Melhorando a contagem de passos com tecnologia de campo elétrico
Um novo método usando campos elétricos melhora a precisão da contagem de passos.
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Índice
- Problema com os Métodos Atuais de Contagem de passos
- Inexatidões com os Dispositivos Atuais
- Uma Nova Abordagem para Contar Passos
- Como Funciona o Novo Sensor
- Testando o Novo Método de Contagem de Passos
- Resultados dos Dispositivos Prototípicos
- Vantagens da Detecção do Campo Elétrico da Área Corporal
- Limitações da Nova Abordagem
- Direções Futuras para Pesquisa
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Contar passos é uma parte importante de acompanhar a atividade diária, principalmente pra quem se preocupa com fitness e saúde. A galera costuma usar dispositivos como smartwatches e rastreadores de fitness pra isso. Mas, contar passos só pelo pulso pode ser meio furada, já que tem vários fatores que podem atrapalhar, tipo quando a pessoa não mexe muito o braço ou quando anda em pequenos trechos.
Contagem de passos
Problema com os Métodos Atuais deA maioria dos métodos de contagem de passos depende de Sensores que medem o quanto o pulso se mexe. Isso pode dar ruim. Por exemplo, se a pessoa balança os braços sem estar andando ou se para e começa a andar toda hora, o dispositivo pode contar errado. Pesquisas mostram que muitos aparelhos precisam de vários passos contínuos pra começar a contar certo, então até uma pausa rápida pode fazer com que percam passos.
Inexatidões com os Dispositivos Atuais
Estudos mostram que muitos rastreadores de fitness populares não contam os passos com Precisão. Nos testes, os dispositivos tiveram erros maiores quando as pessoas andavam devagar ou mudavam o ritmo. Alguns dispositivos erraram mais de 50%, enquanto outros se saíram melhor em velocidades mais rápidas. Isso mostra que precisa de uma forma mais confiável de contar passos.
Uma Nova Abordagem para Contar Passos
Pra melhorar a contagem de passos, pesquisadores desenvolveram um novo método que usa o campo elétrico ao redor do corpo. Esse método é menos afetado por problemas que impactam os sensores tradicionais do pulso. O corpo gera Campos Elétricos com base no movimento, o que pode fornecer uma contagem mais precisa dos passos dados.
Como Funciona o Novo Sensor
O sistema proposto usa um sensor especial que detecta mudanças no campo elétrico ao redor do corpo enquanto a pessoa se mexe. Esse sensor consome pouca energia e pode ser usado em dois tipos de dispositivos: um no pulso e outro na orelha. Ambos os protótipos coletam dados sobre o movimento do corpo em diversas situações.
Testando o Novo Método de Contagem de Passos
Pra testar esse novo método, voluntários foram convidados a usar os dispositivos e andar em diferentes ambientes. Eles andaram num shopping, às vezes empurrando um carrinho de compras e outras vezes não. O estudo tinha como objetivo ver como o novo sensor se saía em comparação com os rastreadores de fitness tradicionais.
Resultados dos Dispositivos Prototípicos
Os resultados mostraram que os novos dispositivos tinham uma precisão de contagem de passos de 91% a 96% em diferentes situações de caminhada. Isso foi uma melhoria significativa em relação aos dispositivos convencionais de pulso. Por exemplo, enquanto os rastreadores tradicionais muitas vezes se enrolavam quando os participantes estavam empurrando o carrinho, os novos protótipos mantiveram alta precisão.
Vantagens da Detecção do Campo Elétrico da Área Corporal
Usar o campo elétrico ao redor do corpo traz várias vantagens. Primeiro, ele pode capturar mais precisamente os movimentos do usuário, mesmo em situações desafiadoras onde sensores tradicionais falham. Segundo, a posição do sensor não importa tanto porque ele consegue coletar informações de diferentes áreas do corpo, aumentando a versatilidade nos dispositivos.
Limitações da Nova Abordagem
Apesar de esse método mostrar potencial, ainda tem limitações. A precisão da detecção do campo elétrico pode variar dependendo do ambiente. Por exemplo, lugares lotados com muitos dispositivos eletrônicos podem atrapalhar a precisão. Em espaços mais tranquilos, o sensor pode pegar sinais muito fracos que não dá pra traduzir em dados claros.
Direções Futuras para Pesquisa
O objetivo é refinar ainda mais essa detecção do campo elétrico da área corporal. Uma forma de fazer isso pode ser melhorar o design do sensor pra que ele consiga detectar mudanças muito sutis no campo elétrico. Outra ideia de pesquisa poderia envolver combinar o sensor de campo elétrico com sensores de inércia existentes. Assim, pode melhorar o desempenho e a confiabilidade da contagem de passos.
Conclusão
Contar passos é essencial pra apoiar estilos de vida ativos e saudáveis. Os métodos atuais, que são basicamente baseados no movimento do pulso, têm limitações bem claras que podem levar a erros. Uma nova abordagem que utiliza o campo elétrico gerado pelo corpo oferece uma alternativa promissora. Com protótipos já mostrando melhoria na precisão, tem potencial pra grandes avanços em como medimos a atividade física. A pesquisa e desenvolvimento contínuos nessa área podem abrir caminho pra dispositivos de rastreamento de fitness mais confiáveis, ajudando os usuários a tomarem melhores decisões sobre saúde e níveis de atividade. A ideia é compartilhar os achados de pesquisa de forma aberta pra permitir mais exploração nesse campo promissor.
Título: Earable and Wrist-worn Setup for Accurate Step Counting Utilizing Body-Area Electrostatic Sensing
Resumo: Step-counting has been widely implemented in wrist-worn devices and is accepted by end users as a quantitative indicator of everyday exercise. However, existing counting approach (mostly on wrist-worn setup) lacks robustness and thus introduces inaccuracy issues in certain scenarios like brief intermittent walking bouts and random arm motions or static arm status while walking (no clear correlation of motion pattern between arm and leg). This paper proposes a low-power step-counting solution utilizing the body area electric field acquired by a novel electrostatic sensing unit, consuming only 87.3 $\mu$W of power, hoping to strengthen the robustness of current dominant solution. We designed two wearable devices for on-the-wrist and in-the-ear deployment and collected body-area electric field-derived motion signals from ten volunteers. Four walking scenarios are considered: in the parking lot/shopping center with/without pushing the shopping trolley. The step-counting accuracy from the prototypes shows better accuracy than the commercial wrist-worn devices (e.g.,96% of the wrist- and ear-worn prototype vs. 66% of the Fitbit when walking in the shopping center while pushing a shopping trolley). We finally discussed the potential and limitations of sensing body-area electric fields for wrist-worn and ear-worn step-counting and beyond.
Autores: Sizhen Bian, Rakita Strahinja, Philipp Schilk, Clénin Marc-André, Silvano Cortesi, Elio Reinschmidt, Kanika Dheman, Michele Magno
Última atualização: 2024-07-08 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2407.06186
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.06186
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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