Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Elektronika noszona

Elektronika noszona
Elektronika noszona zapoczątkowała w XVII w. jako chińskie obrączki z liczydłem.

XVII w. Chińskie obrączki z liczydłem (1) pozwalały noszącym na wykonywanie obliczeń na długo przed wynalezieniem kalkulatorów. 

1. Chińskie miniliczydełko

1907 Niemiecki wynalazca Juliusz Neubronner wymyśla protoplastkę kamery GoPro. Aby wykonywać zdjęcia lotnicze, przywiązuje do gołębi pocztowych niewielki aparat fotograficzny z mechanizmem czasowego wyzwalania (2).

2. Gołąb z miniaparatem fotograficznym

1947 W laboratoriach firmy Bell Telephone Laboratories powstaje pierwszy działający typ tranzystora ostrzowego. Zbudowali go John Bardeen oraz Walter Houser Brattain.

1952 Pierwsze komercyjne zastosowania tranzystora w urządzeniu noszonym - był to aparat słuchowy Zenith. Urządzenie zawierało trzy germanowe tranzystory firmy Raytheon.

3. Aparat Regency TR 1, fi rmy Texas Instruments

1954 Powstaje pierwszy zminiaturyzowany i przenośny odbiornik radiowy na tranzystorach - Regency TR 1, firmy Texas Instruments (3).

1958-1959 Jack Kilby buduje pierwszy układ scalony, za co w 2000 r. dostał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Nieomal równocześnie Robert Noyce rozwiązuje problem połączeń wewnętrznych w układach scalonych - uważa się powszechnie, że wpadł na pomysł układu scalonego niezależnie od Kilby’ego, ale zbudował go o kilka miesięcy później. Noyce był jednym z założycieli firm Fairchild Semiconductor oraz Intel.

1960 Pierwszym "wearable" we współczesnym tego słowa znaczeniu był przenośny komputer zbudowany przez matematyków Edwarda O. Thorpa i Claude’a Shannona. Ukryli oni w bucie urządzenie do pomiaru czasu (4), służące do dokładnego wyliczania, gdzie wyląduje kula w grze w ruletkę. Wyliczona prawdopodobna liczba była przekazywana hazardziście za pomocą fal radiowych.

4. Przenośny komputer Edwarda O. Thorpa i Claude Shannona, zainstalowany w bucie

Z dużym powodzeniem - Thorp odnotował 44-procentowy wzrost wygranych w kasynie! Próby konstruowania jeszcze dokładniejszych urządzeń tego typu podejmowali później kolejni uczeni. Doprowadziło to do wprowadzenia w 1985 r. przez stan Nevada - w którym znajduje się stolica hazardu, Las Vegas - ustawy zakazującej stosowania podobnych urządzeń.

1961 Uruchomienie seryjnej produkcji cyfrowych układów scalonych.

1971 Clive Sinclair zdobywa rozgłos i majątek, rozpoczynając sprzedaż tanich, powszechnie dostępnych kalkulatorów elektronicznych. Szybko dominuje rynek brytyjski, eksportując je również masowo za granicę.

1972 Firma Hamilton Watch Company produkuje pierwszy naręczny zegarek elektroniczny na świecie, Pulsar P1 Limited Edition (5).

5. Pulsar P1 Limited Edition

1975 Na rynku pojawia się pierwszy zegarek kalkulatorowy Pulsar. Stał się popularnym narzędziem dla miłośników technologii i nauki. Te wczesne "inteligentne" zegarki przeżywały swój rozkwit w połowie lat 80. ubiegłego wieku i choć ich popularność później spadła, wiele firm produkuje modele kalkulatorowe do dziś.

1977 Powstaje pierwszy przenośny system wizyjny dla niewidomych. Wynalazca znany jako C. C. Collins konstruuje kamerę zakładaną na głowę, która konwertowała obraz na 1024-punktową, 10-calową kwadratową matrycę dotykową noszoną na kamizelce.

1979 Firma Sony tworzy jedno z legendarnych urządzeń współczesnej cywilizacji - odtwarzacz kasetowy Walkman. Prototyp został zaprojektowany przez Akio Moritę, Masaru Ibukę i Kozo Ohsone, a jego kluczowym elementem był mechanizm przełączania trybów pracy, skonstruowany z płaskich, ale szerokich kształtek aluminiowych oraz magnezowych, które pozwalały na niewielką masę urządzenia, małe wymiary i jednocześnie dużą trwałość i odporność (6).

6. Sony Walkman Professional WM-D6C

Urządzenie to przyjęło się w latach 80. XX wieku nadspodziewanie dobrze na całym świecie, niemal całkowicie eliminując z rynku wcześniejsze modele przenośnych magnetofonów kasetowych. Oryginalna konstrukcja Sony była powielana w tysiącach wersji przez innych producentów, a nazwa "walkman" stała się synonimem małego przenośnego odtwarzacza kasetowego. Na początku lat 80. napisano o nim nawet piosenkę - "Wired for Sound", wykonywaną przez Cliffa Richarda.

Lata 80. Masowa produkcja mikroprocesorów spowodowała, że rozpoczęły się różne eksperymenty także w dziedzinie elektroniki noszonej. Za prekursora szeregu rozwiązań - m.in. okularów Google Glass - uchodzi Steve Mann, badacz i wynalazca specjalizujący się w fotografii cyfrowej. Na początku lat 80. zainicjował swój projekt EyeTap (7). Jego konstrukcje wyglądały wówczas dość niezgrabnie - w niektórych autor prezentował się niczym motocyklista z telewizorem założonym na głowę. Mann chciał jednak stworzyć maszynę, która rejestrowałaby to, co użytkownik widział swoimi oczami, pozwalając mu jednocześnie widzieć bez kamery.

7. Steve Mann ze swoimi wynalazkami

Połowa lat 80. Kamery VHS (wideo) stają się powszechne. Mark Schulze, miłośnik roweru górskiego, stworzył pierwszą znaną w historii nakładkę rejestrującą obraz na kask, łącząc kamerę wideo z przenośnym rejestratorem wideo. Było to niezgrabne i ciężkie, ale niewątpliwie - jeśli chodzi o pomysł - wyprzedzało swoją epokę.

1987 Wynalezienie cyfrowych aparatów słuchowych. W przeciwieństwie do poprzednich wersji, te niewielkie komputery mogły być programowane zgodnie z potrzebami i stylem życia użytkownika. Z czasem zyskiwały nowe funkcje, np. zdolność samoczynnego dostosowywania się do różnych środowisk, takich jak głośne restauracje, a także eliminowanie hałasu w tle.

Lata 90. Razem z eksplozją popularności komputerów przenośnych pojawia się na rynku wczesna fala urządzeń noszonych. Najbardziej znanym przykładem z tego okresu było Private Eye (8) firmy Reflection Technology - wyświetlacz montowany na głowie, całkiem podobny do późniejszego Google Glass.

8. Urządzenie Private Eye

Wynalazca, Doug Platt, zaadaptował ten wyświetlacz do pracy z komputerem opartym na systemie DOS, tworząc jednocześnie jeden z pierwszych na świecie komputerów wearable. Studenci Uniwersytetu Columbia wykorzystali system Platta do budowy pierwszego znanego rozwiązania typu "rozszerzona rzeczywistość". Oba wynalazki były projektami badawczymi, które co prawda nie opuściły uczelni, ale inspirowały kolejnych twórców elektroniki noszonej.

1994 Powstaje pierwszy "komputer nadgarstkowy", opracowany przez Edgara Matiasa i Mike’a Ruicciego z Uniwersytetu w Toronto, a także urządzenie Forget-Me-Not, stworzone przez Mike’a Lamminga i Mike’a Flynna w Xerox EuroPARC, rejestrujące interakcje z ludźmi oraz urządzeniami i przechowujące je w bazie danych do późniejszych zapytań.

1994 DARPA inicjuje program Smart Modules, którego celem było poszukiwanie przyjaznego podejścia do komputerów przenośnych i elektroniki noszonej. Dwa lata później agencja organizuje warsztaty "Wearables in 2005", gromadząc wizjonerów z różnych branż w celu wspólnego szukania najlepszych rozwiązań. Prawdopodobnie nazwa tych warsztatów była pierwszym w historii zastosowaniem nazwy "wearable" w kontekście tej technologii.

DARPA zapowiadała m.in. skonstruowanie cyfrowych rękawic, które potrafiłyby odczytywać znaczniki RFID, broszek reagujących na emocje i kamer zamontowanych na ciele. Nowo obudzone zainteresowanie urządzeniami noszonymi zeszło jednak po kilku latach na dalszy plan, ze względu na modę na telefony komórkowe.

2000 Pojawia się pierwszy zestaw słuchawkowy Bluetooth.

2001 Powstaje pierwszy model odtwarzacza muzycznego iPod firmy Apple.

2002 W ramach projektu Cyborg Kevin Warwick namawia swoją żonę do noszenia naszyjnika, który za pomocą wszczepionej matrycy elektrodowej został elektronicznie połączony z jego własnym układem nerwowym. Kolor naszyjnika zmieniał się w zależności od sygnałów z układu nerwowego Kevina.

2003 Pojawia się Garmin Forerunner - pierwszy we współczesnym rozumieniu zegarek śledzący osiągnięcia sportowe użytkownika. Po nim na rynek trafiają kolejne urządzenia, takie jak Nike+iPod Fitness Tracking Device, Fitbit i Jawbone.

2004 Zainspirowany podróżą surferską do Australii, Nick Woodman postanawia stworzyć małą, wytrzymałą kamerę, którą wykonuje serię zdjęć swoich wyczynów. Pierwszy model GoPro (9) pojawia się na rynku w 2004 r.

9. Kamera GoPro

2010 Firma Oculus VR prezentuje pierwszy prototyp Oculus Rifta - gogli do oglądania wirtualnej rzeczywistości. Zostały wyprodukowane dzięki uzbieraniu 2 437 429 dolarów w serwisie crowdfundingowym Kickstarter. Wersja konsumencka urządzenia, Oculus Rift CV1, miała premierę 28 marca 2016 r.

2011 Google opracowuje pierwszy prototyp urządzenia, które obecnie nazywa Google Glass (10). Technologia opiera się na badaniach wojskowych wyświetlaczy montowanych na głowie, prowadzonych jeszcze od 1995 r. W kwietniu 2013 r. Google Glass trafia do grupy użytkowników nazwanej Glass Explorers, którzy zostali zaproszeni do wypróbowania tej koncepcji. W maju 2014 r. sprzęt oficjalnie udostępniono na rynku, za cenę początkową 1500 dolarów. Kilka miesięcy później firma zaprzestała sprzedaży Google Glass Explorer, głównie z powodu braku aplikacji użytkowych. W lipcu 2017 r. ogłoszono jednak powrót urządzenia, w biznesowej wersji Enterprise.

10. Google Glass

2012 Za pierwszy model smartwatcha wg obecnie obowiązującej definicji uchodzi Pebble (11). Kampania na Kickstarterze, mająca na celu zebranie funduszy na stworzenie inteligentnego zegarka, przyniosła 10,2 mln dolarów. Pebble skupił na sobie zainteresowanie konsumentów technologią ubieralną - a to z kolei utorowało drogę do dzisiejszych smartwatchy Apple i Android.

11. Smartwatche Pebble

Wrzesień 2013 Intel tworzy procesor Quark, niezwykle energooszczędny, przeznaczony specjalnie do nowej generacji urządzeń – elektroniki noszonej, biżuterii i ubrań - zwanych także ultramobilnymi. Ważniejsze od wydajności są w tym przypadku oszczędność energii i niewielkie wymiary.

Kwiecień 2014 Google proponuje platformę dla noszonej elektroniki, na razie głównie dla tzw. inteligentnych zegarków o nazwie Android Wear. Jest to zmodyfikowana wersja najpopularniejszego systemu operacyjnego dla urządzeń mobilnych. Interfejs bazuje na "asystencie" mobilnym - aplikacji Google Now, w którym prezentowane są powiadomienia z aplikacji oraz informacje, jakich użytkownik może w danej chwili potrzebować (np. prognoza pogody). W celu propagowania nowego systemu wyszukiwarkowy potentat nawiązał współpracę z wieloma producentami sprzętu elektronicznego, m.in. z Asusem, Broadcomem, Fossilem, HTC, Intelem, LG, MediaTekiem, MIPS, Motorolą, Qualcommem oraz Samsungiem.

Styczeń 2015 Premiera HoloLens (12), czyli gogli rozszerzonej rzeczywistości firmy Microsoft. Oprócz samego urządzenia zaprezentowano też możliwości platformy Windows Holographic. Sercem urządzenia jest czterordzeniowy, 64-bitowy procesor Intel Atom x5-Z8100, taktowany zegarem 1,04 GHz, a obsługę grafiki zapewnia specjalnie w tym celu opracowany przez Intela układ o nazwie HPU (Holographics Processing Unit). W goglach zamontowano dwie kamery - 2,4 Mpix (2048×1152) i 1,1 Mpix (1408×792, 30 FPS), a także moduły Wi-Fi 802.11 ac i Bluetooth 4.1. Zasilanie zapewnia akumulator o pojemności 16 500 mAh.

12. Gogle HoloLens - wizualizacja

Kwiecień 2015 Na rynek wchodzi Apple Watch, pracujący na systemie operacyjnym WatchOS, który bazuje na systemie iOS stosowanym w iPhone, iPod oraz iPad. Pozwala m.in. na wyświetlanie komunikatów z telefonu, odbieranie przychodzących rozmów, kontrolowanie muzyki czy aparatu. W App Store można znaleźć aplikacje do pobrania na Apple Watch, które rozszerzają jego funkcjonalność. Jest kompatybilny z urządzeniami iPhone od modelu iPhone 5, z oprogramowaniem powyżej wersji iOS 8, z którymi łączy się za pomocą Wi-Fi lub Bluetooth.

Niektóre rodzaje elektroniki noszonej

Smartwatch

Nazwą to określa się elektroniczne urządzenie mobilne typu wearables z ekranem dotykowym, wielkości naręcznego zegarka, spełniające wszystkie funkcje tradycyjnego zegarka elektronicznego oraz niektóre funkcje smartfonu - takie jak wyświetlanie komunikantów z telefonu, odbieranie rozmów czy kontrolowanie odtwarzacza muzycznego, a także funkcje dodatkowe, np. mierzenie tętna lub liczby wykonanych kroków. Najczęściej działa ono w oparciu o system operacyjny Android Wear, iOS lub Tizen.

Smartwatch

Gadżety tego typu mogą mieć "na pokładzie" takie aplikacje jak: aparat fotograficzny, akcelerometr, alarm wibracyjny, termometr, pulsometr, wysokościomierz, barometr, kompas, chronograf, kalkulator, telefon komórkowy, GPS, odtwarzacz MP3 i inne. Producenci instalują w nich także różne typy komunikacji bezprzewodowej, jak Wi-Fi, Bluetooth, NFC oraz IrDA. Prekursorem nowoczesnych smartwatchy był Pebble. Obecnie główny gracz na tym rynku to Samsung z modelami Gear i AppleWatch.

Inteligentne okulary

Smart-okulary są noszone jak zwykłe okulary, a soczewki spełniają w nich funkcje wyświetlacza, na którym pokazują się dodatkowe informacje w technice rozszerzonej rzeczywistości - np. mapy z trasami podróży, prognozy pogody, informacje o atrakcjach. Najbardziej znanymi inteligentnymi okularami są Google Glass, chociaż pojawiła się tańsza konkurencja, np. GlassUp, EmoPulse, ION Smart Glasses, Samsung Smart Glasses czy Vuzix M100. Niektóre wymagają sparowania z telefonem, ale większość może pracować samodzielnie.

Fitness trackery

To ogólne pojęcie. Najczęściej kryją się pod nim tzw. smart-opaski treningowe na rękę. Jednak chodzi o każdy rodzaj urządzenia, mierzącego parametry zdrowotne - np. przy klatce piersiowej, kostce, a nawet szyi - i monitorującego organizm użytkownika.

Większość modeli mierzy tętno, choć niektóre rejestrują również przebyte kroki, powtórzenia ćwiczeń, oddech lub spalone kalorie. Najbardziej znane marki trackerów to Nike Fitband, Fitbit, iHealth i Jawbone. Urządzenia te pomagają zorganizować trening użytkownika, osiągać cele przy odchudzaniu i porównywać własne wyniki sportowe.

Opaski monitorujące kondycję i zdrowie

Inteligentne ubrania

Smart clothes powstają w wielu ośrodkach badawczych uczelni i laboratoriach przemysłowych. Zależnie od projektu odzież taka ma spełniać funkcje telefonu komórkowego, komputera oraz zestawu diagnostycznego sprawdzającego stan zdrowia osoby, która je nosi. Może np. kontrolować ciśnienie krwi, temperaturę organizmu oraz pracę serca.

Koszulki czy bluzy (takie jak projekt Jacquard Google’a) wyposażone są w czujniki analizujące pracę narządów, tętno, częstotliwość oddechu i monitorujące objętość płuc. Mierzą też nasze kroki, rytm chodu i jego intensywność oraz liczbę spalonych kalorii. Dane wysyłane są poprzez specjalny moduł do aplikacji mobilnej smartfona użytkownika. Podobnie z butami.

Wbudowane w obuwie czujniki mają śledzić każdy krok biegacza i rejestrować go w specjalnym systemie. Następnie odpowiednie oprogramowanie analizuje dane: szybkość biegu, siłę, z jaką stawiana jest stopa, oraz różnorodne przeciążenia. Informacje te są dostarczane do smartfona, zaś program przekazuje biegaczowi wskazówki, które pozwolą mu poprawić styl biegania.

Elektronika noszona - nie przez ludzi

Coraz bardziej upowszechniają się wearables zaprojektowane specjalnie dla… zwierząt domowych, również hodowlanych, a nawet dzikich. Są wśród nich obroże z GPS, urządzenia śledzące aktywność, gadżety monitorujące tętno, oddech i inne parametry. Dzikie zwierzęta wyposażone w sensory i nadajnik, a nawet kamery, mogą pomóc ekologom w badaniu środowiska naturalnego, dostarczając danych z terenów, na których żyją.

Obroża Whistle firmy Jawbone

Mirosław Usidus