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ウェアラブルテクノロジーは、人体に装着するように設計され、ガジェット、アクセサリー、または衣服に組み込まれている、無線通信機能を備えた小型の電子機器およびモバイル機器のカテゴリです。[ 1 ]ウェアラブルテクノロジーの一般的なタイプには、スマートウォッチ、フィットネストラッカー、スマートグラスなどがあります。ウェアラブル電子機器は、多くの場合、皮膚の表面に近いか、皮膚の表面上にあり、バイタルサインや環境データなどの情報を検知、分析、送信し、場合によっては装着者に即座にバイオフィードバックを提供します。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]ウェアラブルデバイスは、さまざまな行動センサーや生理センサーを使用してユーザーから膨大な量のデータを収集し、健康状態や活動レベルを監視します。手首に装着するデバイスには、タッチスクリーンディスプレイを備えたスマートウォッチがありますが、リストバンドは主にフィットネス追跡に使用され、タッチスクリーンディスプレイは含まれていません。[ 6 ]
活動量計などのウェアラブルデバイスは、モノのインターネットの一例です。電子機器、ソフトウェア、センサー、接続性などの「モノ」は、人間の介入を必要とせずに、製造業者、オペレーター、および/または他の接続されたデバイスとインターネットを介してデータ（データ品質[ 7 ]を含む）を交換することを可能にするエフェクターです。ウェアラブルテクノロジーは、コミュニケーションやエンターテイメントから健康やフィットネスの向上まで、幅広い用途の可能性を提供しますが、ウェアラブルデバイスは個人データを収集する能力があるため、プライバシーとセキュリティに関する懸念があります。
ウェアラブル技術にはさまざまな用途があり、技術開発と市場の拡大に伴い、その用途は拡大しています。ウェアラブル技術は、個人がより活動的になり、ライフスタイルの選択を改善するよう促すために使用できます。活動レベルを追跡し、目標設定を可能にする有用なフィードバックを提供することで、健康的な行動が促進されます。これは、医療提供者などの関心のある関係者と共有できます。[ 6 ]ウェアラブルは、スマートウォッチ、スマートリング、インプラントなどの形状で、消費者向け電子機器で人気があります。商業用途以外にも、ウェアラブル技術はナビゲーションシステム、高度な繊維（電子繊維）、およびヘルスケアに組み込まれています。ウェアラブル技術は、他の技術と同様に、重要なアプリケーションでの使用が提案されているため、信頼性とセキュリティ特性について検証されています。[ 8 ]
1500年代、ドイツの発明家ペーター・ヘンライン（1485年～1542年）はネックレスとして着用される小型の時計を製作した。1世紀後、ベストが男性の間で流行するにつれて懐中時計の人気が高まった。腕時計は1600年代後半に発明されたが、主に女性がブレスレットとして着用していた。[ 9 ]
歩数計は懐中時計とほぼ同時期に開発されました。歩数計の概念は1500年頃にレオナルド・ダ・ヴィンチによって記述されており、ニュルンベルクのドイツ国立博物館には1590年製の歩数計が所蔵されています。
1800年代後半に、最初の装着型補聴器が導入された。[ 10 ]
1904年、飛行士のアルベルト・サントス＝デュモンは腕時計の現代的な使用法を先駆的に行った。[ 9 ]
1949年、アメリカの生物物理学者ノーマン・ホルターは、世界初の健康モニタリング装置を発明しました。彼の発明であるホルターモニターは、臨床現場以外で重要な健康データを追跡できる最初のウェアラブルデバイスの1つとして画期的なものでした。[ 11 ]
1970年代には電卓付き腕時計が登場し、1980年代には人気がピークに達した。
2000年代初頭から、ウェアラブルカメラは監視活動の拡大の一環として使用されるようになった。[ 12 ]ウェアラブルテクノロジーに関する期待、運用、使用、懸念事項は、第1回ウェアラブルコンピューティング国際会議で提起された。[ 13 ] 2008年、イリヤ・フリッドマンは隠しBluetoothマイクをイヤリングに組み込んだ。[ 14 ] [ 15 ]
Apple、Samsung、Fitbitなどの大手テクノロジー企業は、スマートフォンやパーソナルコンピュータのソフトウェアと連携してさまざまなデータを収集することで、このアイデアを発展させてきました。[ 16 ]ウェアラブルデバイスには、専用の健康モニター、フィットネスバンド、スマートウォッチなどがあります。
2010年、Fitbitは最初の歩数計を発売した。[ 17 ]歩行や心拍数などの情報を追跡するウェアラブルテクノロジーは、自己定量化運動の一部である。
2013年、NFC Ringとしても知られるMcLearは「スマートリング」を発売した。このスマートリングは、ビットコイン決済、他のデバイスのロック解除、個人識別情報の転送などが可能で、他にも様々な機能を備えていた。[ 18 ]
2013年に広く普及した最初のスマートウォッチの1つがSamsung Galaxy Gearでした。Appleは2015年にApple Watchでそれに続きました。[ 19 ]
1991年から1997年にかけて、MITメディアラボのロザリンド・ピカードと彼女の学生であるスティーブ・マンとジェニファー・ヒーリーは、着用者から継続的に生理学的データを監視する「スマート服」によるデータ収集と意思決定を設計、構築、実証した。これらの「スマート服」、「スマート下着」、「スマートシューズ」、スマートジュエリーは、感情状態に関連するデータを収集し、生理学的センサーやカメラなどの環境センサーやその他のデバイスを内蔵または制御していた。[ 20 ] [ 21 ] [ 12 ] [ 22 ]
同じ頃、MITメディアラボでは、サッド・スターナーとアレックス・「サンディ」・ペントランドが拡張現実を開発していた。1997年、彼らのスマートグラスのプロトタイプが「60 Minutes」で紹介され、高速ウェブ検索とインスタントメッセージングが可能になった。[ 23 ] プロトタイプのメガネは現代のスマートグラスとほぼ同じくらい流線型だったが、プロセッサはバックパックに入れて持ち運ぶコンピュータで、当時入手可能な最も軽量なソリューションだった。
2009年、ソニー・エリクソンはロンドン・カレッジ・オブ・ファッションと提携し、デジタル衣料のデザインコンテストを開催した。優勝したのは、Bluetooth技術を搭載し、着信時に光るカクテルドレスだった。[ 24 ]
MakerBotで有名なザック・“ホーケン”・スミスは、ニューヨーク市のクリエイティブ集団で開催された「ファッションハッキング」ワークショップで、キーボード柄のパンツを製作した。
アイルランドのティンダル国立研究所[ 25 ]は、「遠隔非侵襲患者モニタリング」プラットフォームを開発し、患者センサーによって生成されるデータの品質と、エンドユーザーがこの技術にどのように適応できるかを評価するために使用しました。[ 26 ]
さらに最近では、ロンドンを拠点とするファッション会社CuteCircuitが、歌手ケイティ・ペリーのためにLED照明を組み込んだ衣装を制作し、ステージショーやレッドカーペットでの登場時に衣装の色が変わるようにした。例えば、ケイティ・ペリーが2010年にニューヨークのMETガラで着用したドレスなどが挙げられる。[ 27 ] 2012年には、CuteCircuitは世界初のツイートをあしらったドレスを制作し、歌手のニコール・シャージンガーが着用した。[ 28 ]
2010年、NFC Ringとしても知られるMcLearは、2013年のKickstarterでの資金調達に先立ち、「スマートリング」デバイスのプロトタイプを開発した。[ 18 ]
2014年、ニューヨークのティッシュ芸術大学の大学院生たちは、ジェスチャーの動きによってあらかじめプログラムされたテキストメッセージを送信するパーカーをデザインした。 [ 29 ]
ほぼ同時期に、ヘッドアップディスプレイ（HUD）を備えたデジタルアイウェアのプロトタイプが登場し始めた。[ 30 ]
米軍は、ホログラフィック光学と呼ばれる技術を使用したディスプレイ付きのヘッドギアを兵士に採用している。[ 30 ]
2010年、Googleは光学式ヘッドマウントディスプレイであるGoogle Glassのプロトタイプの開発を開始し[ 31 ]、2013年3月に顧客向けベータ版がリリースされた。
消費者向け分野では、スマートリストバンド（Jawbone UPやFitbit Flexなどのアクティビティトラッカーとも呼ばれる）の販売が2013年に加速し始めた。2014年のPriceWaterhouseCoopers Wearable Future Reportによると、アメリカの成人の5人に1人がウェアラブルデバイスを所有している。[ 32 ] 2009年の時点では、処理能力やその他のコンポーネントのコスト低下が普及と入手性の向上を促進していた。[ 33 ]
プロスポーツでは、ウェアラブルテクノロジーはアスリートのモニタリングやリアルタイムフィードバックに活用されています。[ 33 ]スポーツにおけるウェアラブルテクノロジーの例としては、加速度計、歩数計、GPSなどがあり、これらはアスリートのエネルギー消費量や動作パターンを測定するために使用できます。[ 34 ]
サイバーセキュリティと金融テクノロジーの分野では、安全なウェアラブルデバイスが物理的なセキュリティキー市場の一部を獲得しています。NFC Ringとしても知られるMcLearとVivoKeyは、ワンタイムパスによる安全なアクセス制御を備えた製品を開発しました。[ 35 ]
健康情報学において、ウェアラブルデバイスは、データ駆動型分析のための人間の健康統計のより良い収集を可能にしました。これにより、ユーザーの健康状態を分析するためのデータ駆動型機械学習アルゴリズムが容易になりました。[ 36 ]
ビジネスにおいては、ウェアラブルテクノロジーは、従業員の現在位置や作業内容を把握することで、管理者が従業員を容易に監督するのに役立ちます。倉庫で働く従業員は、化学物質の周囲で作業したり、物を持ち上げたりする際に、安全性が向上します。スマートヘルメットは、振動センサーを備え、周囲の潜在的な危険を従業員に警告できる従業員安全ウェアラブルです。[ 37 ]
母子保健分野では、最新のウェアラブル搾乳器は、これまで以上に薄型で静音性に優れ、効率的です。外出先でもハンズフリーで操作でき、透明なカップで簡単にモニタリングでき、静かなモーターで安心して赤ちゃんのお世話ができます。特に働く母親にとって、快適さや吸引力を損なうことなくマルチタスクを行うのに最適です。[ 38 ]
ウェアラブルテクノロジーは、ユーザーの健康状態を監視するためによく使用されます。このようなデバイスはユーザーと密接に接触しているため、簡単にデータを収集できます。これは、最初のワイヤレスECGが発明された1980年に始まりました。ここ数十年で、例えば繊維ベース、タトゥー、パッチ、コンタクトレンズ[ 39 ]の研究が大幅に増加し、「クオンティファイドセルフ」の概念、トランスヒューマニズム関連のアイデア、寿命延長研究の成長が広まりました。
ウェアラブルデバイスは、以下のようなユーザーの健康に関するデータを収集するために使用できます。
これらの機能は、活動量計やApple Watch Series 2、Samsung Galaxy Gear Sportなどのスマートウォッチのように、単一のデバイスにまとめられていることがよくあります。このようなデバイスは、身体トレーニングや全体的な健康状態のモニタリングに使用されるほか、発作、睡眠障害、運動障害などの深刻な病状を警告する役割も果たします（例：Empatica EmbracePlusおよびEmbraceMini）。
仮想現実（VR）は元々ゲーム用に開発されましたが、リハビリテーションにも使用できます。患者に仮想現実ヘッドセットが渡され、患者はゲーム形式で一連のタスクを完了するように指示されます。これは、従来の療法と比較して大きな利点があります。まず、より制御しやすいです。オペレーターは、PTSDの場合のように、恐怖を克服するのに役立つ領域を含め、環境を好きなように変更できます。もう 1 つの利点は価格です。平均して、従来の療法は 1 時間あたり数百ドルですが、VR ヘッドセットはわずか数百ドルで、必要なときにいつでも使用できます。パーキンソン病などの神経疾患の患者の場合、複数の異なるスキルを同時に使用できるゲーム形式の療法により、脳の複数の異なる部分を同時に刺激できます。[ 43 ]理学療法における VR の使用は、研究が不十分なため、まだ限られています。一部の研究では、集中的な作業中に乗り物酔いが発生することが指摘されており、[ 44 ]これは患者の進歩に悪影響を及ぼす可能性があります。批判者たちはまた、VRへの完全な依存が自己隔離やテクノロジーへの過度な依存につながり、患者が友人や家族と交流することを妨げる可能性があると指摘しています。VRソフトウェアは効果を発揮するために患者のデータと情報を必要とし、23andMeのケースのように、データ漏洩の際にこの情報が侵害される可能性があるため、プライバシーと安全性に関する懸念があります。適切な医療専門家の不足と回復プロジェクトに伴う長い学習曲線が相まって、患者が自分の間違いに気づかず、回復に予想以上に時間がかかる可能性があります。[ 45 ]コストとアクセスの問題も別の問題です。VRヘッドセットは従来の理学療法よりも大幅に安価ですが、価格を上げる可能性のある多くの追加機能があり、多くの人にとってアクセスできない可能性があります。[ 46 ]基本モデルはハイエンドモデルに比べて効果が低い可能性があり、デジタルデバイドにつながる可能性があります。全体として、VRヘルスケアソリューションは従来の治療法と競合することを意図したものではなく、研究によると、理学療法と組み合わせることでより効果的になることが示されています。[ 47 ] VRリハビリテーションの研究は、触覚開発に関する新たな研究によって拡大し続けており、これによりユーザーは周囲の環境を感じ、手足を回復計画に組み込むことができるようになります。さらに、より高度なVRシステムが開発されています[ 48]。これにより、ユーザーは回復過程で全身を自由に使うことができます。また、高度なセンサーを搭載しており、医療専門家は筋肉の活動や緊張に関するデータを収集できます。筋肉の使用状況を確認するために、非侵襲的な画像診断法である電気インピーダンス断層撮影法
もう一つの懸念は、大手企業や政府によるこの分野への大規模な資金提供が不足していることです。[ 49 ]これらのVRセットの多くは既製品であり、医療用途に適切に作られていません。外部アドオンは通常3Dプリントまたは他の電子機器のスペアパーツから作られています。このようなサポートの不足は、この方法を試したい患者が技術的に精通している必要があることを意味しますが、多くの病気は人生の後半にしか現れないため、これはありそうにありません。さらに、触覚フィードバックやトラッキングなどのVRの特定の部分は、医療現場で確実に使用できるほどまだ十分に進歩していません。もう1つの問題は、購入可能なVRデバイスの数です。これにより利用可能な選択肢は増えますが、VRシステム間の違いが患者の回復に影響を与える可能性があります。VRデバイスの数が膨大であるため、医療専門家が特定のモデルで練習していない可能性があるため、情報を提供および解釈することが難しくなり、誤ったアドバイスが提供される可能性があります。
現在、医療分野におけるその他の応用例も検討されている。例えば、以下のようなものがある。
機能的なウェアラブルプロトタイプを伴わないアプリケーションを含め、提案されているアプリケーションには以下が含まれます。
COVID-19の診断を支援するために、さまざまなウェアラブル技術が開発されてきました。酸素レベル、抗体検出、血圧、心拍数など、さまざまなものがこれらのデバイス内の小型センサーによって監視されます。[ 77 ] [ 78 ]
Apple WatchやFitbitなどのウェアラブルテクノロジーは、COVID-19の症状を診断するために利用されてきた。デバイス内のモニターは、心拍数、血圧、酸素レベルなどを検出するように設計されている。[ 78 ]ウェアラブルデバイスの診断機能は、人体内の異常をより簡単に検出する方法を提案している。
COVID-19に対するウェアラブル技術の推定および予測技術には、他の病気とCOVID-19を区別できないため、いくつかの欠陥があります。血圧や心拍数などの上昇、および酸素レベルの変動は、風邪から呼吸器疾患まで、他の病気に起因する可能性があります。[ 78 ]これらの病気を区別できないことが、「患者に不必要なストレスを与え、健康のためのウェアラブルの導入に対する懸念を高めている」のです。[ 78 ]
遠隔監視装置やモノのインターネット（IoT）システムも、遠隔患者ケアや共同意思決定を通じて慢性疾患を管理するために徐々に導入されています。しかし、公平なアクセスを確保しながらデジタルヘルスの可能性を最大限に活用するには、さらなる政策と実施の取り組みが不可欠です。[ 11 ]
腕時計などのウェアラブルデバイスに加えて、専門家はCOVID-19パンデミック中に個人が使用できるセンサー内蔵のフェイスマスクを設計しました。[ 79 ]内蔵センサーは、「呼吸のパターンと速度、炎症のバイオマーカー、空気感染病原体の検出の可能性」など、呼気の特徴を検出するように設計されています。[ 79 ]
スマートマスクには、「呼気中のSARS-CoV-2プロテアーゼの存在を監視するセンサー」が内蔵されている。 [ 80 ]マスクにはブリスターパックが内蔵されており、これを破ると化学反応が起こる。化学反応の結果、個人の呼吸からウイルスが検出されるとセンサーが青色に変化する。[ 80 ]
しかし、センサーから正しい結果を得るために必要なプロテアーゼの量に問題が生じます。人の呼気には、細胞が死んだ後にのみプロテアーゼが含まれます。その後、プロテアーゼは唾液などの体液や呼吸によって体外に排出されます。プロテアーゼが少なすぎると、マスクがプロテアーゼを検出できず、誤った結果が生じる可能性があります。[ 80 ]
眼圧を記録するためのスマートレンズが開発されました。[ 77 ]このレンズは眼球にフィットし、グルコースレベル、眼球運動、特定の疾患のバイオマーカーを監視するセンサーが内蔵されています。レンズには、データ収集を担当するマイクロエレクトロニクスと処理ユニットが組み込まれています。技術革新により、スマートレンズは「装着者が見るものに情報を重ね合わせるディスプレイを組み込む」可能性を秘めています。[ 81 ]
皮膚の温度や代謝物をモニタリングするためにスマートテキスタイルが開発されました。[ 77 ]これらのテキスタイルには、3つの基本部分「含有基板、活性要素、電極/相互接続」で構成されるセンサーが含まれています。[ 82 ]スマートテキスタイルは、個人が自分の体の異常を診断する方法を提供することができますが、その使用には多くの課題があります。患者や病院への経済的負担、購入と維持の高コストは、スマートテキスタイルの応用を妨げています。これらのセンサーの開発には、「適切な基板、生体適合性材料、製造技術の選択、さまざまな分析の瞬間的なモニタリング、洗濯性、途切れない信号表示回路」など、多くの課題があります。[ 82 ]
血圧をモニタリングするためにスマートリングが開発されている。[ 77 ]
マイクロニードルパッチは、代謝物、炎症マーカー、薬剤などをモニタリングするために開発されました。[ 77 ]また、さまざまな理由から非常に有利です。「免疫原性の向上、投与量の節約効果、製造コストの低減、使いやすさ、従来の皮下注射と比較して受容性の向上」[ 83 ]マイクロニードルパッチの導入により、ワクチン接種プロセスが迅速化され、より適用可能で効率的かつ費用対効果の高いものになると期待されています。[ 83 ]
健康的な生活を送ることは、健康的な食事、十分な睡眠、週に数回の運動だけに頼るものではありません。むしろ、それはほんの数項目にとどまらず、身体活動や健康的なライフスタイルに関連する、身体のさまざまな生理学的および生化学的側面と深く結びついています。ここ数年、「ウェアラブルテクノロジー」として知られる技術機器の登場により、身体活動を測定する能力が向上し、一般ユーザーや心臓専門医などが生活の質に関連するパラメータを分析できるようになりました。
ウェアラブルテクノロジーとは、昼夜を問わず常に身につけることができるデバイスのことです。心拍数や心拍リズム、睡眠の質、1日の歩数といった様々な数値を測定し、心臓病、糖尿病、がんなどの疾患の早期発見にも役立ちます。また、健康状態を改善し、将来起こりうる病気を予防するためのヒントも提供します。これらのデバイスは、改善すべき点やうまくいっている点について日々フィードバックを提供し、ユーザーのモチベーションを高め、より良いライフスタイルを維持するための継続的なサポートとなります。
ウェアラブルテクノロジーは、時間の経過とともに健康と身体活動市場に多大な影響を与えてきました。Pevnick et al 2018によると、「消費者向けウェアラブルテクノロジー市場は急速に成長しており、2020年までに340億ドルを超える見込みです。」[ 84 ]これは、ウェアラブルテクノロジー分野が、健康と生活の質を向上させたいすべての人々の間でますます受け入れられるようになっていることを示しています。
ウェアラブルテクノロジーは、腕時計、心臓に装着するパッド、腕に装着するデバイスから、デバイスの受容体に触れるだけであらゆる量のデータを測定できるデバイスまで、あらゆる形態で存在します。多くの場合、ウェアラブルテクノロジーはアプリに接続されており、情報をすぐに送信して分析し、心臓専門医と話し合うことができます。さらに、American Journal of Preventive Medicineによると、「ウェアラブルは、身体活動を促進するための低コストで実現可能かつアクセスしやすい方法である可能性がある」と述べています。[ 85 ]つまり、これはウェアラブルテクノロジーが誰にとっても有益であり、実際にはコストの問題ではないことを示唆しています。また、ウェアラブルテクノロジーが実際に他の人によって使用および装着されているのを常に目にすることで、身体活動の概念が促進され、より多くの人が参加するようになります。
ウェアラブル技術は、慢性疾患の発症や身体活動のモニタリングにも役立ちます。たとえば、American Journal of Preventive Medicineによると、「ウェアラブルは、さまざまな慢性疾患の経過段階（手術前と手術後など）で使用でき、医療記録データとリンクして、疾患の経過やさまざまな治療法によって活動の頻度、強度、持続時間がどのように変化するかに関する詳細なデータを取得できます。」[ 85 ]ウェアラブル技術は、時間の経過とともにどのようにパフォーマンスを発揮しているか、また、食事、運動ルーチン、睡眠パターンなどのさまざまな変化によってどのようにパフォーマンスを発揮しているかという点で、データを追跡して分析するのに役立ちます。また、ウェアラブル技術は、手術の前後の結果を測定するのに役立つだけでなく、がんや心臓病などの慢性疾患からリハビリ中の結果を測定するのにも役立ちます。
ウェアラブルテクノロジーは、健康に対する私たちの考え方や、健康の背後にある科学的知見をどのように解釈するかという点において、新たな、そしてより優れた方法を生み出す可能性を秘めています。それは医療をより高いレベルへと押し上げ、すでに患者の診断、治療、リハビリテーションの方法に大きな影響を与えています。しかしながら、ウェアラブルテクノロジーを医療に適切に統合し、最大限に活用する方法については、今後も広範な研究を継続していく必要があります。さらに、ウェアラブルテクノロジーの恩恵は大きいものの、重篤な疾患を抱える高リスク患者への適用を開始するためには、まだ多くの研究を完了させる必要があります。
ウェアラブルデバイスは集計形式でデータを収集できますが、そのほとんどは、このデータに基づいて分析や結論を出す能力が限られています。そのため、ほとんどは主に一般的な健康情報に使用されています。エンドユーザーが自分のデータがどのように使用されているかをどのように認識するかは、このようなデータセットを完全に最適化する方法に大きな影響を与えます。[ 86 ]
例外としては、発作を知らせるウェアラブルデバイスがあり、これは装着者のデータを継続的に分析し、助けを求めるかどうかを判断する。収集されたデータは、医師が診断に役立つ客観的な証拠を提供する可能性がある。
ウェアラブルは個人差を考慮に入れることができるが、ほとんどはデータを収集して、万人向けのアルゴリズムを適用するだけである。ウェアラブル上のソフトウェアは、データを直接分析するか、スマートフォンなどの近くのデバイスにデータを送信して、そのデバイスがデータを処理、表示、または分析に使用する。分析とリアルタイムの意味付けには、機械学習アルゴリズムも使用できる。[ 62 ]収集されたデータは、統計を使用してワイヤレスで分析され、時間の経過に伴う変化を示す視覚化技術で提示される。この情報は、インターネットを介して医療提供者と共有され、ユーザーの健康に関する情報に基づいた意思決定を行うことができる。[ 6 ]
ウェアラブルテクノロジーは、さまざまな形状で存在できます。人気のスマートウォッチには、Samsung Galaxy WatchやApple Watchなどがあります。人気のスマートリングには McLear Ring があります。人気のインプラントにはDangerous Things NExT RFID + NFC Chip Implant がありますが、これは着用するのではなく埋め込むものです。埋め込み型生体吸収性電子機器 埋め込み型生体吸収性電子機器は、精密医療において、バイタルサインデータの無線伝送やリアルタイムのバイオマーカーモニタリング、環境モニタリング、ウェアラブルテクノロジー、および消費者向け電子機器に使用されています。[ 87 ] [ 38 ] [ 88 ] [ 89 ]
メガネ（スマートグラスを含むが、スマートグラスに限らない）は、頭部に装着するウェアラブルテクノロジーである。
例えば脳波を測定するためのヘッドキャップは、頭に装着する。ある研究では、脳波測定用ヘッドギアが神経機能強化に使用できる可能性が示されており、「個人の脳波リズム（すなわちピークアルファ周波数）に同調するための視覚フリッカーパラダイム」によって、知覚的な視覚学習が大幅に速くなり、トレーニングの翌日もその効果が維持されると結論付けている。[ 90 ] [ 91 ]さまざまな形態の神経刺激に関する研究があり、ウェアラブルテクノロジーの使用を含むさまざまなアプローチがある。
別の応用例としては、明晰夢の誘導をサポートすることが挙げられるが、[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ]「その有効性を証明するには、より厳密に管理された検証研究が必要である」[ 95 ] 。
耳の中、耳の上、または耳の周りに装着するコンピューターには、ヘッドホン、マイク、補聴器、フィットネストラッカー、Bluetooth、Wi-Fiなどが含まれる場合があります。[ 96 ]
表皮エレクトロニクスは、皮膚の最外層である表皮の特性や挙動に匹敵する特性や挙動を持つことから、ウェアラブルテクノロジーの新たな分野として注目されています。[ 97 ] [ 98 ] [ 99 ]これらのウェアラブルデバイスは、皮膚に直接装着され、真皮および皮下組織の生理学的および代謝的プロセスを継続的にモニタリングします。[ 99 ]ワイヤレス機能は通常、バッテリー、Bluetooth、またはNFCによって実現され、これらのデバイスはウェアラブルテクノロジーの一種として便利で持ち運びやすくなっています。[ 100 ]現在、表皮エレクトロニクスは、フィットネスや医療モニタリングの分野で開発されています。
表皮技術の現在の利用は、既存の製造プロセスによって制限されています。現在の応用は、リソグラフィーやキャリア基板上に直接印刷してから身体に直接貼り付けるなど、さまざまな高度な製造技術に依存しています。皮膚に直接表皮エレクトロニクスを印刷する研究は、現在唯一の研究資料として入手可能です。[ 101 ]
表皮エレクトロニクスの重要性は、皮膚の機械的特性に似ている点にあります。皮膚は、ヤング率 ( E ) が 2～80 kPa、厚さが 0.3～3 mm の表皮と、Eが 140～600 kPa、厚さが 0.05～1.5 mm の真皮からなる二層構造としてモデル化できます。この二層構造は、引張歪み ≥ 30% に対して塑性的に反応し、それ以下では皮膚表面は変形せずに伸びてしわになります。[ 97 ]表皮エレクトロニクスの特性は、皮膚の特性を反映しており、同じように動作することができます。皮膚と同様に、表皮エレクトロニクスは超薄型 ( h < 100 μm)、低弾性率 ( E ≈70 kPa)、軽量 (<10 mg/cm 2 ) であるため、歪みを加えることなく皮膚に適合することができます。[ 100 ] [ 102 ]適合接触と適切な接着により、デバイスは剥離、変形、または故障することなく曲げ伸ばしが可能になり、従来のかさばるウェアラブルの課題、測定アーティファクト、ヒステリシス、および皮膚への運動誘発刺激を解消します。皮膚の形状に沿うこの固有の能力により、表皮エレクトロニクスは、皮膚の自然な動きや挙動を変えることなく、データを正確に取得できます。[ 103 ]表皮エレクトロニクスの薄く、柔らかく、柔軟な設計は、皮膚にラミネートされた一時的なタトゥーに似ています。基本的に、これらのデバイスは、着用者にとって「機械的に見えない」ものです。[ 97 ]
表皮電子デバイスは、ファンデルワールス力またはエラストマー基板を介して皮膚に接着する可能性がある。ファンデルワールス力のみの場合、皮膚の厚さが500 nm未満であれば、表皮デバイスの単位面積あたりの熱容量は皮膚と同じ（150 mJ/cm 2 K）となる。ファンデルワールス力に加えて、 E と厚さの値が小さいと、張力や圧縮による変形誘発剥離を防ぐため、接着を最大化するのに効果的である。[ 97 ]エラストマー基板を導入すると接着性は向上するが、単位面積あたりの熱容量はわずかに増加する。[ 103 ]これらの皮膚のような特性を実現するために、フォトリソグラフィーでパターン化された蛇行状金ナノフィルムやシリコンナノメンブレンのパターン化ドーピングなど、いくつかの材料が研究されている。[ 98 ]
スマートシューズは、スマート機能を靴に組み込んだウェアラブルテクノロジーの一例です。スマートシューズは、スマートフォンアプリと連携して、通常の靴ではできないタスクをサポートすることがよくあります。その用途には、Google マップを介して目的地に到達するために、スマートフォンを振動させていつどこで曲がるべきかをユーザーに知らせたり、自動で靴紐を締めたりすることが含まれます。[ 104 ] [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] [ 108 ]
映画『バック・トゥ・ザ・フューチャー PART II』に登場するナイキ マグのような自動靴紐スニーカー技術も、スマートシューズの用途の一つです。2019年、ドイツの靴メーカーであるプーマは、 iPhoneからフィット感を調整できるマイクロモーターを使用した靴紐のないFiシューズで、タイム誌の「2019年のベスト発明100選」に選ばれました。[ 109 ]ナイキも2019年にAdapt BBというスマートシューズを発表しました。このシューズは、カスタムモーターとギアでフィット感を緩めたり締めたりできるボタンが側面にあり、スマートフォンでも操作できました。[ 110 ]
2013 年 4 月 16 日、Google は、2012 年の Google I/O カンファレンスでウェアラブル グラスを事前注文した「グラス エクスプローラー」をデバイス受け取りに招待しました。この日は、眼鏡のように装着するヘッドアップ ディスプレイを介してリッチ テキストと通知を表示することを目的としたデバイス、Google Glass の正式な発売日でした。このデバイスには 5 MP のカメラも搭載されており、720p でビデオを録画できました。[ 111 ]さまざまな機能は、「OK Glass」などの音声コマンドで起動できました。同社は、Google Glass のコンパニオン アプリ、MyGlass もリリースしました。[ 112 ]最初のサードパーティ製 Google Glass アプリは、ニューヨーク タイムズから提供され、記事やニュースの要約を読み上げることができました。
しかし、2015年初頭、Googleはデザインと1,500ドルという価格設定に対する批判を受け、ベータ版の「エクスプローラーエディション」のGlassの一般向け販売を中止した。[ 113 ]
光学式ヘッドマウントディスプレイ技術はニッチな分野にとどまっているが、スマートウォッチとアクティビティトラッカーという2種類のウェアラブルデバイスが急速に普及している。2012年、ABIリサーチは、多くの世界市場におけるスマートフォンの高い普及率、MEMSセンサーの幅広い入手可能性と低コスト、Bluetooth 4.0などのエネルギー効率の高い接続技術、そして活況を呈するアプリのエコシステムなどを背景に、スマートウォッチの売上高が2013年には120万ドルに達すると予測した。[ 114 ]
クラウドファンディングで資金調達を行ったスタートアップ企業Pebbleは、2013年にKickstarterで1,000万ドル以上の資金を集めるキャンペーンを展開し、スマートウォッチの概念を刷新しました。2014年末には、Pebbleは100万台のデバイスを販売したと発表しました。2015年初頭、Pebbleはクラウドファンディングの原点に立ち返り、次世代スマートウォッチ「Pebble Time」のためにさらに2,000万ドルを調達しました。Pebble Timeは2015年5月に出荷が開始されました。
クラウドファンディングで資金調達したスタートアップ企業McLearは、2013年にスマートリングを発明し、Kickstarterで30万ドル以上の資金を集めた。McLearは、ウェアラブル技術の先駆者として、決済、ビットコイン決済、高度なセキュリティアクセス制御、自己定量化データ収集、生体認証データ追跡、高齢者向けモニタリングシステムなどを導入した。
2014年3月、モトローラはスマートウォッチやその他のウェアラブル向けに特別に設計されたモバイルオペレーティングシステムAndroidの改良版であるAndroid Wearを搭載したスマートウォッチMoto 360を発表した。 [ 115 ] [ 116 ]そしてついに、1年以上の憶測を経て、アップルは2014年9月に独自のスマートウォッチであるApple Watchを発表した。
ウェアラブル技術は、2014年のコンシューマー・エレクトロニクス・ショー（CES）で人気のトピックであり、業界評論家はこのイベントを「ウェアラブル、家電、自動車、そして折り曲げ可能なテレビのショー」と呼んだ。[ 117 ]展示された数多くのウェアラブル製品の中には、スマートウォッチ、アクティビティトラッカー、スマートジュエリー、ヘッドマウント型光学ディスプレイ、イヤホンなどがあった。しかしながら、ウェアラブル技術は依然としてバッテリー容量の制限に悩まされている。[ 118 ]
ウェアラブル技術のもう1つの応用分野は、介護付き生活や高齢者介護のためのモニタリングシステムです。ウェアラブルセンサーはビッグデータを生成する大きな可能性を秘めており、生物医学やアンビエント介護付き生活に幅広く応用できます。[ 119 ]このため、研究者たちはデータ収集から、統計的分類やニューラルネットワークなどのデータマイニング技術を用いて収集したデータから貴重な情報を抽出できるインテリジェントアルゴリズムの開発へと焦点を移しています。[ 120 ]
ウェアラブル技術は、心拍数（ECGおよびHRV）、脳波（EEG）、筋生体信号（EMG）などの生体データを人体から収集し、ヘルスケアおよびウェルネスの分野で貴重な情報を提供することもできます。[ 121 ]
もう1つの人気が高まっているウェアラブルテクノロジーは、バーチャルリアリティです。VRヘッドセットは、コンピューター、ゲーム機、モバイルデバイス向けにさまざまなメーカーによって製造されています。最近では、GoogleがヘッドセットであるGoogle Daydreamを発売しました。[ 122 ]
商用アプリケーションに加えて、ウェアラブルテクノロジーはさまざまな用途に向けて研究開発されています。マサチューセッツ工科大学は、この分野の技術を開発およびテストしている多くの研究機関の1つです。たとえば、次世代ウェアラブルへの統合に向けて触覚技術[ 123 ]を改良する研究が行われています。別のプロジェクトでは、ウェアラブルテクノロジーを使用して視覚障害者が周囲の環境をナビゲートするのを支援することに焦点を当てています。[ 124 ]
ウェアラブル技術は成長を続け、他の分野にも拡大し始めています。ウェアラブルをヘルスケアに統合することは、さまざまな機関の研究開発の焦点となっています。ウェアラブルは進化を続け、デバイスを超えて、スマートファブリックなどの新しい分野を探求しています。アプリケーションには、生地を使用して機能を実行することが含まれます。たとえば、繊維にQRコードを組み込むこと[ 125 ] 、または運動中に空気の流れを増やすパフォーマンスアパレル[ 126 ]などです。
ウェアラブルは、デジタルメディアを体験する新しい方法を生み出すことで、エンターテインメント分野に進出しました。仮想現実ヘッドセットや拡張現実メガネは、エンターテインメントにおけるウェアラブルの代表例となっています。これらの仮想現実ヘッドセットや拡張現実メガネの影響は、初期の頃は主にゲーム業界で見られましたが、現在では医療や教育の分野でも使用されています。[ 127 ]
Oculus Rift、HTC Vive 、Google Daydream Viewなどの仮想現実ヘッドセットは、一人称視点の体験をシミュレートするか、メディアをユーザーの視野全体に表示することで、より没入感のあるメディア体験を作り出すことを目指しています。テレビ、映画、ビデオゲーム、教育シミュレーターは、これらのデバイスが働く専門家や消費者が使用するために開発されています。2014年の展示会で、AvegantのEd Tangは「スマートヘッドホン」を発表しました。このヘッドホンは、仮想網膜ディスプレイを使用してOculus Riftの体験を強化します。[ 128 ]拡張現実デバイスの中には、ウェアラブルのカテゴリに分類されるものもあります。拡張現実メガネは現在、複数の企業によって開発されています。[ 129 ] Snap Inc.のSpectaclesは、ユーザーの視点からビデオを録画し、スマートフォンとペアリングしてSnapchatにビデオを投稿するサングラスです。[ 130 ]マイクロソフトもこの分野に参入し、2017年に拡張現実メガネ「HoloLens」を発売しました。このデバイスは、デジタルホログラフィー、つまりホログラムを使用して、ユーザーに拡張現実の直接体験を提供します。[ 131 ]これらのウェアラブルヘッドセットは、軍事を含むさまざまな分野で使用されています。
ウェアラブルテクノロジーは、手首に装着する小型のテクノロジーから、全身を覆うアパレルへと拡大している。ShiftWear社が製造した靴は、スマートフォンアプリを使用して靴のデザイン表示を定期的に変更する。[ 132 ]この靴は通常の生地で作られているが、胴体と背面に沿ってディスプレイが配置されており、ユーザーが選択したデザインが表示される。このアプリは2016年に公開され、靴のプロトタイプは2017年に作成された。[ 132 ]
この例として、Atariのヘッドホンスピーカーが挙げられます。AtariとAudiowearは、スピーカー内蔵のフェイスキャップを開発中です。このキャップは、つばの裏側にスピーカーが内蔵されており、Bluetooth機能も備えています。[ 133 ] Jabraは2018年に、周囲のノイズを遮断し、「ヒアスルー」と呼ばれる設定を切り替えられるイヤホンを発売しました。 [ 134 ]
ゲーム業界は常に新しい技術を取り入れてきました。電子ゲームに初めて使われた技術は、ポン用のコントローラーでした。ユーザーのゲームプレイ方法は、10年ごとに進化を続けています。現在、最も一般的なゲーム形態は、ゲーム機用のコントローラーを使うか、PCゲーム用のマウスとキーボードを使うかのどちらかです。
2012年に、仮想現実ヘッドホンが一般に再導入されました。VRヘッドセットは1950年代に初めて構想され、1960年代に正式に開発されました。[ 135 ]最初の仮想現実ヘッドセットの開発は、撮影監督のモートン・ヘイリグによるものです。彼は1962年にSensoramaと呼ばれるデバイスを開発しました。[ 136 ] Sensoramaはビデオゲームのようなデバイスで、非常に重かったため、吊り下げ装置で支える必要がありました。[ 137 ]ゲーム業界では、グローブからフットボードまで、さまざまなウェアラブルテクノロジーが登場しています。ゲーム分野には、奇抜な発明があります。2016年、ソニーはProject Morpheusというコードネームの、初のポータブルで接続可能な仮想現実ヘッドセットを発表しました。[ 138 ]このデバイスは2018年にPlayStation向けにブランド変更されました。[ 139 ] 2019年初頭、マイクロソフトは仮想現実を超えて複合現実ヘッドセットであるHoloLens 2を発表しました。主な焦点は、主に労働者階級が困難な作業を支援するために使用することです。[ 140 ]
軍事分野におけるウェアラブルテクノロジーは、教育目的、訓練演習、持続可能性技術など多岐にわたる。[ 141 ]
軍隊内で教育目的で使用される技術は、主に兵士のバイタルサインを追跡するウェアラブルデバイスです。兵士の心拍数、血圧、感情状態などを追跡することで、研究開発チームは兵士を最も効果的に支援することができます。化学者のマット・コッポック氏によると、彼はさまざまな生体認識受容体を集めることで兵士の致死性を高める取り組みを始めています。そうすることで、兵士に対する新たな環境脅威を排除できるとのことです。[ 142 ]
仮想現実の出現に伴い、VR を使用したシミュレーションの作成を開始するのはごく自然なことです。これにより、ユーザーは訓練するあらゆる状況に備えることができます。軍隊では、兵士が訓練する戦闘シミュレーションがあります。軍隊が兵士の訓練に VR を使用する理由は、実際の状況に置かれることなく、ユーザーが感じる最もインタラクティブで没入感のある体験だからです。[ 143 ]最近のシミュレーションには、戦闘シミュレーション中にショックベルトを装着した兵士が含まれます。撃たれるたびに、ベルトは一定量の電気をユーザーの皮膚に直接放出します。これは、可能な限り人道的な方法で銃創をシミュレートするためです。[ 143 ]
軍人が野戦で着用する持続可能性技術は数多くあります。その一つがブーツの中敷きです。この中敷きは、兵士が装備の重量をどのように運んでいるか、また日々の地形要因が任務計画の最適化にどのように影響するかを測定します。[ 144 ]これらのセンサーは、軍が最適なタイムラインを計画するのに役立つだけでなく、兵士の身体的および精神的健康を最高の状態に保つのにも役立ちます。
ファッショナブルなウェアラブルとは、「美学とスタイルを機能的なテクノロジーと組み合わせたデザインの衣服とアクセサリー」です。[ 145 ]衣服は、デジタル技術を介して外部とつながるインターフェースです。衣服のダイナミックなカスタマイズに無限の可能性をもたらします。すべての衣服には、社会的、心理的、物理的な機能があります。しかし、テクノロジーを使用することで、これらの機能を増幅することができます。Eテキスタイルと呼ばれるウェアラブルもあります。これらは、衣服の中にウェアラブルテクノロジーを作り出すために、繊維（布地）と電子部品を組み合わせたものです。[ 146 ]これらはスマートテキスタイルやデジタルテキスタイルとしても知られています。
ウェアラブルは、機能性の観点から、または美的観点から作られます。機能性の観点から作られる場合、デザイナーとエンジニアは、ユーザーに利便性を提供するウェアラブルを設計します。衣服やアクセサリーは、ユーザーを支援するためのツールとして使用されます。デザイナーとエンジニアは協力して、衣服の製造にテクノロジーを組み込み、ユーザーの生活を簡素化できる機能を提供しています。たとえば、スマートウォッチを使用すると、外出先でコミュニケーションをとったり、健康状態を追跡したりできます。さらに、スマートファブリックは、顧客の動きを感知できるため、ユーザーと直接やり取りできます。これは、プライバシー、コミュニケーション、健康などの懸念に対処するのに役立ちます。数年前、ファッショナブルなウェアラブルは機能的でしたが、美的ではありませんでした。2018年現在、ウェアラブルは、スタイリッシュで快適な衣服の製造を通じて、ファッションの基準を満たすように急速に成長しています。さらに、ウェアラブルが美的観点から作られる場合、デザイナーはテクノロジーを使用し、エンジニアと協力することで、作品を探求します。これらのデザイナーは、デザインに電子機器を組み込むために利用できるさまざまな技術と方法を探求します。素材や色は、衣服に埋め込まれたセンサーに応じて変化するため、特定の素材や色に制約されることはありません。デザインがユーザーに合わせてどのように適応し、反応するかを決定できます。[ 9 ]
1967年、未来的なデザインで知られるフランスのファッションデザイナー、ピエール・カルダンは、LED（発光ダイオード）を用いた幾何学的な刺繍模様が特徴の「ローブ・エレクトロニック」と題した衣服のコレクションを制作しました。ピエール・カルダンのユニークなデザインは、アニメ番組「ジェットソンズ」のエピソードにも登場し、主人公の一人が、光る「ピエール・マルシャン」[ 147 ]ドレスをコンセントに差し込むことで、その仕組みを実演しています。ピエール・カルダンの作品に関する展覧会が最近、ニューヨークのブルックリン美術館で開催されました[ 148 ]。
1968年、ニューヨーク市の現代工芸博物館は「ボディカバーリング」と題した展覧会を開催し、テクノロジーを駆使したウェアラブルとファッションの融合を紹介した。展示された作品の中には、温度が変化する衣服や、光ったり音を出したりするパーティードレスなどがあった。この展覧会のデザイナーたちは、衣服やアクセサリーに電子機器を創造的に組み込むことで、これらの作品を制作した。2018年現在、ファッションデザイナーたちはファッションとテクノロジーの限界を押し広げながら、デザインの製造においてこの手法を探求し続けている。[ 9 ]
McLear（NFC Ringとしても知られる）は、House of Henry HollandおよびVisa Europe Collabと提携し、イズリントンのコリンズ・ミュージック・ホールで「キャットウォークでのキャッシュレス決済」と題したイベントを開催した。イベント会場を歩くセレブリティたちは、McLearのNFC Ringsを装着したウェアラブルデバイスを決済端末にかざすことで、史上初めて購入を行うことができた。[ 149 ]
CuteCircuitは、2008年にGalaxy Dress（米国シカゴの科学産業博物館の永久コレクションの一部）を、2012年にtshirtOS（現在のinfinitshirt）を制作し、インタラクティブでアプリ制御のファッションというコンセプトを先駆けて確立しました。CuteCircuitのファッションデザインは、インタラクションや色の変化が可能で、着用者に新しいコミュニケーション方法と個性やスタイルを表現する手段を提供します。CuteCircuitのデザインは、ケイティ・ペリー[ 27 ]やニコール・シャージンガー[ 28 ]などのセレブリティがレッドカーペットで着用しており、ボストン美術館の永久コレクションの一部にもなっています。
イワン・プーピレフが率いるGoogleのプロジェクト、Project Jacquardは、衣服とテクノロジーを融合させている。 [ 150 ] Googleはリーバイス と協力し、スマートフォンを操作できるタッチセンサー部分を備えたジャケットを開発した。カフスボタンは取り外し可能で、USBポートで充電できる。[ 151 ]
Intelは、 Chromatというブランドと提携して、ユーザーの体の変化に反応するスポーツブラや、ユーザーのアドレナリンレベルに基づいて色が変わる3Dプリントのカーボンファイバードレスを開発した。[ 152 ] Intelはまた、GoogleやTAG Heuerとも提携してスマートウォッチを開発した。[ 153 ]
スマートファブリックと3Dプリンティングは、デザイナーのアイリス・ヴァン・ヘルペンによってハイファッションに取り入れられました。ヴァン・ヘルペンは、ラピッドプロトタイピングの3Dプリンティング技術をファッション業界に取り入れた最初のデザイナーです。 [ 154 ]
企業が繊維から衣服まで電子繊維を製造する方法や、その工程に電子機器を組み込む方法はいくつかあります。開発されている方法の1つは、導電性インクを使用して伸縮性のある回路を布地に直接印刷する方法です。[ 155 ]導電性インクは、インク中の金属片を使用して電気伝導性を持たせます。もう1つの方法は、導電性の糸またはヤーンを使用することです。この開発には、非導電性繊維（ポリエステルPETなど）を金や銀などの金属などの導電性材料でコーティングして、コーティングされたヤーンを製造したり、電子繊維を製造したりすることが含まれます。[ 156 ]
電子テキスタイルの一般的な製造技術には、以下のような従来の方法があります。
ウェアラブルデバイスのユーザーエクスペリエンス（UX）設計においては、センサーから収集されたデータは、連携したクラウドデータベースを介して無線で転送されます。これらのデータは統計分析によって解析され、ユーザーの行動パターンを時系列で明確に視覚化するユーザーインターフェース（UI）グラフィックで表示されます。限られたスペースしかない小さな画面で作業する場合、簡潔な操作とシンプルなUXフローで必要不可欠な情報を提供することが、効率的なウェアラブルデザインを実現する鍵となります。
ウェアラブルのコア機能には、メッセージの閲覧やフィットネス アプリの操作といった単純な動作が含まれます。ほとんどのウェアラブルはシンプルさを重視しており、画面サイズ、解像度、処理能力が異なるデバイスにも合うシンプルなデザインになっています。応答性も重要で、ユーザーが意図したとおりにジェスチャーを実行するために手首をひねったり回したりする必要があるなど、動作が遅い操作は、長期的には非常にイライラするものになります。さらに、ビジュアル デザインとナビゲーションは、このような小さなスペースで強力な UI 階層を作成するためのコア要素です。グラフィック、形状、色をスマートに組み合わせることで、ユーザーとの素早いインタラクションを通じて冗長性を最小限に抑えることができます。ミラー氏は、「アニメーションはスマートウォッチの UX を楽しくすることができますが、優先事項にすべきではありません」と主張しています。[ 158 ]アニメーションが多すぎると、情報が肥大化したり、ウェアラブルのバッテリー寿命が短くなったりする可能性があります。
健康モニタリングウェアラブルの UI および UX デザインは、ユーザーがデバイスを効率的かつ安全に操作できるようにするために重要です。ほとんどのウェアラブル デバイスは画面が小さいため、UI は直感的で、明確でシンプルなナビゲーションを提供する必要があります。しかし、プライバシー設定とデータ共有コントロールは複雑なメニューの中に隠されていることが多く、ユーザーがデータ設定を管理するのが困難になっています。同意メカニズムの設計が不十分なため、多くのユーザーは自分の個人健康データがどの程度収集され、共有されているかを認識していません。フォートヘア大学の調査では、参加者の 52% がセキュリティ ポリシーに精通しておらず、47% が自分のプライベート データへのデータアクセス権限を持つ人物について懸念しておらず、35% がデバイスに保存または送信される情報を大まかに認識しており、参加者の 4 分の 1 だけが機密データを定期的にバックアップし、定期的に復元をテストしていることがわかりました。この調査の結果は、回答者の半数が健康情報を保護する必要性を理解していないことも示唆しています。[ 6 ]健康とデータ プライバシーに関する一般的な認識が不足しているようです。利用規約は長文で理解しにくいことが多く、ユーザーはその意味を十分に理解しないままデータ収集に同意してしまう。適切に設計されたUIとUXは透明性を優先し、明確でアクセスしやすいプライバシー設定、理解しやすい同意プロセス、安全な認証方法を提供するべきである。残念ながら、モバイルアプリケーションの正式な評価やピアレビューは、ウェアラブルデバイスの文脈ではほとんどテストされていない。[ 159 ]より良い設計によってプライバシー制御を強化することで、ユーザーは自分のデータの所有権を持ち、不正アクセスに関連するリスクを最小限に抑えることができる。
FDAは、低リスクデバイスに関するガイダンスを起草し、パーソナルヘルスウェアラブルは、体重管理、体力、リラクゼーションまたはストレス管理、精神的鋭敏さ、自尊心、睡眠管理、または性機能に関するデータのみを収集する場合、一般的な健康製品であると助言しています。[ 160 ]これらのデバイスの使用が増加しているため、FDAは、アプリが正しく機能しない場合の患者のリスクを軽減するためにこのガイダンスを起草しました。[ 161 ]健康を追跡し、自立を促進するのに役立つ一方で、情報を得るためにプライバシーの侵害が発生するため、倫理的にも議論されています。これは、転送する必要のある膨大な量のデータによるもので、第三者がこのデータにアクセスした場合、ユーザーと企業の両方に問題が発生する可能性があります。外科医が患者のバイタルサインを追跡するために使用したGoogle Glassには、同意のない情報の第三者の使用に関連するプライバシーの問題がありました。ウェアラブルテクノロジーに関しては、同意の問題もあります。なぜなら、ウェアラブルテクノロジーは録画機能を提供するため、録画される際に許可を求めないことが問題となるからです。[ 162 ] [ 163 ]
スマートフォンと比較して、ウェアラブルデバイスはデバイスメーカーやソフトウェア開発者にとって信頼性に関する新たな課題をいくつか提起しています。限られた表示領域、限られたコンピューティング能力、限られた揮発性および不揮発性メモリ、デバイスの非従来型の形状、豊富なセンサーデータ、アプリの複雑な通信パターン、限られたバッテリーサイズなど、これらの要因すべてが、リソース不足やデバイスのフリーズなどの顕著なソフトウェアバグや障害モードにつながる可能性があります。[ 8 ]さらに、ウェアラブルデバイスの多くは健康目的（モニタリングまたは治療）で使用されるため[ 3 ] [ 17 ]、その精度と堅牢性の問題が安全性の懸念を引き起こす可能性があります。これらのウェアラブルデバイスの信頼性とセキュリティ特性を評価するためのツールがいくつか開発されています。[ 164 ]初期の結果は、ウェアラブルソフトウェアの弱点を示しており、UIアクティビティの高さなどによるデバイスの過負荷が障害を引き起こす可能性があります。[ 165 ]
健康モニタリングウェアラブルの使用においては、プライバシーとセキュリティのリスクが依然として大きな懸念事項となっている。これらのデバイスは機密性の高い健康データを収集・送信するため、サイバー攻撃や不正なデータアクセスに対して脆弱になる。フィットネス追跡アプリのStravaは、シリアやイラクなどの紛争地帯にいる米軍兵士の位置を意図せず暴露した。Stravaの「ヒートマップ」機能により軍事基地の存在が明らかになり、ユーザーの名前、移動パターン、心拍数などの機密情報へのアクセスが可能になった。[ 158 ]
生理周期追跡アプリは、ターゲット広告のためにユーザーデータを第三者企業と共有しているとして批判を受けている。[ 166 ] Floアプリで生理周期を記録した直後に、生理症状を緩和する製品のInstagram広告を受け取ったという報告がある。[ 167 ]体温モニタリングで排卵を追跡するApple Watchは、データプライバシーと生殖健康情報の悪用の可能性について懸念を引き起こしている。中絶が違法な地域では、このようなデータが女性に対する訴訟で不利に利用される可能性がある。
ウェアラブルデバイスは、個人の自己追跡だけでなく、企業の健康・ウェルネスプログラムにも利用され、関心が高まっている。ウェアラブルデバイスは、雇用主が健康以外の目的に転用できるデータ痕跡を残すため、従業員の監視への利用など、ウェアラブルデバイスのプライバシーやセキュリティに関する問題を研究する研究がますます増えている。[ 168 ]
データはユーザー自身が所有するのではなく、ウェアラブルデバイスを製造する企業が所有する。ユーザーはデータの集計概要にのみアクセスでき、生データは第三者に販売される可能性がある。[ 6 ]
ウェアラブルテクノロジーは、スマートウォッチや医療センサーなどのデバイスを通じて、健康状態のモニタリング、フィットネスの追跡、日常的なデータ収集に広く利用されている。ウェアラブルテクノロジーに関する研究では、偏見、価格、アクセシビリティといった社会的・文化的側面も検討されてきた。
ウェアラブルデバイスでは、一般的に光電容積脈波法（PPG）が用いられます。これは、赤色と緑色の光センサーを使用して、光吸収によって心拍数と血中酸素濃度を測定するセンシング方法です。[ 169 ]研究によると、光電容積脈波法に基づくセンサーの精度は皮膚の色素沈着の影響を受ける可能性があり、メラニンレベルが高いほど光を吸収して信号検出に影響を与えるため、肌の色が濃い人では測定精度が低下する可能性があると報告されています。[ 169 ]
ウェアラブルテクノロジーへのアクセスを阻む要因として、コストが挙げられています。低所得者層を対象としたウェアラブルテクノロジーの研究では、価格の手頃さがアクセスを制限する要因となり、低価格のデバイスは信頼性が低いと報告されることが多く、より高度なデバイスは依然として経済的に入手困難であることが分かっています。[ 170 ]研究者らは、このことが一部のユーザーにとって価格の手頃さと機能性のトレードオフを生み出す可能性があると指摘しています。[ 170 ]
ウェアラブルテクノロジーとアクセシビリティに関する研究では、障害のあるユーザーにとってのいくつかの課題が明らかになっています。障害のある人向けのウェアラブルテクノロジーに関するケーススタディでは、高コスト、既存の支援技術との互換性の問題、バッテリー寿命、耐久性、快適性などの技術的な制限といった障壁が報告されています。[ 171 ]
概して、これらのウェアラブルデバイスは健康やフィットネスのモニタリングに広く使用されている一方で、偏見、価格、アクセシビリティに関連する社会文化的懸念が継続的に高まっていることが研究で検証されている。