarını oluşturmak için askıya alınabilir, hava kalitesi modellerini ve kentsel planlama kararlarını doğrulayın. Örneğin, [[Düzücüler[Döneticiler için yayınlanan araştırmalar).

Özel Çevre Cihazlarında Mühendislik Meydanları

Çevre parametrelerini güvenilir bir şekilde ölçen bir giyilebilir cihaz tasarlayın, ancak geri kalan önemsiz ve kullanıcı dostu önemli mühendislik zorlukları oluşturur. Bu çoklu disiplinler: sensör fiziği, mekanik tasarım, güç elektronik, kablosuz iletişim ve veri bilimi. Aşağıda birincil engelleri araştırıyoruz ve stratejileri mühendislerin onları yenmesi için çalışıyor.

Miniaturizasyon ve Form Faktörü

Sensörler, elektrokimyasal gaz sensörleri, optik parçacık sayacı veya NDIR (daha fazla kiloluk kızılötesi) CO2 sensörleri - başlangıçta laboratuvar veya endüstriyel kullanım için geliştirilmiş ve çok fazla miktarda toz sensörlerine dönüşmelidir. Birçok çevresel sensörler ve mikrofabr teknikler bu bileşenleri azaltmak için. Örneğin, metal-köksüz (MOS) gaz sensörleri, metal-köksüz (MOS) gaz sensörleri, birkaç kareye ayak izi azaltmak için çok fazla miktardaki şarj edilebilir.

Gerçek Dünya Koşullarının Ölçülmesi

Sensörler son derece değişken koşullarda çalışır: sıcaklık hızları, nem, rüzgar ve hareket tüm okumaları etkileyebilir. Örneğin, bu sorunları iki-sensor kalibrasyonu ile ilişkilendirir (yalnızca çevreye maruz kalan bir sensör kullanarak), sıcaklık ve nem tazminat modelleri ve periyodik otomatik recalibrasyon.

Güç Yönetimi ve Enerji

Sürekli çevresel izleme bataryayı hızlı bir şekilde boşaltıyor - özellikle de ısıtma gerektiren sensörler (örneğin, MOS gaz sensörleri), optik kaynaklar (parçalama sayacı), veya termoelektrik jeneratörleri (gösterme ısısı) gibi sık sık sık kullanılan teknikler tasarlar: hareketten anlamlı varyasyon elde etmek, örneğin, hava kalitesi monitörü her 1-5 dakikayı kullanarak ve sadece bir eşiğine aktarılan elektrik şarj cihazı ile şarj edilebilir bir şekilde.

Data Transmission, Security, and Privacy

Gerçek zamanlı izleme, zamanında veri aktarımı gerektirir, ancak giyilebilirler sınırlı bant genişliğine sahiptir. Çoğu cihaz, buluta daha sonra rNB-IoT ile iletişim kurmak için BLE-IoT) veya LoRaWAN daha fazla güç kullanmak zorundadır. Güvenlik, geniş alan kapsaması ve sağlık durumu için (örneğin, uzak alanlarda açık olan işçiler) ve güvenli bir şekilde güncelleme sistemleri üzerinde şifreleme sağlar.

Durability, Comfort ve Kullanıcı Kabul

Cihazların ter, yağmur, toz, etkisi ve sıcaklık aşırılarına yükseltilmeden aşırılığa dayanması gerekir.Ingress protection (IP) ratings, iç kullanım için en az IP67 olmalıdır. Malzemeler, sıklıkla şarj veya rahatsız edici bir cihaz olmalıdır - örneğin, silikon elastomerler, nefes edilebilir kumaşlar, veya esnek baskılı devreler ile işbirliği yapmak için.Ingress protection (IP) derecelendirilmiştir. Kullanıcı kabulü konfor, estetik haplar ve kullanım kolaylığı sağlar.

Anahtar Teknolojileri Enabling Wearable Environmental Sensörs

Modern giyilebilir çevresel monitörlerin yetenekleri birkaç temel teknolojiler üzerinde geri dönüyor. Aşağıda en önemli sensör yöntemleri ve elektronikleri destekliyoruz.

Miniaturized Gas Sensörs

Gaz sensörleri, üç ana kategoriye girer: [FONTD:0))) Isı iletkenliği[Döneticileri birleştirip, ısıtıcısı (Amperometri) sensörleri, bir elektrolit ile tepki verirken mevcut değişiklikleri ölçebilir; [Dönetici:2)))) Kimyasal iletkenlik (MOS)[D)[D) ısıtılırken, ısıtılabilirlik sensörleri, ısıtılabilirlik sensörleri, yüksek çözünürlükte ısıtılır.

Sıcaklık ve Nem Sensörleri

Doğru ortam sıcaklığı ve nem ölçümü dikkatli bir yerleştirme ve kalibrasyon gerektirir. Sinsirion SHT serisi veya Texas Instruments HDC serisi, I2C veya SPI arabirimleri ile tek bir çip üzerinde ısıtılır. Bu sensörler ciltten 0.2°C ve ±2 oranında doğruluk elde eder, mikroampsiyonlar da vücut ısısından izole edilir.

Kısmi Madde (PM) Sensörler

İnhalable parçacıklar (PM2.5 ve PM10) en zararlı kirleticiler arasındadır. Giysilenebilir PM sensörler genellikle ışık saçlarını kullanır: güç tüketimi ve gürültü mühendislerini optimize eden bir lazer diyotunu içerir.

Kablosuz İletişim Modülleri

Gerçek zamanlı veriler için, giyilebilir cihazlar verileri kablosuz olarak iletmeli. protokol seçimi aralığına, veri oranına, güç bütçesine ve ağ altyapısına bağlıdır. ”Ücretsiz Düşük Enerji (sol)[Dönetici için en yaygın olan 8/B) , daha yüksek bir güç için erişim sağlar (~1-10 mA’nın geçiş sırasında)

Low-Power Micro controller ve Edge Processing

Düşük güç mikrokontrolü (örneğin, Arm Cortex-M4 veya M7, ESP32 veya RISC-V tabanlı) sensörü okuma, işleme ve iletişim. Modern MCUs, derin uyku modları (mikroamps), makine öğrenimi için çok sayıda güç alan ve donanım hızlandırıcıları sunar (örneğin, onsorFlow Micro).

Esnek ve Giyilebilir Altstrates

Rahatlama ve uygunluk sağlamak için, birçok çevresel sensörler artık poliimide, PET veya tekstil iplikleri gibi esnek yüzeyler üzerinde imal edilir.Bu substratlar, elektroniklerin sensörle ilgili zorlukları ortaya çıkarır. Örneğin, bir kalabalık bileşenleri, ve nemlendirici bir antenler, yüzeylerde baskı yürütmeye veya kumaşlara uygun olarak baskı yürütmeye veya elektronikleri kullanarak baskıya uygun olarak kullanılabilir.

Uygulamaları ve Gerçek Dünya Deployments

Kullanılabilir çevresel monitörler zaten çeşitli bağlamlarda dağıtılıyor. Aşağıda birkaç belirgin uygulamayı vurguladık.

Kentsel Komünler için Kişisel Hava Kalitesi Giyilebilir

Ürünler, kullanıcıların çanta veya kemere küçük bir cihaz kliplerini indirmelerine izin verir, NO2, VOCs, sıcaklık ve nem, rota önerileri gerçek zamanlı emisyon verilerine dayanan bir akıllı telefon uygulaması ile.Bu giyilebilir cihazlar kullanarak, yayalar, daha az ankete göre yüzde 50'ye kadar maruz kalmalarını sağlar.

Endüstriyel Ayarlarda İşyeri Güvenliği Giyilebilir

Madencilikte, kimyasal bitkiler ve inşaat siteleri, yer izleme ve düşüş algılaması gibi giyilebilir ürünlerdir.(Döneticileri) veya [[Döneticileri ile birlikte (LTE-M) merkezi bir izleme istasyonu ile ilgili olarak, merkezi bir izleme istasyonu ile ilgili olarak, değiştirilebilir (IP68, LEL) bu cihazlar elektrokimyasal ve katalitik belatıcı sensörlerin bir kombinasyonunu kullanır ve hücresel ağlarla uyarıları ile iletişim kurarlar.

Urban Heat Island Citizen Science ile İzleme

Vatandaşlık bilim projeleri, bisikletler, ya da gönüllülerin kentsel ısı adalarını haritalamak için her dakika boyunca, veri daha sonra yüksek çözünürlüklü ısı haritalarını üretmek için ayarlanmış olan ısıtılmış ısı ve nemlendiricileri (örneğin, Arduino-apıcıları ve SD kartlarını kullanarak) kullanarak pahalı veri eriğinin değiştirilmesi için meydan okumalar yapılır.

Sağlık İzleme ve Exposome Research

“Oturlu” konsepti – yaşam boyunca çevresel maruziyetlerin toplamlığı – bu tür ilaçlar kullanılarak incelenen silikon örnekleyicileri kullanarak incelenir.Sings of California, Berkeley[FLT)[Döneticileri, cilt basıncı, ısı ve galvanic deri tepkisini ölçen yüksek dozda test eder.

Future Yol ve Etkisi

Bir sonraki aşınmalı çevresel monitörler daha hassas, özel, özerk ve entegre olacaktır. Birkaç alanda yapılan ilerlemeler kabul ve derin etkisi hızlandırmaya söz verir.

Nanoteknoloji ve Gelişmiş Sensing Materials

Metal dichalcogenides geçiş ve iletken polimerler oda sıcaklığında gaz algılaması için araştırılıyor, MOS sensörlerinin gücünü ortadan kaldırıyor. Nanoyapılı malzemeler, gaz adsorpsiyonları için büyük yüzey alanları sunuyor, örneğin, karmaşık çevresel analizler için elektronik olarak monte edilebilir.

Yapay Zeka ve In-Device Analytics

Ekran cihazlarda kullanılan makine öğrenme modelleri, farklı kirliliği kaynakları (örneğin, hijyen vb.) ile ilgili doğruları ve faydalıları dramatik bir şekilde geliştirebiliyor ve kullanıcılarınızın sabahları yüksek PM düzeyleri ile ilişkili olarak ilişkili olduğunu öğrenebiliyor ve daha önce manuel olarak yeniden ayarlamalarını önerebilir.

Enerji Hasat ve Genişletilmiş Battery Life

Vücut ısısından (thermoelektrik) oluşan enerji, güneş (geçmiş/outdoor), ve kinetik (önemli) sürekli olarak düşük seviyeli sensörleri birleştirebilir. Araştırma prototipleri, son zamanlarda küçük bir güneş paneli kullanarak açık ortamlarda çalışan, yüksek çözünürlükte, büyük ölçüde şarj ve daha uzun döngü yaşamı için bazı uygulamalarda bataryaları değiştiremez.

Akıllı Giyim ve Artırılmış Gerçeklikle Bütünleşme

Çevre sensörleri, sert bir kapbandın akıllı kıyafetlere ötesine geçiyor. Şirketler, kirliliğin seviyesi tehlikeli olduğunda, sensörlerin ve ayakkabıların sabit kalmasına olanak sağlıyor. Örneğin, [[Düzücükler:0)Luminorene) Akıllı gömlek, hava kalitesi sensörleri ve LED'leri, kirliliği seviyelerinin tehlikeli olduğu zaman değiştirmenin gerekli olduğu zaman renklerini birleştirir.Artırılmış gerçeklik (AR) Gözlükler, kullanıcı görüşüne göre gerçek zamanlı veriler, görüntülenebilirlik alanına doğrulayabilirler.

Politika ve Halk Sağlığı Üzerine Etkisi

Ortamlanabilir çevresel monitörlerin benimsenmesi, çevresel adalet davalarını yeniden şekillendirme potansiyeline sahiptir ve yeşil altyapıdaki yatırımları haklı çıkarabilirler, sigorta şirketleri, aşınmazlık haritaları ile düşük maruz kalan kişilere karşı yapılan indirimler sunabilirler. Halk sağlığı cephesinde, klinik veriler çevresel adalet davalarını yönetmek için kişisel maruz kalma verilerini kullanabilir ve sağlık görevlilerini hedef alabilir.

Sonuç olarak, mühendislik gerçek zamanlı çevre izleme için giyilebilir cihazlar, sensör performans, güç verimliliği, kablosuz iletişim, dayanıklılık ve kullanıcı deneyimi gerektirir.Malzeme bilimi, AI ve enerji hasat öncesi olarak, bu cihazlar daha doğru, otonom ve her gün hayata entegre olacaktır. Sonuç, herkesin kendi vücutlarında kişisel bir çevresel laboratuvar taşıyabileceği bir gelecek, sağlık, güvenlik ve çevre kirliliğini geliştiren bir gelecektir.