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Wearables. Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten

Akademische Arbeit 2018 16 Seiten

Medien / Kommunikation - Multimedia, Internet, neue Technologien

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung

2. Begriffliche Definitionen und theoretische Grundlagen
2.1. Begriffsdefinition
2.1.1. Wearable
2.1.2. Sensoren
2.1.3. Virtual Reality / Virtuelle Realität
2.1.4. Augmented Reality / Erweiterte Realität
2.2. Kategorisierung und theoretische Grundlagen von Wearables
2.2.1. Activity Tracker
2.2.2. Smartwatches
2.2.3. Datenbrillen
2.2.3.1. Augmented Reality Datenbrillen
2.2.3.2. Virtual Reality Datenbrillen
2.2.4. Smart Kleidung

3. Einsatzmöglichkeiten von Wearables
3.1. Human Enhancement
3.2. Medizin und Pflege
3.3. Zukünftige Einsatzmöglichkeiten

4. Zusammenfassung und Fazit

Literaturverzeichnis

Internet-Quellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Apple Watch mit Ansicht von innen

Abbildung 2 Datenbrille - Google Glass

Abbildung 3 Optische Funktionsweise der VR Brille

Abbildung 4 Mitsufuji Smartwear

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 Funktionen der Apple Watch Series 3

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Ziel dieses Assignments ist es, den Lesern eine Gesamtübersicht der Thematik Wearables zu ermöglichen. Dies beinhaltet sowohl die Funktionsweise als auch die Einsatzmöglichkeiten.

Das Assignment einleitend werden notwendige Begriffe definiert. Für die Erörterung der einzelnen Wearable Arten erfolgt eine Thematisierung der Kategorien Datenbrillen, Activity Tracker, Smartwatches und Smart Kleidung. Dies beinhaltet sowohl deren Funktionen als auch die Funktionsweise der Geräte im Allgemeinen. Dem anschließend erfolgt eine Erläuterung der Funktions- bzw. Einsatzmöglichkeiten anhand ausgewählter Themengebiete und einzelner Produkte. Eine Betrachtung beruht in diesem Kontext vorwiegend auf den Bereichen Medizin und Gesundheit. Die abschließende Stellungnahme zum Umgang mit Wearables umfasst eine kritische Selbstreflexion vor allem zur Problematik Selbstbestimmung und Umgang mit eigenen Daten ein.

Für das Assignment erfolgt eine festgelegte Abgrenzung des Themas. Es werden zum Zwecke des Überblick-Charakters keine technischen Details und Funktionsweisen einzelner Computer und Wearable Komponenten erörtert. Darüber hinaus können aufgrund der thematischen Vielfalt nicht alle Kategorien und Produkte in diesem Assignment berücksichtigt werden. Je nach Herstel 1er und innovativen Fortschritt sind Abweichungen und Besonderheiten von Kategorien und Produkten möglich.

2. Begriffliche Definitionen und theoretische Grundlagen

2.1. Begriffsdefinition

2.1.1. Wearable

Der Begriff ״Wearable“ bedeutet aus dem Englischen übersetzt ״tragbar. Jedoch sind nach heutigem Verständnis nicht alle Gegenstände die tragbar sind gleichzeitig auch ״Wearables“. Verschiedene Quellen definieren hierzu ״Wearable(s)“ oderauch ״Wearable Computing“ aus Sicht der Technik als ein sich unmittelbar am Körper oder an der Kleidung getragenes Computersystem[1]. Diese i.d.R. aus Kombinationen bereits vorhandener Gegenstände mit Kleinstrechnern.

2.1.2. Sensoren

Sensoren ermöglichen technischen Systemen quantitative und qualitative Messungen der Umwelt. Durch Einsatz Naturwissenschaftlicher Gesetze, werden nichtelektrische Eingangssignale in elektrische Signale umgewandelt. Dabei können sowohl physikalische, chemische, klimatische, biologische als auch medizinische Daten gemessen werden. Bei der Umwandlung können u.a. Geschwindigkeiten, Beschleunigungen (physikalisch), Temperaturen (klimatisch) und Puls Werte (medizinisch) ermittelt werden[2].

2.1.3. Virtual Reality / Virtuelle Realität

Virtual Reality (VR) ist die computergesteuerte Generierung einer künstlichen Wirklichkeit mit Bild und in vielen Fällen auch Ton. Die künstliche Realität kann für den Anwender sowohl über sog. Datenbrillen als auch Großbildleinwände dargestellt werden[3].

2.1.4. Augmented Reality / Erweiterte Realität

Entgegen der rein künstlich generierten Wirklichkeit stellt Augmented Reality die Erweiterung der aktuellen Wirklichkeit durch virtuelle Aspekte dar. Kameragestützte Live­Aufnahmen auf vorwiegend mobilen Geräten werden somit durch Informationen angereichert[4]

2.2. Kategorisierung und theoretische Grundlagen von Wearables 2.2.1. Activity Tracker

Activity Tracker - bzw. Fitness Tracker - bezeichnen elektronische Geräte, die Vitalfunktionen des Anwenders und dessen Aktivitäten überwachen[5]. Sie können sowohl durch Armbändern am Flandgelenk als auch durch Clips oder Anhänger am Körper getragen werden[6].

Ziel von Activity Trackern ist die Protokollierung des körperlichen Zustandes. Sportliche Aktivitäten, Gesundheits-Zustände und der Schlaf-Rhythmus können hierbei über
verschiedene integrierte Sensoren erfasst werden[7]. Ebenso ist es mit heutigen Geräten möglich die tägliche Mahlzeiten-, Snack- und Getränke-Einnahme manuell zu erfassen. Hierzu protokolliert der Anwender über die Menüstruktur das zu erfassende Lebensmittel und dessen Kaloriengehalt. Die Grundvoraussetzung hierfür ist jedoch ein integriertes Display und ein Betriebssystem, das die Funktion unterstützt.

Die erfassten Daten können auf dem internen Speicher gesichert werden oder auf externe Endgeräte wie Smartphones, Laptops oder Tablets übertragen werden. Je nach Herstellermodell kann eine Auswertung auf Webseiten oder der lokalen App erfolgen.

2.2.2. Smartwatches

Smartwatches sind digitale Armbanduhren, die über ein berührungsempfindliches Display verfügen. Sie verbinden das Konzept der herkömmlichen Armbanduhr mit dem eines Smartphones und bilden die Kategorie der Smartwatches.

Der Grundaufbau vereinigt Komponente eines Rechners oder Smartphones in einem weit aus kleinerem Gehäuse. Die Form des Gehäuses bestimmt hierbei maßgebend die Form des Displays und kann sowohl rund, eckig, flach oder gebogen ausfallen[8].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 Apple Watch mit Ansicht von innen[9]

Im Allgemeinen ähneln Smartwatches den Activity Trackern, besitzen jedoch einen größeren Funktionsumfang. Während sich bei Activity Trackern die Protokollierung des Gesundheitszustandes und der Aktivität im Mittelpunkt befinden, werden diese bei Smartwatches um Social Media Aspekte und Lifestyle erweitert.

Anhand der in Abbildung 1 dargestellten Apple Watch des Herstellers Apple erfolgt eine Erörterung der möglichen Funktionen. Die Verwendung der Apple Watch und von Smartwatches im Allgemeinen, basiert derzeit noch zum größten Teil auf der Kopplung mit Smartphones. Eine Anbindung erfolgt hierbei durch physische Annäherung an das Gerät (NFC) oder per Bluetooth. Nach erfolgreicher Kopplung können Applikationen (Apps) von dem verbundenen Smartphone bezogen werden. Dies erfolgt über den App­Store des Herstellers.

Zur Verwendung legt der Anwender die Smartwatch wie eine reguläre Armbanduhr an. Ein Drehen des Handgelenks wechselt den Aktivitätsmodus zwischen Ruhezustand und Uhrenmodus. Durch betätigen des Drehknopfes (auch digitale Krone genannt) an der Gehäuseseite wird ein Menü aufgerufen. Dort können installierte Apps ausgewählt und verwendet werden[10]. Ihre Funktionen umfasst die Ausgabe von optischen, akustischen und haptischen Inhalten[11].

Im nachstehenden werden einzelne Funktionen und Funktionsgruppen der Apple Watch Series 3 tabellarisch aufgelistet:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1 Funktionen der Apple Watch Series 3

2.2.3. Datenbrillen

2.2.3.1. Augmented Reality Datenbrillen

Unter dem Begriff Datenbrillen werden Peripheriegeräte mit integrierten Kleinstrechnern bezeichnet, die auf oder am Kopf getragen werden[12] [13]. Es wird hierbei zwischen Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) und Mixed Reality (MR) unterschieden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 Datenbrille - Google G/ass[13]

Augmented Reality (AR) stellt die Erweiterung der Realität dar. Es existieren sowohl Datenbrillen mit durchsichtigen Prismen als auch fernglasähnlichen Produkte zur Umsetzung von AR. Wie in Abbildung 2[14] dargestellt, wird als repräsentatives Beispiel die Datenbrille des Herstellers Google behandelt. Dieses Endgerät verfügt über durchsichtige Gläser mit einem Prisma im oberen Bereich des Sichtfeldes. Das in das Gehäuse integrierte Computermodul verarbeitet Informationen und stellt diese auf visuelle und auditive Weise dar. Ausgehende Audiosignale werden über den Schädelknochen weitergeleitet und vom Innenohr empfangen. Durch die Verwendung des Körpers bzw. des Knochens als Audioleiter ist ein Mithören von Gesprächen nicht möglich[15].

Eine Darstellung visueller Inhalte erfolgt auf einer Display-Prisma-Einheit. Hierbei befindet sich das Display im 90° Winkel zum Auge und leitet das Licht mit Hilfe des Prismas um. Inhalte können dadurch unmittelbar im Blickfeld wahrgenommen werden.

Interaktionen der Datenbrille mit dem Anwender und dessen Umwelt erfolgen über verschiedene Interfaces. Dies sind Schnittstellen ״zwischen einem Softwareprodukt und dem Endbenutzer [...] (z.B. Führung des Benutzers, Möglichkeiten des Benutzers, selbst initiativ zu werden, Menütechnik, Maske)“''[6]. Dem Anwender ist es hierbei möglich direkte Interaktionen über eine Touch-Oberfläche zu tätigen. Unterstützend registriert eine zur Umwelt und eine auf die Augen gerichtete Kamera die Interaktion zwischen Anwender und Datenbrille. Die erfassten Informationen werden an das Computermodul zur Datenverarbeitung weitergeleitet[16] [17]. Durch die Registrierung der Umwelt durch die Kamera und die Verschmelzung digitaler Inhalte mit der eigenen visuellen Wahrnehmung wird eine Erweiterung der Wirklichkeit erzielt.

2.2.3.2. Virtual Reality Datenbrillen

Ein weiterer Forschungs- und Entwicklungsansatz im Bereich Datenbrillen besteht in der Realisierung von Virtual Reality Datenbrillen. Diese verzichten größtenteils auf die Einbindung der Realität und konzentrieren sich auf die Erschaffung künstlicher Welten.

Entgegen durchsichtiger Brillengläser, umschließt dieser Typ von Datenbrillen den visuellen Bereich des Anwenders komplett und projiziert videogestützte Inhalte über ein Display[18] [19]. Das Display kann hierbei sowohl ein fest integriertes Display (Build-In) als auch ein Smartphone sein, das per Halterung am Kopf befestigt wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 Optische Funktionsweise der VR Brille[19]

Zur Interaktion mit der virtuellen Umgebung können verschiedene Steuerungsmethoden verwendet werden. Integrierte Bewegungs-, Neigungs- und Beschleunigungssensoren, sowie externe Steuerungen durch Eingabegeräten (Controllern) ermöglichen dies. Bei der Verwendung von Sensoren ahmt die Datenbrille die Bewegungen des Anwenders nach und setzt diese in der VR um.

[...]


[1] Vgl. Duden Online: Wearable, URL: https://www.duden.de/node/853889/revisions/1664778/view (Stand: 28.04.2018).

[2] Vgl. Hering und Schönfelder, Wiesbaden 2018: Sensoren in Wissenschaft und Technik, s. 1.

[3] Vgl. Oliver Bendel, Fachhochschule Nordwestschweiz 2017: Virtuelle Realität als Lernumgebung, s. 18-19.

[4] Vgl.Daniel Markgraf: Augmented Reality, URL: https://wirtschaftslexikon.gabier.de/definition/augmented-reality- 53628/version-276701 (Stand: 28.04.2018).

[5] Vgl.Samsung Electronics GmbH: Activity Tracker EI-AN900ABEGWW, URL: http://www.samsung.com/uk/mobile- accessories/activity-tracker-an900/ (Stand: 28.04.2018).

[6] Vgl. Dictionary.com Unabridged: Fitness Tracker, URL: http://www.dictionary.com/browse/fitness-tracker (Stand: 28.04.2018).

[7] Vgl. Hering und Schönfelder, Wiesbaden 2018: Sensoren in Wissenschaft und Technik, s. 1.

[8] Vgl. Oliver Bendel, Wiesbaden 2018: Smartwatch, URL: https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/smartwatch- 54075/version-277129 (Stand: 28.04.2018).

[9] Abbildung 1 Apple Watch mit Ansicht von innen (Eigene Abbildung)

[10] Vgl. Apple Inc.: Apple Watch-Benutzerhandbuch, URL: https://itunes.apple.com/de/book/apple-watch- benutzerhandbuch/id988124718?mt=11 (Stand: 28.04.2018).

[11] Vgl. Franz-Rudolf Esch: Multisensualität, URL: https://wirtschaftslexikon.gabier.de/defmition/multisensualitaet- 51788/version-274939 (Stand: 28.04.2018).

[12] Vgl. Oliver Bendel, Wiesbaden 2018: Datenbrille, URL: https://wirtschaftslexikon.gabler.de/defmition/wirtschaftsinformatik-51980/version-275131 (Stand: 28.04.2018).

[13] Abbildung 2: Datenbrille - Google Glass (Heise online 2018, URL: https://www.heise.de/cVzcontenV13/13- hocmsmeta/1371106380727378/contenti mages/spo_googleglass2_aak_IG.jpg)

[14] Zota, Porteck und Sokolov, Hannover 2013: c’t 13/2013, s. 62.

[15] Vgl. Zota, Porteck und Sokolov, Hannover 2013: c’t 13/2013, s. 62.

[16] Siepermann, Markus (2018): Benutzerschnittstelle, URL: https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/benutzerschnittstelle-28365/version-251997 (Stand: 03.05.2018).

[17] Vgl. Olsson, et al., CA 2013: Patent Application Publication, Pub. N0 US 20130044042.

[18] Vgl. HTC Corporation: HTC “VIVE Business Edition VR System”, URL: https://www.vive.com/de/enterprise/ (Stand: 28.04.2018)

[19] Abbildung 3 Optische Funktionsweise der VR Brille (Eigene Abbildung)

Details

Seiten
16
Jahr
2018
ISBN (eBook)
9783668768673
ISBN (Buch)
9783668768680
Dateigröße
679 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v434896
Institution / Hochschule
AKAD University, ehem. AKAD Fachhochschule Stuttgart
Note
2,0
Schlagworte
Wearables Smarte Kleidung Smart Watch Activity Tracker Pflege Sport E-Tracker IT Health Apple VR AR Apple Watch Google Glass Mitsufuji Hamon

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Titel: Wearables. Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten