Nahaufnahme einer Frau mit Brille und virtuellem Bildschirm
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30.05.2022 Fachinformation

Neue Normen für tragbare Technologien

Der Markt für Wearables wächst rasant. Fitness-Tracker und Smart Watches sind bereits fest in unserem Alltag verankert. Medizinische Anwendungen sowie Infotainment-Anwendungen sind weitere und vielversprechende Entwicklungsbereiche.

Auf internationaler Ebene erarbeitet das Gremium IEC/TC 124 konkrete Anforderungen speziell für tragbare Technologien.

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IEC

Von Natalie Mouyal

Das erste Beispiel für tragbare Technologien („Wearables“) geht bis ins 16. Jahrhundert zurück. Zu jener Zeit wurden Uhren entweder als Halskette oder Armband bzw. später in der Tasche getragen. Heute sind Wearables allgegenwärtig.

Zu den bekannten Beispielen gehören hierbei Fitness-Tracker und Smartwatches, doch tragbare Technologien halten auch Einzug in neue Bereiche wie Mode und medizinische Versorgung.

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Janina Laurila-Dürsch
Zuständiges Gremium
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Neueste Fortschritte in der Technologie haben dafür gesorgt, dass Wearables in vielen verschiedenen Formaten erhältlich sind. So ist beispielsweise der Trend zu Geräten, die immer kleiner, dünner und flexibler sind, durch Fortschritte in der Miniaturisierung und durch neue Schnittstellen, die nicht mehr durch Berührung, sondern auch durch die Stimme oder Bewegungen gesteuert werden, möglich. In der Folge werden Wearables immer unauffälliger und beinahe unsichtbar.

Von dieser Entwicklung profitiert der medizinische Sektor. So können beispielsweise dünne elektronische Pflaster bei der Behandlung von Diabetes helfen. Sie können auf der Haut angebracht werden, um den Blutzuckerspiegel kontinuierlich zu überwachen und in manchen Fällen sogar Insulin in den Blutkreislauf pumpen. Wissenschaftler der University of California in San Diego haben kürzlich ein Verfahren entwickelt, das eine kontinuierliche Messung des Blutdrucks und der Herzfrequenz mit Hilfe von Hautpflastern ermöglicht. Dies ist Teil einer Entwicklung zur Überwachung von Patienten, die sowohl im Krankenhaus bei stationären Patienten zum Einsatz kommen kann als auch bei der Versorgung von ambulanten Patienten.

Auch bei einem weiteren medizinischen Durchbruch ist der Einsatz von tragbaren Technologien zur Verbesserung und Beurteilung von Bewegungsabläufen im Rahmen einer physischen Rehabilitation geradezu prädestiniert. Ein VR-Elektronikunternehmen hat sich mit einem Krankenhaus in New York zusammengetan, um einen Ganzkörperanzug zu entwickeln, der eine personalisierte Echtzeitdiagnose sowie entsprechendes körperliches Training für Patienten ermöglicht, indem über Sensoren biometrische Daten, Bewegungsdaten und haptisches Feedback erfasst werden.

Es sind auch einige unkonventionelle tragbare Technologien entstanden. Wissenschaftler*innen des Media Lab am MIT haben ein Keyboard aus gestricktem Gewebe entwickelt. Das Keyboard kann einfach zusammengefaltet und im Prinzip wie jedes andere Stück Stoff zusammengerollt werden. Die Modeindustrie interessiert sich ebenfalls für tragbare Technologien. Designer entwerfen solarbetriebene Mäntel, LED-Shirts und -Kleider sowie kleine LED-Accessoires wie Ohrringe oder Armbänder, die Bluetooth-Technologie enthalten.


Mann mit Smartwatch Augmented Reality
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Medizinische Wearables werden langfristig die Gesundheit von Patienten verbessern

Wearables sind nicht gleich Wearables. Auf dem Markt erhältlich sind derzeit nur Produkte für Freizeit, Fitness und Wellness. Wearables für den medizinischen Bereich werden zwar bereits getestet, befinden sich aber noch in der Entwicklung und unterliegen hohen, regulatorischen Anforderungen. Die Normung beschäftigt sich schon jetzt mit den Sicherheitsanforderungen medizinischer Wearables.

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Markt für tragbare Technologien

Einer Studie von IDTechEx zufolge ist davon auszugehen, dass die Wearables-Branche von aktuell 24 Mrd. USD auf über 70 Mrd. USD im Jahr 2025 wachsen wird. Tatsächlich hat sich die COVID-19-Pandemie hier, im Gegensatz zu anderen Branchen, als Beschleuniger der wichtigsten Trends erwiesen, die tragbare Technologien vorantreiben. Dazu gehören beispielsweise der Trend zu Patientenüberwachung aus der Ferne und zu digitalen Gesundheitsdienstleistungen sowie die Tatsache, dass Fitness und Wohlbefinden bei vielen Menschen aktuell einen hohen Stellenwert einimmt.

Im März 2017 hat die IEC das Technical Committee 124 (DKE/K 802) ins Leben gerufen, um Normen für tragbare elektronische Geräte und Technologien zu entwickeln, einschließlich Materialien und Geräte, die am Körper angeheftet, implantiert oder eingenommen werden können sowie solche, die aus elektronischen Textilmaterialien hergestellt werden. Es wurden vier Arbeitsgruppen gebildet, um die Normung in Bereichen wie Terminologie, Mess- und Bewertungsverfahren für E-Textilien, alle anderen Materialien sowie Geräte und Systeme voranzubringen.

Da sich tragbare elektronische Geräte und Technologien in ihrer Art, Form und ihrem Zweck unterscheiden, hat IEC/TC 124 sie als Geräte bzw. Technologien definiert, zu deren Eigenschaften es gehört, dass sie immer an sind und Daten mit dem Ziel sammeln, die Art und Weise wie Nutzer interagieren und von ihrer Umgebung profitieren, zu verbessern.

Jae Yeong Park, Sekretär von IEC/TC 124, sagt: „Das Geschäftsumfeld für tragbare Technologien wächst weltweit rasant und wir erleben die Entstehung neuer Märkte und Anwendungen. Bereits heute entwickeln mehr als viertausend Unternehmen, einschließlich aller großen multinationalen Elektronikkonzerne, tragbare elektronische Geräte und Technologien für den globalen Markt.“

Zu den vielversprechendsten Entwicklungsbereichen gehören medizinische und Infotainments-Anwendungen, wie beispielsweise Smart Eyewear, Smart Clothing, anheftbare Geräte und tragbare Stromquellen. Park merkt an, dass „es durchaus wahrscheinlich ist, dass wir in Zukunft die Verbindung von tragbaren elektronischen Geräten und Kleidung und anderen Produkten sowie Kommunikation erleben, um die Nutzerschnittstelle mit dem Internet der Dinge (IoT, Internet of Things) und anderen Geräten zu verbessern“.


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Rolle von Normen

Die Normung von tragbaren Technologien befindet sich noch am Anfang. Laut Park „besteht jedoch die einhellige Auffassung, dass nur eine internationale Normung die Kosten und Anstrengungen zu Beginn der Serienproduktion senken und wirksame Leitlinien zur Stabilisierung und Expansion des Markts zur Verfügung stellen kann“.

Im Jahr 2021 hat IEC/TC 124 seine ersten Veröffentlichungen, bestehend aus drei internationalen Normen und einem Technischen Bericht, herausgegeben.

IEC 63203-101-1 enthält Definitionen zu Begriffen, die häufig in Bezug auf tragbare Technologien verwendet werden, und stellt so eine gemeinsame Grundlage für die Diskussion wesentlicher Konzepte sicher. Die anderen beiden Normen, IEC 63203-201-3 und IEC 63203-204-1, enthalten Prüfverfahren in Bezug auf E-Textilien. Insbesondere IEC 63203-201-3 definiert ein Prüfverfahren zur Messung des elektrischen Widerstands in leitfähigem Gewebe mit Verweis auf die Temperatur und Feuchtigkeit zwischen Haut und Kleidung. IEC 63203-204-1 legt das Prüfverfahren für die Messung der Haltbarkeit von Freizeit- und Sportbekleidung aus E-Textilien während des Waschens im nicht gewerblichen Bereich fest.

E-Textilien eignen sich gut, um biologische Signale wie Atem- oder Herzfrequenzen zu überwachen. Neben den E-Textilien muss außerdem ein abnehmbares elektronisches Gerät für die Messung der Daten angeschlossen sein. Zum aktuellen Zeitpunkt gibt es keine genormte Verbindungsschnittstelle zwischen dem elektronischen Gerät und den E-Textilien, allerdings werden leitende Druckknöpfe am häufigsten verwendet. Die Fachleute im Gremium haben im Rahmen von IEC TR 63203-250-1 Anforderungen für leitende Druckknopfverbinder festgelegt und damit einen Leitfaden für künftige Normungsarbeiten im Hinblick auf die Verbinder in E-Textilien.

IEC/TC 124 arbeitet aktuell an 14 Veröffentlichungen zu Themen wie Prüfverfahren für elektronische Textilien und handschuhartige Bewegungssensoren sowie die Leistung von Fitness-Wearables. Im nächsten Schritt wird das Gremium „Normen für die relevanten Materialien, Geräte und Systeme zur Verfügung stellen, wobei der Fokus auf der Anpassungsfähigkeit und Zuverlässigkeit liegt. Es ist ein aufregender Markt mit großem Wachstumspotenzial. Wir brauchen Normen, die die Bedürfnisse des Markts widerspiegeln“, sagt Park abschließend.


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