Современные смарт-часы превратились в мощные миниатюрные приборы мониторинга здоровья. Ещё 20 лет назад носимые устройства могли лишь считать шаги, а сегодня на нашем запястье доступен целый набор датчиков — от измерения пульса и уровня кислорода в крови до снятия электрокардиограммы. Недавно компания HUAWEI представила часы WATCH 5 с инновационным сенсором X-TAP, что стало хорошим поводом проследить путь развития датчиков.

От шагомера Леонардо да Винчи до первых фитнес-трекеров

Идея носимого счетчика шагов зародилась задолго до электроники. Известно, что Леонардо да Винчи ещё в XV веке придумал концепцию механического шагомера, а к концу XVI века действительно появились наручные механические устройства для подсчёта шагов. Большой прорыв в подсчёте шагов произошёл в середине 1960-х, когда японский доктор Ивао Оя обеспокоился малой подвижностью соотечественников и предложил решение: каждый должен проходить 10 000 шагов в день. Инженер Юри Като из компании Yamasa в 1965 году выпустил Manpo-Kei — первый коммерческий шагомер на 10 тысяч шагов. Устройство произвело настоящий фурор. И хотя последующие исследования показали, что число 10 000 шагов является скорее случайным, оно сохранилось до наших дней. По сути, механический шагомер стал первым носимым фитнес-устройством, а концепция ежедневной активности — основой для всех будущих трекеров.

Manpo-Kei

Другим важным этапом в становлении носимой электроники стали датчики для спортсменов. В 1982 году финская фирма Polar начала производить нагрудные пульсометры — ремни с датчиком частоты сердечного ритма, передающим данные на часы-приёмник. Это позволило атлетам отслеживать пульс во время тренировки прямо на запястье, что стало революционным для своего времени: вместо субъективных ощущений спортсмены получили объективные данные о работе сердца, что улучшало анализ тренировок и результатов. Таким образом, к 1980-м годам сформировались две ключевые технологии носимых датчиков — шагомеры для общей активности и пульсометры для контроля интенсивности нагрузок.

Появление фитнес-браслетов: акселерометры и оптические пульсометры

С бурным развитием электроники и миниатюризацией сенсоров носимые устройства стали умнеть. Фитнес-трекеры переросли примитивные шагомеры и обзавелись цифровыми датчиками. Так, типичный трекер движения начала 2010-х уже содержал трёхосевой акселерометр (для счёта шагов и оценки пройденной дистанции) и альтиметр (барометр) для подсчёта этажей подъёма. Эти сенсоры позволяли оценивать скорость и пройденное расстояние, расход калорий, а также отслеживать продолжительность и качество сна по движениям тела. Одним из пионеров здесь стала компания Fitbit: её ранние браслеты считали шаги и измеряли качество сна, мотивируя пользователей двигаться больше посредством создания целей по шагам и виртуальных наград. Параллельно в 2006 году Nike совместно с Apple выпустили датчик Nike+iPod — шагомер для кроссовок, передававший данные на плеер iPod, что задало моду на цифровое отслеживание бега и позволило делиться достижениями в соцсетях.

Nike+iPod

К 2010 году развитие смартфонов и датчиков подготовило почву для массового распространения носимых фитнес-устройств — технически стало возможно встроить сразу несколько сенсоров в компактный браслет и синхронизировать большие объёмы данных с приложениями на смартфоне в реальном времени. Важным усовершенствованием стал переход от механического подсчёта шагов к точным электронным акселерометрам, которые гораздо точнее регистрируют шаги, чем пружинные механизмы старых шагомеров. Добавление же барометрического датчика дало возможность оценивать изменения высоты — например, считать, сколько лестничных пролётов пользователь прошёл за день.

Xiaomi Mi Band

Постепенно в фитнес-браслеты интегрировались и датчики сердечного ритма. Изначально пульс измерялся только нагрудными поясами, но пользователи хотели избавиться от неудобных ремней. Решение пришло в виде оптического датчика пульса (PPG) — зелёные светодиоды и фотодетектор, считывающие изменения кровотока в капиллярах запястья. Первые модели наручных оптических пульсометров появились около 2012–2013 годов. А в 2014 году сразу несколько брендов внедрили оптический пульсометр в свои носимые устройства.

Смарт-часы первой волны: фокус на фитнес

К середине 2010-х носимая электроника совершила качественный скачок с выходом полноценных смарт-часов. Первые смарт-часы начала 2010-х (такие как Pebble) выполняли в основном функции доставки на запястье уведомлений и простейшего трекинга, но довольно быстро данные устройства стали активно следить за активностью и здоровьем пользователя.

Pebble

В 2013–2014 годах на рынок вышли смарт-часы на Android Wear и Tizen (Samsung Gear, Moto 360, LG и др.), и почти все они включали оптический пульсометр для круглосуточного мониторинга пульса. Появление таких продуктов означало, что мониторинг пульса становится стандартной функцией смарт-часов.

Samsung Gear Fit

Параллельно прогрессировала и начинка фитнес-браслетов. В 2014 году Microsoft выпустила браслет Microsoft Band, ставший показательным примером интеграции максимального числа сенсоров. Этот гаджет представлял собой настоящий комбайн здоровья: он содержал 10 разных датчиков, включая GPS для отслеживания маршрута, акселерометр и гироскоп для измерения активности, оптический PPG-датчик для непрерывного измерения пульса, датчик окружающей освещённости и ультрафиолетовый сенсор для оценки уровня солнечного излучения, термометр, ёмкостный сенсор прикосновения и даже датчик проводимости кожи (GSR) для считывания потоотделения и оценки стресса. Такой набор впечатляет даже по современным меркам.

Microsoft Band

То есть уже в середине 2010-х носимые устройства научились комплексно отслеживать состояние человека. Кроме того, в часах появились полезные функции безопасности — например, обнаружение падения. Современные часы способны по резкому характерному ускорению распознать, что человек упал, и если он не двигается, автоматически уведомить близких или службы экстренной помощи.

Медицинские функции: ЭКГ и пульсоксиметр на запястье

Новый виток эволюции носимых сенсоров стартовал, когда смарт-часы перешли от сугубо фитнес-задач к медицинским измерениям. Ключевым событием стало внедрение в 2018 году функции ЭКГ (электрокардиограммы). Первыми это сделала Apple в своих Watch Series 4 — часы получили электроды на задней крышке и в заводной головке — замкнув цепь прикосновением пальца, пользователь мог снять одноканальную ЭКГ прямо на запястье. Данные ЭКГ сразу анализировались на наличие признаков аритмии, и при обнаружении пробл емы часы выдавали предупреждение пользователю. Эта функция открыла новую эру превентивной цифровой медицины: тысячи людей сумели вовремя обнаружить у себя нарушения сердечного ритма и обратиться к врачу ранее, чем это привело бы к серьёзным последствиям. Теперь подобные ЭКГ-датчики есть и в часах других компаний, в том числе HUAWEI , Samsung, Fitbit и других брендов.

HUAWEI Band 6 с датчиком SpO₂

Другим важным новшеством конца 2010-х стал пульсоксиметр — датчик уровня кислорода в крови (SpO₂). Ранее подобная функция встречалась только в медицинских приборах, но миниатюризация позволила встроить нужные красные или ИК-светодиоды и фотодиоды в часы. Некоторые спортивные часы (например, Garmin для альпинистов) начали оснащаться пульсоксиметром около 2018 года, однако массовой эта функция стала чуть позже. В 2020 году HUAWEI выпустила HUAWEI Watch GT 2e — свои первые часы с датчиком SpO₂. В том же году этот датчик появился и в Apple Watch.

Насыщение крови кислородом — важный показатель работы дыхательной системы. Смарт-часы могут непрерывно отслеживать SpO₂ во сне и вовремя указывать на возможные эпизоды апноэ (краткой остановки дыхания во сне). Помимо этого пульсоксиметр стал чрезвычайно востребован во время пандемии COVID-19, когда у многих заражённых уровень кислорода падал ещё до появления серьёзных симптомов. Так что часы помогли многим оперативно обратиться за медпомощью.

Стоит отметить, что технологии оптического измерения пульса и кислорода совершенствовались год от года. Например, Apple пришлось применить сложную систему из зелёных, красных и инфракрасных светодиодов разной длины волны и четырёх фотодиодов, а также интеллектуальные алгоритмы, чтобы повысить точность считывания показателей на разных типах кожи. Другие производители тоже разрабатывали собственные решения: более мощные светодиоды, новые оптические схемы, чтобы сигналы пульса и насыщения были устойчивыми даже при движении руки или на морозе. Современные датчики научились проводить замеры не только по требованию пользователя, но и в фоновом режиме, периодически включаясь ночью или в покое, чтобы собирать данные для долгосрочной статистики здоровья. Например, часы могут каждую ночь фиксировать уровень кислорода и строить график, помогающий заметить отклонения, или измерять вариабельность сердечного ритма (HRV) во сне — ключевой показатель восстановления организма.

Помимо измерения пульса и уровня кислорода в крови, умные часы стали постепенно овладевать и другими медицинскими метриками. Так, некоторые модели научились косвенно измерять кровяное давление. Компания Samsung внедрила функцию оценки давления по пульсовой волне: часы делают серию измерений PPG-датчиком и по изменению формы сигнала вычисляют артериальное давление, но для калибровки раз в пару недель всё равно нужен обычный тонометр.

HUAWEI Watch D

А HUAWEI и вовсе пошла иным путём и разработала модель Watch D с миниатюрной надувной манжетой в ремешке. В часы интегрирован микронасос, который надувает манжету и тем самым имитирует принцип работы классического тонометра. Пользователю же остаётся только расслабить руку, и примерно через 2 минуты часы получат показатели систолического и диастолического давления. Хотя точность такого решения пока уступает полноразмерным медицинским тонометрам, оно даёт неплохое ориентировочное значение. По сути, часы сами подскажут, если давление выходит за рамки нормы, и посоветуют сделать полноценный замер или обратиться к врачу.

Новые показатели здоровья: стресс, температура и состав тела

В 2020-х годах носимые устройства продолжили расширять параметры для мониторинга. Разработчики обратили внимание на такие аспекты, как стресс и общее самочувствие, температура тела, индекс массы тела и др. Например, уже упомянутый датчик электропроводности кожи (GSR) нашёл применение для оценки уровня стресса. Умные часы могут фиксировать малейшие изменения потоотделения на запястье, связанные с реакцией нервной системы. В 2020 году Fitbit Sense стал одним из первых массовых устройств с сенсором EDA (Electrodermal Activity) — прибор определял изменение проводимости кожи. Алгоритмы вычисляют индекс стресса и даже подают сигнал, когда следует сделать паузу и сделать дыхательные упражнения. Некоторые часы (например, Garmin, Apple) используют для этого вариабельность ритма (HRV), измеряемую всё тем же PPG-датчиком: высокий стресс выражается в снижении HRV. Так или иначе, теперь носимая электроника не только считает шаги, но и пытается заглянуть в наше эмоциональное состояние.

Также всё больше смарт-часов в последние годы научились измерять температуру. Казалось бы, определить температуру тела часам сложно: запястье не лучший участок для измерений. Тем не менее, производители внедрили датчики температуры кожи, способные отслеживать её относительные изменения, на основе чего можно заметить лихорадку или переохлаждение. А последние Apple Watch с помощью датчика температуры отслеживают изменения температуры ночью и определяют фазы менструального цикла у женщин.

Samsung Galaxy Watch 4

Отдельно стоит упомянуть прорыв Samsung в области анализа состава тела пользователя. В 2021 году в часы Galaxy Watch 4 был встроен датчик BIA (bioelectrical impedance analysis) — биоимпедансный анализатор, подобный тем, что используются в «умных» напольных весах. Принцип работы: через тело пропускается слабый электрический импульс, и по сопротивлению тканей вычисляется, какая доля массы приходится на жир, мышцы, воду и костную ткань. Samsung реализовала это с помощью электродов на боковых кнопках часов и на задней крышке: пользователь удерживает двумя пальцами обе кнопки, замыкая цепь через тело. Исследования показали, что данные часов коррелируют с результатами профессиональных анализаторов на 97–98 %.

Наконец, современные носимые сенсоры даже выходят за рамки сугубо человеческих показателей и могут считывать данные окружающей среды. Например, некоторые часы имеют датчик уровня освещённости для автоматической подстройки яркости экрана и оценки полученного дневного света, компас для ориентации и даже датчик глубины и давления воды, позволяя использовать часы во время погружений под воду. Таким образом, теперь в одном небольшом устройстве умещается такое количество датчиков, которое ещё пару десятилетий назад потребовало бы целого ящика приборов.

X-TAP — новая ветвь эволюции сенсоров в часах HUAWEI

Компания HUAWEI в середине мая представила смарт-часы WATCH 5, в которых дебютировал модуль HUAWEI X-TAP. Он располагается на боковой стороне корпуса часов и включает сразу несколько сенсоров: датчик ЭКГ, пульсоксиметр и датчик пальцевой фотоплетизмограммы. Такое сочетание позволяет единовременно выполнять комплексный анализ состояния пользователя.

Модуль X-TAP на смарт-часах HUAWEI Watch 5

Нужно всего лишь приложить и задержать палец на датчике, что запустит комплексную проверку показателей здоровья — своего рода мини-чекап: пульс, ЭКГ, уровень кислорода в крови, уровень стресса, температура кожи, а также проводится диагностика артериальной жесткости и проверка дыхательной системы (необходимо покашлять несколько раз во время измерения).

Что интересно, пальцевой пульсоксиметр в составе модуля HUAWEI X-TAP работает быстрее того, что расположен на тыльной стороне корпуса часов (и работает в фоновом режиме) — для измерения уровня SpO₂ и пульса новому датчику достаточно примерно десяти секунд. Кроме того, некоторые тесты показывают, что датчик в X-TAP работает точнее — измерения менее подвержены искажениям, которые вызывают движения запястья, да и в целом пульсовая волна на кончике пальца более выраженная.

Кроме того, сенсор X-TAP обеспечивает дополнительные возможности управления устройством. Он распознаёт различные жесты и прикосновения, такие как двойное постукивание, свайп и нажатия разной силы, что делает взаимодействие с часами интуитивным и удобным. Например, можно принять звонок, переключить музыкальный трек или управлять камерой смартфона. За счёт выделенного нейропроцессора все жесты считываются очень точно, так что X-TAP удачно дополняет привычный сенсорный экран, делая взаимодействие с часами ещё удобнее. Кроме того, HUAWEI реализовала и элемент развлечения: через X-TAP можно запускать анимированные циферблаты и простые игры — достаточно специальной серии нажатий.

Таким образом, X-TAP от HUAWEI — не только новый уровень медицинского мониторинга, но и продвинутая система взаимодействия с носимой электроникой, существенно расширяющая её возможности и удобство в повседневной жизни.

В заключение

Итак, модуль X-TAP в HUAWEI Watch 5 можно назвать новой ступенью в эволюции датчиков в носимой электронике. Всего за десятилетие смарт-часы прошли путь от элементарного подсчёта шагов до возможности в любой момент снять ЭКГ, измерить кислород, давление, стресс и множество других параметров. Причём сделали они это ненавязчиво: миллионы людей носят такие устройства ежедневно, практически не чувствуя их присутствия, пока те в фоновом режиме охраняют их здоровье.

Конечно, прогресс не стоит на месте. В ближайшем будущем нас ждут ещё более продвинутые сенсоры — индустрия уже работает над неинвазивными глюкометрами, способными измерять уровень сахара в крови без прокола. Но уже сейчас очевидно: носимая электроника совершила революцию в превентивной медицине и фитнесе. Ежедневный мониторинг активности и сна помогает нам становиться более энергичными и дисциплинированными. Постоянный контроль пульса и давления даёт шанс вовремя заметить отклонения и предотвратить болезни. А если случается экстренная ситуация, умные часы могут буквально спасти жизнь, позвав на помощь или предупредив владельца. Всё это стало возможным благодаря той самой эволюции сенсоров.

Вполне объяснимо, что современный автомобиль по количеству бортовых камер превосходит среднестатистический смартфон, а потому для производителей датчиков изображений автомобильный рынок открывает новые перспективы сбыта продукции. Компания Canon отчётливо это понимает, а потому представила высокочувствительный датчик изображений для автомобильных камер.

Источник изображения: Canon

Как отмечает Nikkei Asian Review, новинка обладает высокой чувствительностью, позволяя бортовым системам машинного зрения определять пешеходов и другие объекты на вероятной траектории движения не только на значительном удалении, но и в условиях ограниченной для человеческого глаза видимости. Новый датчик устроен по принципу однофотонного лавинного диода (SPAD), до сих пор подобные элементы использовались главным образом в камерах видеонаблюдения, но развитие автомобильной электроники сделало данный сегмент привлекательным для подобных решений. Массовое производство новых датчиков изображений для бортовых систем автомобилей Canon развернёт к 2031 году.

Датчики типа SPAD превосходят традиционные для автомобильного сектора CMOS-камеры по способности получать чёткие изображения объектов в условиях низкой освещённости. Над созданием таких датчиков Canon начала работать ещё в 2016 году, но ранние образцы плохо справлялись с обработкой изображений в светлых сценах и потребляли много энергии. Оптимизация помогла в четыре раза снизить энергопотребление датчика типа SPAD по сравнению с прототипом 2022 года. Свои сенсоры нового поколения Canon рассчитывает предлагать по той же цене, что и конкурирующие датчики типа CMOS.

По прогнозам Yano Research Institute, к 2030 году ёмкость рынка датчиков для автомобильных систем увеличится более чем в два раза по сравнению с 2024 годом, до половины этого рынка будут формировать как раз датчики изображения. Главным конкурентом Canon на этом рынке остаётся корпорация Sony, хотя в США с ними обеими соперничают Onsemi и OmniVision. Последняя, кстати, формально принадлежит китайской Will Semiconductor. Корпорация Sony ставит перед собой задачу увеличить свою долю данного рынка с 32 до 43 % к концу марта 2027 года. Датчики типа SPAD разработки Sony найдут преимущественное применение в лидарах, а не камерах. Новое решение Sony позволяет в 2,7 раза увеличить разрешающую способность датчиков, при неизменном расстоянии оно определяет в три раза меньшие по размерам объекты по сравнению с датчиками текущего поколения.

Учёные давно предполагали, что ритм дыхания человека уникален, но только серия новых экспериментов показала, насколько это верно. Для этого исследователи из Израиля создали носимый датчик, фиксирующий дыхание отдельно левой и правой ноздри. После суточной записи данных система могла идентифицировать личность по дыханию с точностью 96,8 %. Но самое интересное — предложенный метод собирал данные об активности мозга, позволяя диагностировать целый спектр заболеваний.

Источник изображения: Current Biology 2025

«Можно было бы подумать, что дыхание уже измерено и проанализировано со всех сторон, — пояснил нейроучёный Ноам Собель (Noam Sobel) из Института Вейцмана (Weizmann Institute of Science). — Однако мы наткнулись на совершенно новый способ изучения дыхания. Мы рассматриваем это как считывание сигналов мозга».

За дыхание отвечают несколько отделов головного мозга, контролируя процесс как на уровне рефлексов (неосознанно), так и по желанию человека. Точно так же дыхание служит своеобразным отражением состояния организма — как при здоровье, так и при болезни. Учёные предложили сотне добровольцев в течение суток записывать параметры дыхания, после чего обработали данные с помощью штатной системы медицинской диагностики BreathMetrics.

Обычно в клиниках записывают не более получаса дыхательных данных, анализируя их по 24 параметрам. Суточная информация раскрыла множество нюансов, которые можно использовать для совершенствования диагностики и даже разработки новых методов лечения. Во-первых, идентификация личности по «отпечатку дыхания» показала результат, близкий к 100 %. Также по дыханию удалось определить индекс массы тела пациентов и — что не входило в изначальные цели исследования — обнаружить связь между ритмами дыхания и тревожными состояниями испытуемых.

Следующим шагом в изучении дыхания станет применение предложенных датчиков и методов в клинической диагностике.

«Мы можем узнать, как определённые модели дыхания могут предсказывать развитие различных заболеваний, — уверены учёные. — Но, конечно, в будущем мы будем изучать, можно ли изменяя модели дыхания лечить болезни».

«Тайная жизнь мозга» — так могло называться первое видео мозга мыши, снятое научной камерой в 3D-разрешении сквозь кости черепа зверька. Это стало возможным благодаря японской разработке — однопиксельной камере для съёмок голографических видео. Созданная учёными Университета Кобе (Kobe University) камера, обещает малоинвазивное наблюдение за внутренними органами людей и другие применения, где нужна микро-3D-визуализация.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Сегодня голографические изображения без использования лазеров (когерентного освещения) получают двумя методами — это технология FINCH (Fresnel Incoherent Correlation Holography) в видимом диапазоне и технология OSH (Optical Scanning Holography) за пределами видимого света. Первая даёт возможность снимать движущиеся объекты, а вторая — только неподвижные, но в диапазонах, в которых нет доступных матриц изображения: ультрафиолетовом, инфракрасном и терагерцевом.

Подчеркнём, оба метода работают на отражённом и рассеянном естественном свете или за счёт люминесценции, что делает работу платформ достаточно простой и доступной, в отличие от создания голограмм с помощью лазеров. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, и японские учёные смогли объединить лучшее из каждого метода, создав однопиксельную платформу для съёмки голографических видео даже сквозь рассеивающие свет препятствия.

Модернизированная установка OSH получила сканирующую зеркальную систему для проекции на объект специальных узоров, которые благодаря интерференции позволяют восстанавливать объёмное изображение. Отражённый свет собирается однопиксельным датчиком и обрабатывается на компьютере, а, в зависимости от момента, с привлечением искусственного интеллекта.

Источник изображения: Kobe University

Традиционные сканеры OSH работали с частотой 60 Гц. Модернизированная установка подсвечивала объект для обработки с частотой 22 кГц, что позволило приблизиться к созданию движущихся голографических изображений. Представленная в эксперименте камера снимала со скоростью один кадр в секунду. В перспективе учёные обещают довести скорость съёмки до 30 к/с, чтобы это было настоящее «киношное» видео. Разработка обещает погрузить учёных в мир голографической микроскопии, обещая упростить медицинские исследования в сфере биологии и здравоохранения.

Современные видеокарты давно стали не только габаритными, но и тяжёлыми, поэтому производители материнских плат и системных блоков стараются в буквальном смысле их поддерживать, не допуская опасного провисания в процессе эксплуатации. Asus свою флагманскую видеокарту оснастила специальными датчиками, которые сообщат пользователю об опасных изменениях в положении графической платы.

Источник изображения: Asustek Computer

Как поясняет Tom’s Hardware, функция Equipment Installation Check не была доступна обозревателям к моменту выхода видеокарты Asus ROG Astral GeForce RTX 5090 на рынок, но после недавнего обновления утилиты GPU Tweak проявила себя в полной мере. На графической плате установлен датчик Bosch Sensortec BMI232 инерционного типа, который позволяет определять изменения в пространственном положении видеокарты. Последняя при массе около 3 кг вполне может со временем провиснуть под собственной тяжестью, ухудшив контакт с разъёмом материнской платы и вызвав опасное механическое напряжение собственных элементов.

Установка специальных упоров также не является панацеей, поскольку они со временем могут ослабнуть или покоситься. В таком случае как раз поможет предотвратить проблемы функция проверки пространственного положения видеокарты, которую предусмотрела компания Asus. Производитель предусмотрел и другие полезные решения для заботы о долговечности недешёвой видеокарты. Функция Power Detector+ следит за потребляемой линиями 12 В мощностью, а распределённые по всей видеокарте тепловые датчики позволяют сигнализировать о локальном перегреве. За спокойствие в данном случае приходится платить, поскольку сама видеокарта стоит почти $3000.

Компания Vision Research представила новую камеру для скоростной съёмки — Phantom T2110 с датчиком на 1 Мп. Максимальная скорость съёмки достигает 483 300 кадров в секунду, хотя для этого придётся пожертвовать разрешением. Однако даже в таком режиме восемь секунд записи расходуют всю бортовую память камеры в максимальной комплектации — 256 Гбайт.

Источник изображения: Vision Research

Камеры получила 12-битный датчик изображения типа backside-illuminated (BSI) — с электроникой, расположенной позади фотодиодов (светочувствительных пикселей). Это позволяет без помех собирать падающий свет и крайне востребовано для съёмок в условиях слабой освещённости. Обычно такие датчики используются в устройствах для съёмки быстротечных научных экспериментов.

При полном разрешении 1 Мп (1280 × 800 точек) камера Phantom T2110 записывает видео со скоростью 21 000 кадров в секунду. Максимальная скорость записи — 483 300 кадров в секунду — возможна при снижении разрешения до 640 × 64 пикселей. Общая пропускная способность датчика составляет 21 Гп/с, и для увеличения скорости записи разрешением приходится жертвовать.

Камера (датчик) может снимать в монохромном и цветном режимах, а также в ультрафиолетовом свете. Квантовая эффективность датчика — способность преобразовывать фотоны в электроны — зависит от режима работы сенсора и варьируется от 84,3 % в монохромном режиме до 77 % в цветном. Однако при выборе режима максимального разрешения эффективность цветового сенсора повышается до 83 %. В современных смартфонах значение QE обычно превышает 90 %.

Камера поставляется в вариантах с оперативной памятью 32, 64, 128 и 256 Гбайт, с возможностью разбивки на 63 раздела. В качестве энергонезависимого хранилища используется накопитель CineMag V. При оснащении 256 Гбайт встроенной памяти камера T2110 может записывать до восьми секунд видео с максимальной частотой кадров. Поддерживаются также SSD объёмом до 8 Тбайт.

Камера Phantom T2110 поставляется в стандартной комплектации с байонетом Nikon F, поддерживающим объективы Nikon F и G. Через дополнительное крепление она также совместима с объективами Canon EF, PL, C и M42. Камера записывает видео в форматах Cine RAW, Cine Compressed, Apple ProRes, H.264 MP4 и других. Также доступны фотоснимки в форматах JPEG, TIFF, RAW, DNG и специализированных графических форматах.

Как это обычно бывает с уникальными камерами (и скоростные камеры Phantom не исключение), информация о цене недоступна.

В первой половине 2025 года Intel выделит инновационного производителя систем машинного зрения RealSense в независимую компанию, после чего она войдёт в инвестиционный портфель Intel Capital. Новая компания продолжит разрабатывать решения для компьютерного зрения на базе ИИ и представлять текущее портфолио Intel RealSense, включая камеры глубины RealSense, решения для аутентификации лиц, автономные мобильные роботизированные решения и приборы физиотерапии.

Источник изображений: Intel RealSense

Intel утверждает, что выделение RealSense не является результатом недавних финансовых трудностей компании: «Мы верим в ценность RealSense и уверены в её успехе как самостоятельной компании. Это решение соответствует нашей текущей трансформации и поможет нам в дальнейшем соответствовать нашей стратегической цели — сосредоточиться на наших основных видах деятельности».

Новая компания продолжит разрабатывать решения для компьютерного зрения на базе ИИ и представлять текущее портфолио Intel RealSense, включая камеры глубины RealSense, решения для аутентификации лиц, автономные мобильные роботизированные решения и приборы для физиотерапии. Также RealSense планирует расширить свою дорожную карту, добавив инновации в области стереозрения, робототехники, биометрического программного обеспечения и оборудования ИИ.

RealSense всегда была небольшой частью бизнеса Intel. Безусловно, благодаря работе в экосистеме технологического гиганта, компания гарантировала себе финансовую стабильность, возможность серьёзной научной деятельности и доступ к обширным ресурсам Intel, в том числе к масштабной сети отраслевых партнёров.

Intel начала производить решения для компьютерного зрения в рамках своего подразделения Perceptual Computing в 2013 году. В 2014 году это подразделение было переименовано в Intel RealSense. Камеры машинного зрения Intel RealSense являются популярным выбором для разработчиков мобильных и промышленных роботов. К примеру, четвероногий робот ANYmal от ANYbotics оснащён шестью модулями Intel RealSense D435, которые работают вместе, создавая карту высот, помогающую роботу перемещаться по участку и преодолевать препятствия, включая подъем по лестнице.

Это далеко не первый случай резкого изменения политики Intel. Ранее, в августе 2021 года, Intel уже объявляла о закрытии RealSense, однако затем сменила курс, решив сохранить RealSense, но с сокращённым составом. В 2022 году Intel избавилась от компании-разработчика автономных транспортных средств Mobileye, которую приобрела в 2017 году за $15,3 млрд.

«Intel инкубирует передовые, прорывные технологии и бизнесы для проверки потребностей клиентов и принятия рынком. На определённом уровне масштаба для этих бизнесов имеет смысл работать за пределами Intel, с гибкостью, чтобы работать так, как требует рынок, и возможностью инвестировать в ключевые области роста. Это позволяет отделению быстрее принимать решения, иметь большую гибкость решений для клиентов и оставаться гибким на конкурентных рынках» , — заявил представитель Intel.

С выделением RealSense в отдельную компанию история этого подразделения принимает ещё один неожиданный поворот. Конечно, RealSense освобождается от приоритетов реструктуризации Intel, но независимость, безусловно, принесёт новые проблемы.

В интернете полно видеороликов с виноградинами, буквально зажигающими в микроволновой печи. Разрезанная на две половинки ягода при включении микроволновки начинает искрить и вскоре ярко вспыхивает, демонстрируя опасные на первый взгляд эффекты. Казалось бы — сплошное развлечение, однако вдумчивый эксперимент показал, что за явлением стоит интересная физика, способная дать толчок в развитии квантовых детекторов.

Источник изображения: Fawaz, Nair, Volz

Впервые любительские эксперименты с поджиганием виноградин начались в 1994 году. Все они были одинаковы — виноградина разрезалась на две половинки так, чтобы они оставались соединены тонкой кожицей. Позже выяснилось, что это не обязательно. Достаточно, чтобы половинки или целые виноградины оставались рядом. Более того, аналогичный эффект в микроволновке проявляли крыжовник, большие ягоды ежевики и гидрогелевые шарики.

Во всех случаях физика была примерно одинаковая. Плотность винограда, например, оказывалась оптимальной, чтобы происходил разрыв клеток с последующей ионизацией молекул и их разрывами. Клеточная жидкость сама по себе электролит — содержит ионы, к которым добавлялись ионы, образующиеся под действием микроволнового излучения. Виноградины начинали испускать плазму, которая в потоке излучения воспламенялась.

В ходе очередного эксперимента в 2019 году выяснилось, что виноградины не обязательно должны быть соединены физически. Эффект проявляется, если они находятся рядом. В новой работе учёные поставили более тонкий эксперимент — они измеряли силу электромагнитного поля вблизи виноградин и без них. Для этого был изготовлен искусственный наноалмаз с азотными дефектами в кристаллической решётке. Дефекты реагировали на свет зелёного лазера, и по интенсивности их свечения можно было определить интенсивность микроволнового поля вблизи этого датчика.

Наноалмаз поместили на волновод, по которому передавался импульс зелёного лазера. Над наноалмазом разместили пару виноградин. Измерения показали, что в присутствии виноградин поле демонстрировало в два раза большую силу, чем без них. Это объясняется тем, что в случае оптимального размера ягод (около 27 мм в длину), пара создаёт «горячую точку» между одной и другой ягодой, усиливая приложенное излучение и повышая вблизи точки силу поля.

На обнаруженном эффекте можно создать целый спектр высокочувствительных датчиков для космоса, работающих в микроволновом диапазоне, включая поиск гипотетических частиц тёмной материи. Также открытие поможет продвинуться в квантовых вычислениях, где микроволновые излучения и поля играют ключевую роль. Но прежде необходимо сузить рамки эксперимента для выяснения более точных параметров элементов будущих датчиков. Поставленный эксперимент был достаточно грубым и не очерчивает границ возможного.

Цифровые камеры благодаря смартфонам давно стали вездесущими, и мало кто задумывается, в каких количествах выпускаются используемые в их составе компоненты. Между тем, президент Sony Ёсихиро Ямагути (Yoshihiro Yamaguchi) в интервью Nikkei недавно подтвердил, что за время своего присутствия на рынке компания успела поставить 20 млрд датчиков изображений для цифровых камер, в том числе смартфонных камер.

Источник изображения: Sony

Что характерно, середину этого пути Sony успела пройти к маю 2019 года, и для удвоения результата ей потребовалось чуть более пяти лет. Производитель не считает, что рынок демонстрирует признаки насыщения, а потому будет наращивать мощности по выпуску датчиков изображений. Поскольку на западе острова Кюсю в префектуре Кумамото уже начало работать предприятие TSMC по выпуску чипов для Sony, здесь же последняя строит и новое предприятие по выпуску датчиков изображений. Свою деятельность в этой сфере Sony начала ещё в восьмидесятые годы прошлого века.

Тем не менее, позициям японского гиганта на рынке компонентов для камер смартфонов начала угрожать Samsung Electronics. По крайней мере, некоторые источники приписывают Apple намерения начать оснащение iPhone датчиками изображений Samsung. Слухи указывают, что как минимум 48-мегапиксельная камера этих смартфонов с широкоугольной оптикой будет поставляться Samsung. До сих пор Sony была основным поставщиком датчиков изображений для смартфонов Apple.

Во втором квартале текущего фискального года, который начался в апреле, Sony продемонстрировала рост выручки от поставки датчиков изображений на 32 % до $3,4 млрд, хотя общая выручка компании увеличилась всего на 3 % до $19,44 млрд. Операционная прибыль подразделения выросла почти в два раза до $589 млн.

Биополе, аура и прочая эзотерика находят реальное воплощение в слабых электромагнитных полях. Рыбки семейства клюворылых (мормириды) способны определять пищу в мутной воде и даже в иле, чувствуя её по слабым возмущениям электромагнитного поля. Учёные из Гонконга воспроизвели систему сенсорики этих рыбок в биосовместимых накладках и намерены вооружить ею человека и автоматику.

Источник изображений: City University of Hong Kong

«Мы разработали новую стратегию 3D-позиционирования движения с помощью электронной кожи, вдохновленную ”электрической рыбой"», — рассказал Син Ю (Xinge Yu), профессор кафедры биомедицинской инженерии Городского университета Гонконга. Команда описала свой датчик, который использует ёмкость для обнаружения объекта независимо от его проводимости, в статье, опубликованной в ноябре в журнале Nature.

Один слой датчика действует как передатчик, генерируя электрическое поле, которое выходит далеко за его пределы. Другой слой работает как приёмник, который способен определять как направление, так и расстояние до объекта. Это позволяет сенсорной системе «чувствовать» местоположение объекта в трёхмерном пространстве.

Электродные слои датчика изготовлены из биогеля, нанесенного с обеих сторон на диэлектрическую подложку из полидиметилсилоксана (PDMS) — это полимер на основе кремния, популярный материал в биомедицине. На передающей и принимающей частях создан рисунок, формирующий и распознающий электромагнитные поля — фактически антенны. Всё это заключено в прозрачный биогель, гибкий и совместимый с биологией человека. Своеобразный пластырь может растягиваться и сгибаться, например, плотно облегая запястье человека.

Когда в зоне действия поля датчика оказывается посторонний объект, его фиксирует приёмник. Благодаря массиву сенсоров определяется направление до объекта и, в целом, его расположение в трёхмерном пространстве. Прототип датчика оказался способен распознавать объекты на воздухе в пределах 10 см, а под водой — до 1 м. Лёгкие преграды из ткани или бумаги не мешали распознавать «возмутителей» спокойствия, но появление в пределах 40 см от датчика другого человека или массивных предметов снижали точность распознавания.

Разработчики создали платформу максимально энергоэффективной. В конечном итоге датчик передаёт на смартфон данные об обстановке по Bluetooth. Передаются не сырые данные об окружении, а уже обработанный результат, подготовленный для финальной обработки. Тем самым экономится энергия и ресурсоёмкая передача осуществляется лишь по необходимости. Простой контроллер и схема обработки данных встроены в пластырь и залиты биогелем. Встроенная туда же литийионная батарейка заряжается беспроводным способом через электромагнитную катушку.

Разработка обещает улучшить ориентацию в сложной среде людей и роботов, но пока она может хорошо распознавать лишь объекты определённого размера, в частности 8 мм в диаметре. Меньшие предметы определяются с плохой точностью, а более крупные — слишком медленно. Сейчас подобное устройство можно использовать, например, для распознавания жестов, показанных кончиками пальцев, но работы ещё много, и исследования будут продолжены.

Самое ненавидимое подавляющим большинством населения нашей планеты устройство — это, бесспорно, будильник. Трудно сказать, на что рассчитывала компания Nintendo, представив умный будильник Sound Clock: Alarmo, который оборудован датчиком движения и повышает громкость музыки и звуковых эффектов, если пользователь упорствует в своём нежелании вставать. Возможно к лучшему, что устройство стоимостью $99 пока доступно только подписчикам Nintendo Switch Online.

Источник изображений: Nintendo

Вместо долгожданной игровой консоли Switch 2, Nintendo выходит на рынок смарт-устройств с цифровым «умным» будильником Sound Clock: Alarmo. Устройство стоимостью $99 разбудит счастливых владельцев подписки Nintendo Switch Online мелодиями и звуковыми эффектами из любимых франшиз Nintendo, включая Super Mario Bros. Подключаемый к интернету будильник оснащён 2,8-дюймовым дисплеем, на котором в течение дня и после срабатывания будильника отображается время и различные анимации из игр Nintendo.

Устройство выделяется среди других подобных гаджетов наличием датчика движения, который умеет определять поведение пользователя при пробуждении. Если Sound Clock: Alarmo обнаружит, что владелец продолжает нежиться в постели, он начнёт увеличивать громкость музыки и добавлять звуковых эффектов. Добившись своего, Sound Clock: Alarmo поощрит владельца праздничной музыкой и утихомирится. Чтобы отключить будильник, к нему даже не требуется прикасаться, можно сразу идти в душ.

Nintendo рекомендует «если в кровати спит больше одного человека использовать режим Button Mode», который превращает устройство в традиционный будильник. Функции обнаружения движения в этом режиме отключаются.

Sound Clock: Alarmo может воспроизводить сигналы будильника, вдохновлённые пятью различными играми Nintendo, включая Super Mario Odyssey, The Legend of Zelda: Breath of the Wild, Pikmin 4, Splatoon 3 и Ring Fit Adventure. Каждая игра обеспечит «семь разновидностей будильника», таким образом в базовом исполнении будет 35 вариантов сигнала.

Nintendo планирует предоставлять бесплатные обновления для устройства и обещает больше контента из таких игр, как Mario Kart 8 Deluxe и Animal Crossing: New Horizons. Чтобы переключаться между различными ипостасями будильника, владельцу достаточно повернуть крупную рукоятку на устройстве.

Благодаря датчику движения Sound Clock: Alarmo умеет отслеживать сон владельца и вести статистику, которую можно посмотреть на его экране. Владелец может выбирать между «постоянным режимом», когда звук будильника становится интенсивнее с течением времени, и «мягким режимом», когда громкость не изменяется.

Sound Clock: Alarmo требует от потенциальных покупателей в США и Канаде подписки на Nintendo Switch Online, стоимость которой начинается от $3,99 в месяц. Исключение сделано для посетителей магазина Nintendo New York, которые могут купить продукт без онлайн-подписки. Устройство поступит в продажу в начале 2025 года по цене $99, но подписчики Nintendo Switch Online могут заказать его уже сегодня.

Учёные из США приблизились к созданию уникальных очков ночного видения, которые были бы не только компактными и лёгкими, но также обладали бы эффектом памяти на образы. Это позволило бы обеспечить предварительную обработку изображений нейронными сетями прямо на стёклах очков, без их загрузки в процессор. Но даже без ИИ новая разработка демонстрирует, насколько OLED-очки ночного видения могут оказаться легче современных аналогов.

Источник изображения: Marcin Szczepanski, Michigan Engineering

Проект частично финансируется DARPA (Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США) и в данный момент ведётся учёными из Университета Мичигана. Как известно, современные приборы ночного видения (очками их можно назвать с очень большой натяжкой) представляют собой устройства с вакуумными приборами и люминофором, которые со значительными затратами энергии преобразуют ближний инфракрасный свет в электроны и, после усиления, создают монохромную картинку на светящемся покрытии.

Учёные из США создали новый тип OLED (органических светодиодов), который реагирует на электроны и возбуждает фотоны видимого света. Представленный ими датчик и преобразователь ближнего инфракрасного излучения в видимое тоньше человеческого волоса — его толщин составляет менее 1 мкм. Он состоит из пяти слоёв и, в идеале, каждый попавший на него электрон превращает в пять фотонов.

Первый слой датчика возбуждает электроны от попадания фотонов ближнего инфракрасного света. Затем электрон пролетает пять слоёв OLED-плёнки. Глаза человека может достичь только один образовавшийся фотон видимого света, тогда как другие фотоны снова возбуждают электроны в первом слое и, таким образом, создают эффект усиления с положительной обратной связью без обычных громоздких и высоковольтных устройство по усилению электронного потока.

Экспериментальное устройство обладает скромным усилением всего в 100 раз. Современные приборы ночного видения способны усиливать сигнал до 10 тыс. раз. Учёные говорят, что конструкцию OLED-датчика можно дальше оптимизировать, добиваясь большего усиления и, соответственно, более высокой чувствительности к инфракрасному свету. Но даже сейчас лёгкость и компактность новой конструкции очков с точки зрения эффективности и экономности питания позволяет многократно превзойти коммерческие приборы ночного видения.

Что касается сопутствующего эффекта памяти OLED-очков, то он в определённом смысле будет помехой ночному зрению. Тем не менее, учёные уже нашли ему применение в виде нейросетей для распознавания образов на уровне стёкол без загрузки в процессор. Это определённо может пригодиться для систем машинного зрения, но впереди ещё много работы, хотя исследователи говорят, что запустить разработку в производство труда не составит — они взяли готовые технологии и просто нашли их удачное сочетание.

В рамках реализации программы DARPA «Океан вещей» (Ocean of Things) учёные из Университета Бингемтона разработали миниатюрную роботизированную платформу на бактериальном питании. Робот-водомерка с массой датчиков и радиосвязью сможет десятилетиями скользить по поверхности воды, получая электрическое питание для систем от процесса бактериальной жизнедеятельности в составе специальной батареи.

Источник изображения: Professor Seokheun “Sean” Choi

Исследователи нашли возможность объединить в одной батарее несколько штаммов бактерий, используя преимущества одних и других. Хотя работы ещё не завершены, учёные говорят, что таким образом можно повысить мощность и энергетическую плотность бактериального источника питания.

Батарея разрешает попадание воды вовнутрь, что приносит с собой влагу и питательные вещества. Находящиеся в батарее споры бактерий при благоприятных условиях начинают размножаться и при этом вырабатывают электричество, что свойственно процессам жизнедеятельности отдельных видов микроорганизмов. Пока они вырабатывают электричество, автономный «жучок» выполняет свою работу — плывёт в нужном направлении, фиксирует характеристики среды и проплывающие (пролетающие) в зоне чувствительности датчиков живые и неживые объекты. Затем он передаёт собранную информацию куда надо, если хватает питания.

Попадание в неблагоприятную среду заставляет бактерии в батарее снизить активность и уйти в состояние спор до лучших времён. Таким образом, батарея на бактериях потенциально может оставаться рабочей десятки лет и даже до 100 лет. В лабораторных условиях учёные смогли получить от прототипа батареи до 1 мВт мощности. Этого достаточно для перемещения миниатюрного робота-водомерки и для работы его основных датчиков. Учёные продолжат исследования, чтобы добиться от биобатареи ещё более внушительных характеристик. Они утверждают, что в этом поможет более тщательный подбор комбинации штаммов перспективных бактерий.

В преддверии мероприятия Galaxy Unpacked, намеченного на 10 июля, компания Samsung раскрыла подробности об обновлённом датчике для измерения сердечного ритма и других показателей организма BioActive Sensor, который дебютирует в новом поколении смарт-часов Galaxy Watch.

Источник изображения: Samsung

Как сообщает Samsung, обновлённый датчик BioActive Sensor предоставляет более полные, персонализированные и точные данные о состоянии здоровья пользователя. Согласно пресс-релизу, «в следующих Galaxy Watch новый датчик обеспечит расширенные функции прогнозирования и профилактики здоровья, … а также более точные измерения состояния здоровья».

Samsung сообщила, что более чем удвоила производительность каждого фотодиода, сократив их количество в BioActive Sensor с восьми до четырёх. Также была расширена цветовая палитра светодиодов и увеличено их количество — в дополнение к увеличенному количеству зелёных, красных и инфракрасных светодиодов в датчике появились синие, жёлтые, фиолетовые и ультрафиолетовые светодиоды. Кроме того, было оптимизировано их размещение.

Благодаря модернизации обновлённый датчик обеспечит более точный мониторинг сердечного ритма, артериального давления, кислорода в крови, качества сна и уровня стресса. У нового датчика также более высокая точность (на 30 %) при измерении пульса во время интенсивных тренировок, чем у предшественника.

Благодаря обновлённому датчику Galaxy Watch нового поколения будут отображать индекс конечных продуктов гликирования (Advanced glycation end-products, AGEs) — показатель метаболического здоровья и биологического старения, на который сильно влияют общий образ жизни и пищевые привычки пользователя. Этот индекс, используемый в качестве информативного биомаркера, даёт представление о биологическом возрасте пользователя, чтобы помочь принимать более обоснованные решения о своём здоровье и работать над его улучшением. С помощью этого показателя можно также определять улучшение физической формы по мере изменения режима и тренировочного процесса.

Samsung отметила, что измерение индекса AGEs — лишь одна из новых функций, которые появятся в следующей версии Galaxy Watch. Остальные функции станут известны в ходе анонса нового носимого устройства на Galaxy Unpacked.

Финансируемый властями Евросоюза консорциум INPHOMIR объявил о намерении разработать датчики, которые помогут спутникам осуществлять навигацию с более высокой точностью, а беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) — преодолевать большие расстояния, пишет Reuters.

Источник изображения: inphomir.eu

INPHOMIR планирует создать два новых датчика с ультранизким потреблением энергии, оптический гироскоп и лидар, которые повысят эффективность и доступность космических миссий. Проект оценивается в €5 млн — он обеспечивается за счёт программы финансирования исследований и инноваций в Евросоюзе Horizon Europe.

Системы спутниковой навигации могут работать со сбоями в условиях плохой видимости, при тумане и пыли. Даже небольшие ошибки в измерениях могут вызвать значительные аномалии в позиционировании и расчёте траектории, а также обернуться миллионными издержками.

INPHOMIR разрабатывает датчики на основе фосфида индия — это позволяет повысить эффективность, а также снизить массу и размеры фотонных интегральных схем, в которых для передачи и обработки информации используется свет. Эти технологические решения могут оказаться полезными в работе навигационных модулей БПЛА и транспортных средств с автопилотом.