Vysoká škola ekonomická v Praze
Fakulta informatiky a statistiky
Nositeľná elektronika
BAKALÁRSKA PRÁCA
Študijný program: Aplikovaná informatika Študijný obor: Aplikovaná informatika
Autor: Nikola Riganová
Vedúci bakalárskej práce: Ing. Ladislav Luc Praha, květen 2021
Poďakovanie
V prvom rade by som sa rada poďakovala pánovi Ing. Ladislavovi Lucovi sa cenné rady a komentáre pri písaní tejto bakalárskej práce. Tak isto patrí moja vďaka aj celej mojej rodine a priateľom za ich pomoc a morálnu podporu.
4
Abstrakt
Nositeľnú elektroniku zaraďujeme k malým elektronickým zariadenia. Tieto zariadenia sú nosené užívateľmi priamo na tele, v jeho tesnej blízkosti alebo v niektorých prípadoch môžu byť zariadenia implantované v tele a poskytujú im rôzne informácie v závislosti na ich type, či funkcionalitách. Napriek tomu, že sa jedná o pomerne novú technológiu a okrem výhod má aj svoje slabé stránky, začína sa adaptovať aj do oblastí ako sú napríklad zdravotníctvo, fitness a ďalšie. Vďaka svojej rastúcej popularite v posledných rokoch rastie aj množstvo spoločností, ktoré na tento trh vstupujú alebo rozširujú svoju ponuku o ďalšie typy nositeľnej elektroniky.
Cieľom práce je porovnať najnovšie produkty najpredávanejších troch značiek z oblasti inteligentných hodiniek podľa vopred stanovených kritérií a zhodnotiť využitie, prínos a potenciál inteligentných hodiniek vo všeobecnosti.
V úvodnej časti je vysvetlený pojem nositeľnej elektroniky, spolu so stručným popisom histórie a typologickým rozdelením nositeľnej elektroniky. Následne je priblížená situácia na trhu s nositeľnou elektronikou. V ďalšej časti je vymedzený pojem inteligentných hodiniek a ich prínos a potenciál zlepšenia a využitia do budúcnosti, spolu s popisom vybraných funkcií a vlastností inteligentných hodiniek. V poslednej časti sú porovnávané tri najväčšie spoločnosti na trhu spolu s ich najnovšími produktami podľa vytýčených kritérií.
Kľúčové slová
nositeľná elektronika, inteligentné hodinky, inteligentné zariadenia, zdravie, senzory
JEL klasifikácia
I19, L63, O30
5
Abstract
Wearable electronics are classified as small electronic devices. These devices are worn by their users directly on the body, in its close proximity or in some cases the gadgets can be implanted into the body and provide their users with various information depending on the type or functionality of said gadget. Even though this technology is relatively new and, in addition to its advantages, it also has its weaknesses, it also begins to adapt to areas such as healthcare, fitness and others. Due to its growing popularity on the market in the last few years, number of companies decided to enter this market or expand their portfolio with other types of wearable electronics as well.
The aim of this thesis is to compare the latest gadgets on the market of three best-selling brands from the field of smart watches according to the predetermined criteria and to evaluate the use, benefits, and future potential of smart watches in general.
The introduction part explains the concept of wearable electronics along with a brief description of the history and typological division of wearable electronics. Subsequently, the situation on the market with wearable electronics is approached. The next section defines the concept of smart watches and their contribution and potential for improvement and use int he future, along with the description of selected functions and features of smart watches.
In the last part, the three largest companies on the market are compares with their latest products according to the criteria set.
Keywords
wearables, smart watch, smart devices, health, sensors
JEL Classification
I19, L63, O30
6
Obsah
Úvod ... 1
1 Nositeľná elektronika vo všeobecnosti ... 2
1.1 História nositeľnej elektroniky ... 2
1.2 Vymedzenie pojmu nositeľná elektronika... 2
1.3 Typy nositeľnej elektroniky ... 3
1.3.1 Inteligentné lokalizátory ... 4
1.3.2 Fitness náramky ... 5
1.3.3 Inteligentné tetovania ... 5
1.3.4 Bezdrôtové slúchadlá ... 6
1.3.5 Elektronické oblečenie ... 6
1.3.6 Exoskeleton ... 7
2 Výzvy v oblasti nositeľnej elektroniky ... 8
2.1 Hardware ... 8
2.1.1 Výdrž batérie ... 8
2.1.2 Miniaturizácia a integrácia ... 9
2.2 Bezpečnosť ... 9
2.3 Ochrana osobných údajov a súkromie ... 10
2.4 Big Data ... 11
3 Trh s nositeľnou elektronikou ... 12
3.1 Demografické rozloženie Európskeho trhu ... 12
3.2 Celosvetový trh ... 13
3.3 Spoločnosti na trhu ...14
4 Inteligentné hodinky ...16
4.1 Vymedzenie pojmu ...16
4.2 Budúcnosť inteligentných hodiniek ...16
4.2.1 Inteligentné hodinky s vlastným napájaním ... 17
4.2.2 Využitie v medicíne ... 17
4.3 Vlastnosti inteligentných hodiniek ... 18
4.3.1 Hardvér ... 18
4.3.2 Procesor ... 20
4.3.3 Odolnosť voči vonkajším vplyvom ... 20
4.3.4 Konektivita ... 21
4.3.5 Senzory a funkcionalita ... 22
7
4.4 Operačné systémy ... 23
4.4.1 Tizen ... 23
4.4.2 watchOS ... 24
4.4.3 Lite OS ... 24
4.5 Výrobcovia ... 24
4.5.1 Apple ... 24
4.5.2 Samsung ... 25
4.5.3 Huawei ... 25
5 Porovnanie vybraných zariadení ... 27
5.1 Domovská aplikácia ... 27
5.1.1 Apple Health... 28
5.1.2 Samsung S Health ... 30
5.1.3 Huawei Health ... 31
5.2 Užívateľské rozhranie hodiniek ... 31
5.2.1 Apple Watch ... 32
5.2.2 Samsung Watch ... 33
5.2.3 Huawei Watch ... 34
5.3 Kompatibilita ... 35
5.4 Funkcie a vlastnosti ... 35
5.5 Dizajn a cena ... 39
5.6 Celkové zhodnotenie ... 40
Záver ... 43
Použitá literatura ... 44
1
Úvod
Technológie sú v dnešnom svete dôležitým faktorom ovplyvňujúcim kvalitu života.
Aktuálne sa priekopníkom v tejto oblasti stáva nositeľná elektronika, ktorá začala prenikať do rôznych odvetví a s rozvojom IoT a príchodom 5G má veľký potenciál stať sa neoddeliteľnou súčasťou našich každodenných životov.
Nositeľnú elektroniku zaraďujeme k malým elektronickým zariadenia. Tieto zariadenia sú nosené užívateľmi priamo na tele, v jeho tesnej blízkosti alebo v niektorých prípadoch môžu byť zariadenia implantované v tele a poskytujú im rôzne informácie v závislosti na ich type, či funkcionalitách. Napriek tomu, že sa jedná o pomerne novú technológiu a okrem výhod má aj svoje slabé stránky, začína sa adaptovať aj do oblastí ako sú napríklad zdravotníctvo, fitness a ďalšie. Vďaka svojej rastúcej popularite v posledných rokoch rastie aj množstvo spoločností, ktoré na tento trh vstupujú alebo rozširujú svoju ponuku o ďalšie typy nositeľnej elektroniky.
Táto bakalárska práca je venovaná nositeľnej elektronike s cieľom porovnať produkty najpredávanejších značiek nositeľnej elektroniky, konkrétne z oblasti inteligentných hodiniek na základe dopredu určených kritérií a zhodnotiť využitie, prínos a potenciál inteligentných hodiniek vo všeobecnosti.
Aby práca dosiahla stanovené ciele je potrebné stanoviť si ciele čiastkové. V prvom rade je potrebné popísať základné informácie o nositeľnej elektronike, ako sú rôzne typy nositeľnej elektroniky a jej využitie a prospech pre spoločnosť, výzvy nositeľnej elektroniky a pokroky k ich riešeniam a jej využitie do budúcna, ako aj aktuálne postavenie na trhu. Ďalšou časťou bakalárskej práce je priblíženie konkrétnej nositeľnej elektroniky a to inteligentných hodiniek, kde budú čitateľovi popísané konkrétne funkcie a vlastnosti, ktorými zariadenia môžu disponovať, spolu s rozborom aplikácií, kompatibility, užívateľského prostredia a v neposlednom rade dizajnu a ceny troch najväčších spoločností na trhu s inteligentnými hodinkami so zameraním na ich najnovšie produktové rady.
Výsledkom tejto práce sa očakáva, že sa čitateľ oboznámi s kritériami, ktoré mu pomôžu pri výbere zariadenia, Táto práca rovnako priblíži čitateľovi základné informácie o nositeľnej elektroniky, jej možné pokroky a využitie v budúcnosti ako aj technológie a vlastnosti inteligentných hodiniek.
2
1 Nositeľná elektronika vo všeobecnosti
V tejto kapitole je najprv popísaná história nositeľnej elektroniky, jej prvé použitie a postupný vývoj v čase. Následne je vymedzený pojem nositeľná elektronika a jej rozdelenie podľa rôznych typov je následne popísané v poslednej časti tejto kapitoly.
1.1 História nositeľnej elektroniky
V posledných rokoch dopyt aj obľúbenosť nositeľnej elektroniky rastie. Technológie sa v dnešnej dobe rozvíjajú veľmi rýchlo a to aj v kategórii nositeľnej elektroniky. Za úplne počiatky nositeľných zariadení možno považovať náramkové hodinky, ktoré viedli k začiatkom nositeľnej elektroniky.
Prvé zariadenie, ktoré bolo považované za nositeľný počítač bolo vynájdené dvoma vynálezcami. Edward Thorp a Claude Shannon v roku 1961 navrhli a skonštruovali analógový počítač veľkosti cigaretovej krabičky, ktoré malo nositeľovi zvýšiť pravdepodobnosť výhry v rulete. (Rhodes)
Rozvoj trhu s nositeľnou elektronikou nastal v 70. rokoch. V roku 1972 boli na trh predstavené prvé digitálne hodinky značky Pulsar. Ich výrobca následne v roku 1976 začal používať nove LDC displeje a predal prvú kalkulačku v hodinkách. (Guler, a iní, 2016) Komerčný úspech mal aj Sony Walkman v roku 1979 a neskôr Sony Discman. Avšak nie každý nový vynález v tejto oblasti bol úspešný. Príkladom sú aj vynálezy 21.storočia ako Levi’s ICD Jacket, Google Glass alebo solárna bunda od spoločnosti Tommy Hilfiger , ktoré sa na trhu neujali. (Desjardins, 2015)
21. storočie so sebou prinieslo mnoho nových inovácií. Technológia Bluetooth so sebou priniesla možnosť hands-free hovorov a umožnila komunikáciu nositeľných zariadení s mobilnými telefónmi, čo s príchodom fitness náramkom umožnilo užívateľom prehľadnejšiu orientáciu v zozbieraných údajoch.
Za zmienku stojí aj firma Oculus, ktorá v rokoch 2015-2016 predstavila virtuálnu realitu. VR otvára nové možnosti nielen do sveta zábavy, ale podľa spoločnosti Oculus je možné ju využívať i v zdravotníctve či vzdelávaní. (Oculus)
1.2 Vymedzenie pojmu nositeľná elektronika
Pojem nositeľná elektronika ako taký nemá oficiálne jednotné vymedzenie. Existuje však veľké množstvo definícií, ktoré sa zhodujú v tom, že ju zaraďujeme do kategórie elektronických zariadení, je nosená na tele a poskytuje, prípadne zbiera nejaké informácie v závislosti na jej funkcionalite.
3
V roku 2016 Európska komisia vydala dokument „Reflection and Orientation paper on Smart Wearables“, ktorý bol zhrnutím príspevkov od viac než 40 hlavných zainteresovaných strán EÚ (organizácie a odborníci). V tomto dokumente je uvedená kategorizácia nositeľných zariadení podľa ISO/IEC (International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission), ktorá rozdelila nositeľnú elektroniku do týchto skupín (European Commission, 2016):
• Near-body electronics – zariadenia nachádzajúce sa v blízkosti tela (nedochádza k priamemu kontaktu)
• On-body electronics – zariadenie umiestnené priamo na tele
• In-body electronics – zariadenia implantované do tela
• Electronic textiles – zariadenia zapustené do látok či textílií
Taktiež bol skupinou Moving Pictures Expert Group (MPEG) vypracovaný konceptuálny model pre nositeľnú elektroniku, zobrazený na obrázku dole.
Obr. 1 Konceptuálny model nositeľnej elektroniky (MPEG)
Ako môžeme vidieť na obrázku vyššie wearable, čiže nositeľná elektronika, prijíma informácie od nositeľa alebo svojho okolia a na základe týchto získaných informácií komunikuje buď priamo s jej užívateľom alebo odosiela získané informácia do iných zariadení a zapracováva získané informácie (zasiela reporty, upozornenia, prehráva audio, zobrazuje informácie atď.)
1.3 Typy nositeľnej elektroniky
Typov nositeľnej elektroniky je hneď niekoľko. Rozlišovať by sme ich mohli na základe ich využitia, funkcionalít a v neposlednom rade dizajnu. Okrem aktuálne najviac predávaných typov zameraných na koncových užívateľov, existujú typy, podľa môjho názoru menej známe širokej verejnosti, aplikované do priemyslu, armády a zdravotníctva. V nasledujúcej tabuľke sú zobrazené niektoré typy nositeľnej elektroniky v jednotlivých aplikačných
4
oblastiach. Je potreba podotknúť, že niektoré typy je možné zaradiť do viacerých aplikačných oblastí.
Aplikačná oblasť Typ zariadenia
Fitness a Wellness
Hrudný pás Foot podFitness náramky Inteligentné hodinky Elektronické oblečenie/topánky HUD (heads-up display)
Zábava a iné
Bezdrôtové slúchadlá VRInteligentné hodinky Inteligentné okuliare Inteligentné lokalizátory SOS tlačidlá
Zdravotníctvo
Inteligentný tlakomer Inzulínové pumpy Inteligentné monitory glukózy DefibrilátorySluchové pomôcky Inteligentné tetovania
Priemysel a Armáda
HUD Elektronické oblečenie Inteligentné okuliare ExoskeletonNositeľné terminály
Tab. 1 Rozdelenie typov nositeľnej elektroniky (vlastné spracovanie)
V nasledujúcej časti budú popísané základné vlastnosti, využitie a prínosy vybraných typov zariadení z tabuľky 1.
1.3.1 Inteligentné lokalizátory
Inteligentné lokalizátory majú rôzne možnosti využitia. Je možné ich využiť na lokalizáciu domácich miláčikov, osobných vecí, vozidiel či detí. Jedná sa o zväčšia miniatúrne zariadenie, ktoré je možno lokalizovať za pomoci GPS alebo Bluetooth.
V prípade domácich miláčikov je inteligentný lokalizátor najbežnejšie využívanou nositeľnou elektronikou určenou pre zvieratá. Za pomoci tohto zariadenia dokážu majitelia nájsť svoje stratené zviera alebo kontrolovať jeho polohu ak sa majiteľ nachádza mimo domova. (Mordor Intelligence, 2020)
Do časti inteligentných lokalizátorov je možné zaradiť aj detské hodinky, ktoré plnia z veľkej časti hlavne bezpečnostnú funkciu. Okrem lokalizovania umožňujú deťom vo väčšine prípadov aj hovor alebo SMS na vybrané telefónne čísla. Z toho dôvodu sú vybavené okrem GPS aj slotom na SIM kartu. Zariadenia môžu taktiež upozorniť rodiča alebo oprávnenú osobu ak dieťa opustí určitú lokalitu. V tomto prípade ide o veľký prínos, ktorý môže znížiť riziko únosov detí alebo umožní deťom rýchlo kontaktovať blízku osobu v prípade
5
nebezpečenstva. Samozrejme, je to za cenu straty určitého súkromia dieťaťa a možného rizika, kedy sa v prípade získania polohy inou ako oprávnenou osobou sa riziko únosu naopak zvýši.
Lokalizátori pre osobné veci sú relatívne novou a zaujímavou pomôckou. Medzi ich vlastnosti patrí sledovanie osobných vecí a upozornenie na nežiadúci pohyb za pomoci Bluetooth lokalizačného čipu, lokalizácia stratených vecí pomocou zvuku, zaznamenávanie poslednej známej polohy a sú taktiež vyznačované dlhou výdržou batérie a malými rozmermi.
1.3.2 Fitness náramky
Fitness náramky sú inteligentné zariadenia určené primárne na zaznamenávanie rôznych druhov športových aktivít a meranie tepovej frekvencie. Fitness náramky sú svojou funkcionalitou dosť podobné inteligentným hodinkám, ktoré budú popísané neskôr v práci.
Odlišnosti tam ale nájdeme najmä v ich vzhľade ale aj funkciách či cene. Tieto zariadenia disponujú menším displejom, čo prispieva k ich menšej váhe a väčšej výdrži batérie oproti inteligentným hodinkám.
Náramky využívajú množstvo senzorov, ktoré okrem vyššie spomínaných funkcií umožňujú aj počítanie krokov, sledovanie spánku a množstvo ďalších funkcií. Ďalšou vlastnosťou je možné párovanie s mobilným zariadením, ktoré umožňuje nastavenie tréningových cieľov, vytváranie analýz, počítanie spálených kalórií a iné. Samozrejme možnosti sa líšia ich výrobcami.
1.3.3 Inteligentné tetovania
Nositeľné piezoelektrické tetovania boli vyrobené na meranie viskoelasticity mäkkých tkanív na pokožke. Zariadenie bolo skonštruované z nestiahnuteľných sietí mechanických ovládačov a senzorov. Toto zariadenie bolo skonštruovaná na pomoc v oblasti dermatológie, pri vyšetreniach bazálnych ganglií, fibroepiteliálneho polypu a histiocytómu. V inej štúdii navrhli epidermálne senzory, ktoré reagovali na zmeny v mechanike kože, čo by umožnilo sledovanie napríklad opuchov. (Yetisen, a iní, 2018)
Ďalším príkladom je spoločnosť La Roche – Posay (L’Oreal), ktorá uviedla na trh nositeľný doplnok na báze tetovania. Jedná sa o kožný senzor na sledovanie vystavenia pokožky UV žiareniu. Vývoj tohto typu nositeľnej elektroniky bude do budúcnosti využiteľný na informovanosť o potrebe opaľovacích krémov a tak zníženiu rizika výskytu rakoviny kože.
(Yetisen, a iní, 2018)
Podobné typy inteligentných zariadení môžu v budúcnosti výrazne napomôcť k lepšiemu sledovaniu zdravotného stavu pacienta a tým prispieť k efektívnejšej diagnostike ochorení a tým pádom k menším počtom chronických ochorení či úmrtí.
6 1.3.4 Bezdrôtové slúchadlá
Tento typ je aktuálne najpredávanejším nositeľným zariadením. Predaje a obľúbenosť tohto typu vzrástla po tom, čo množstvo výrobcov odstránilo jack zo svojich smartfónov. Ich medziročný rast 2018-2019 bol 242,4%. (FRAMINGHAM, 2019)
Jedna z prvých spoločností, ktorá predstavila produkt z tejto, v tej dobe úplne novej kategórie bola spoločnosť Apple s prvou generáciou AirPods v roku 2016. Spoločnosť do dnešnej doby stále dominuje tejto kategórii na trhu. (Richter, 2019)
Slúchadla sa pohybujú v cenových kategóriách od pár stovák až do niekoľko tisíc korún českých. Cena je samozrejme priamo úmerná funkciám ale aj značkou. Technologicky sa môže jednať o jednoduché zariadenia, ktorá sa spoja za pomoci Bluetooth s telefónom a dokážu iba prehrávať hudbu. Vo vyšších cenových kategóriách získame funkcionality ako bezdrôtovo nabíjateľné puzdra, potlačenie hluku na rôznych úrovniach, dotykovo ovládateľné slúchadlo na možnosť zdvihnutia/položenia hovoru, ovládanie hlasitosti a prepínanie hudby priamo na slúchadlu, čítanie notifikácii a pod. Výdrž batérie sa pohybuje od 4 do cca 16 hodín bez potreby vložiť ich do nabíjacieho puzdra.
1.3.5 Elektronické oblečenie
Elektronika v oblečení ma veľký potenciál a práve z tohto dôvodu sa niektoré veľké spoločnosti ako napríklad Levi, Nike, Underatmor a Adidas začali vývojom v tom odvetví zaoberať.
Inteligentné oblečenie má podľa ISO/IEC nasledovnú segmentáciu trhu (ISO/IEC):
• 27% Preprava
• 21% Armáda
• 20% Priemysel
• 17% Šport a fitness
Hlavnou úlohou elektronického oblečenia je monitorovanie fyzickej aktivity a kondície nositeľa. Toto oblečenie obsahuje rôzne bio senzory, ktorými je možné merať teplotu tela, srdečný tep a iné. Niektoré typy ponúkajú možnosti prehrávania hudby alebo premietanie videí. (ISO/IEC)
Ďalšími zaujímavými príkladmi využitia sú napríklad obleky od Samsungu, ktoré dokážu odomykať telefóny, výmenu digitálnych vizitiek či komunikáciu s inými zariadeniami alebo spoločnosť Tommy Hilfiger, ktorý monitoruje a odmeňuje zákazníka na základe času, ktorý strávi nosením ich oblečenia. (Stephenson, 2021)
Úplnou novinkou v tejto kategórii je inteligentná maska. Pandémia COVID-19, prispela k vzniku úplne nového typu zariadenia. Masky sa stali nevyhnutnou súčasťou každodenného života. Toto zariadenie dokáže sledovať dýchanie, kvalitu vzduchu a efektivitu filtra. Masky sú navrhnuté tak aby užívateľa chránili proti patogénom, ako aj škodlivému vzduchu. Maska, ktorú vyvinula spoločnosť AirPop je umývateľná, pravidelne si užívateľ však musí dokupovať filtre. Filter je potrebné meniť zhruba po 40 hodinách nosenia. (Drapper, 2021)
7 1.3.6 Exoskeleton
Exoskeletony sa vyvíjajú už niekoľko desaťročí. Spočiatku sa jednalo hlavne o zariadenie určené pre armádu, v posledných rokoch došlo k výraznému posunu a tieto zariadenia sa začínajú implementovať aj do priemyslu a zdravotníctva. V roku 2019, Toyota ako prvá spoločnosť prijala firemnú politiku, v ktorej nariaďuje povinné nosenie exoskeletonov pre niektoré úkony. (Friedman, 2020)
Exoskeleton je vonkajšia konštrukcia pre telo, ktorá je zostavená z odolnej sady komponentov a plní funkčnú úlohu na ochranu a podporu jej nositeľa. Medzi jej najväčšie výhody v oblasti zdravotníctva patrí pomoc s obnovením mobility pacientom po ochrnutí od pása dole, zotavenie po mŕtvici a iné. V priemysle a výrobe exoskeleton znižuje riziko pracovných úrazov. Poskytuje užívateľovi extra silu a niektorých prípadoch dokonca znižuje vystavenie radiácii o zhruba 50% a napomáha telu znižovať telesnú teplotu pri práci v extrémne horúcom prostredí. Tieto typy exoskeletonov sú využívame pre príklad Japonskou vládou. Armáda využíva toto zariadenie aj na zvýšenie pohyblivosti.
Predpokladá sa, že bude poskytovať aj väčšiu rýchlosť a obratnosť vojakov na bojovom poli.
(Draper, 2020)
8
2 Výzvy v oblasti nositeľnej elektroniky
Táto kapitola je venovaná technologickým a netechnologickým výzvam týkajúcich sa vývoja nositeľnej elektroniky a jej adaptácie do každodenného života. V tejto časti sú priblížené základné technologické výzvy, pre naše účely zovšeobecnené. Jednotlivé typy nositeľnej elektroniky čelia ešte špecifickými výzvami. V prípade netechnologických sa zameriame na oblasti bezpečnosti, ochrany osobných údajov a problémom spojeným s big data.
2.1 Hardware
Technológie sa neustále inovujú. Napriek tomu oblasť nositeľnej elektroniky stále čelím problémom spojeným s výkonom, funkčnosťou a spracovaním nositeľnej elektroniky. Práve hardwarová inovácia má najvyššiu prioritu. Okrem hardwarovej inovácie je potrebné zamerať sa aj na operačný systém či podporu cross-platforiem. (European Commission, 2016)
Pri hardwarových zmenách musíme počítať aj z väčšou časovou náročnosťou na vývoj z čoho neskôr vyplynie u niektorých zariadení z veľkým množstvom senzorov zvýšená cena zariadenia. Nositeľná elektronika je rovnako náročná aj na prípadne opravy. Vo väčšine prípadov sa jedná o tak malé súčiastky, že ich výmena nie je technicky možná a dochádza ku kompletnej výmene produktu za nový.
Dvoma najväčšími výzvami sú jednoznačne výdrž batérie a miniaturizácia a integrácia, ktoré sú bližšie popísané nižšie.
2.1.1 Výdrž batérie
Ako je spomenuté vyššie, výdrž batérie je veľkým problémom nositeľnej elektroniky. Jej veľkosť neposkytuje možnosti vloženia väčších batérií, preto sa jej výrobcovia snažia pri výrobe znižovať možnú spotrebu hardwarovými alebo softwarovými úpravami.
Najčastejšie používaným typom batérií, sú Lithium-ion (Li-ion) a Lithium-ion polymer (LiPo, Li-poly). Tieto batérie ale nie sú postačujúce pri využívaní plnej funkcionality väčšiny inteligentných zariadení. Výrobcovia sa snažia o skrátenie nabíjacích cyklov a používanie bezdrôtového nabíjania. Aktuálne využívaným štandardom bezdrôtových nabíjačiek je štandard Qi, ktorého riešenie pozostáva z nabíjacej podložky a v súčasnej dobe poskytuje výkon od 5W do 60W. (O'shea, 2017)
V niektorých prípadoch miesto LCD, OLED displejov využitie E-Ink displeja, ktorý spotrebováva energiu iba v prípade zmien, čím výrazne šetrí spotrebu energie. Takýmto príkladom je zariadenie Sony SmartBand Talk. (Kalia, 2017)
Softwarové úpravy v podobe úsporného režimu, ktorý na zariadení zníži jas na minimum a vo väčšine prípadov deaktivuje všetky služby okrem základných ako sú meranie času
9
a prípadne počítanie krokov. Samotné nastavenie závisí od výrobcu. Užívatelia majú taktiež možnosť vypnutia funkcií ako sú napríklad GPS, NFC, Wi-fi, AOD (always on display), ktoré rovnako poskytujú určitú úsporu batérie.
Li-ion a Li-poly batérie obsahujú aktívne chemikálie, z tohto dôvodu je nutné pre ochranu spotrebiteľa zabezpečenie v podobe pevného a objemného obalu. Tieto typy batérie preto nie sú ideálnou variantnou do budúcnosti. Našťastie, vedecký a technický rozvoj v mnohých oblastiach dospel k možným alternatívam batériového systému, ktorý bude menší, výkonnejší a bezpečnejší. Medzi niektoré pokroky patria:
• Batérie typu Solid state – vysoká hustota energie a krátky nabíjací cyklus, neobsahuje nebezpečné chemikálie
• Bezpečnejšie chemikálie pre batérie – chemickí kombinácie ako zinok- polymér, fluorid uhličitý sú stabilnejšie a menej citlivé na nesprávne používanie
• Vyššie hustoty energie – vhodné pre zariadenia s minimálnymi požiadavkami na výkon, ktoré by potenciálne nemuseli byť vôbec nabíjané
• Bezdrôtové nabíjanie – vývoj nových typov bezdrôtového nabíjania, ktoré umožní zber okolitej energie a uschová ju pre budúce použitie
Solid state batérie a bezpečnejšie chemikálie vytvárajú flexibilnejšie balenie, ktoré nevyžaduje pevné a ochranné obaly čo uľahčuje integráciu do pružných materiálov ako sú odevy a obuv. (UL LLC, 2015)
2.1.2 Miniaturizácia a integrácia
Integrácia je náročná už iba pre mobilné zariadenia ako sú notebooky či mobily, v prípade nositeľnej elektroniky, ktorá musí byť tenká, ľahká a čo najmenších rozmerov je tento proces ešte náročnejší.
Výrobcovia musia efektívne integrovať niekoľko antén s rozumným signálom, baterku, senzory a iné do veľmi malých rozmerov. Na dosiahnutie tohto cieľa je posúvaná hranica MID (Molded Interconnect Devices), ktorá dokáže zabudovať komponenty ako sú práve anténa priamo do samotného krytu zariadenia. Konektory napájania sú rovnako nahrádzané nabíjaním pomocou kolíkov alebo bezdrôtovým nabíjaním, ktoré napomáha i samotnej odolnosti zaradenia voči vode, prachu či iným časticiam. (Kalia, 2017)
2.2 Bezpečnosť
Väčšina nositeľnej elektroniky komunikuje s smartfónom pomocou Bluetooth. To by sa na prvý pohľad mohlo zdať ako bezpečné, pretože by potenciálny útočník musel byť relatívne
blízko na odchytenie prenosov medzi zariadeniami. Nie je to však nemožné. Okrem toho
nám väčšina zariadení umožňuje aj používanie Wifi, ktoré sa môže automaticky pripájať aj na otvorené a nezabezpečené siete, čo môže mať za následok, že sa útočník dostane ku komunikáciam medzi nositeľným zariadeníma smartfónom. V tomto prípade by sa mohlo jednať napríklad o sms správy, či komunikácie na sociálnych sieťach.
10
Ďalším bezpečnostným problémom je chýbajúca autentifikácia a autorizácia. Väčšina zariadení nemá automaticky zabudovaný systám používateľskej autentifikácie alebo PIN, to znamená, že data uložené lokálne v zariadení su úplne nechránené. Zariadenia taktiež nie sú nijak chránené v prípade krádeže. (Ching, a iní, 2016) Naopak, pri porovnaní s mobilnými telefónnmi, kde má užívateľ okrem rôznych typov užívateľských autentifikácií možnost zariadenie dokonca aj komplente na diaľku vymazať.
2.3 Ochrana osobných údajov a súkromie
Nositeľné zariadenia disponujú rôznymi druhmi senzorov. Pre príklad kamera alebo mikrofón, ktorý zaznamenávajú dáta nielen o užívateľovi ale aj jeho okolí, často bez jeho vysloveného súhlasu. Tieto dáta sú mnohokrát nie len osobné ale aj dôverné a citlivé. Riziká týkajúce sa súkromia a zaznamenávanie osobných údajov vieme rozdeliť do nasledujúcich oblastí (Ching, a iní, 2016):
• súkromie používateľov – vek, pohlavie, výška, váha, zdravotný stav a iné
• súkromie založené na časových údajoch
• súkromie založené na polohe – GPS súradnice
Obr. 2 Rozdelenie rizika dát (Lee, a iní, 2018)
Ako môžeme vidieť na obrázku vyššie za najväčšie riziko sa považujú prístupové heslá. Síce sa predpokladá, že používateľ by svoje heslo nikdy nezdieľal, vo väčšine prípadov používatelia používajú rovnaké heslá k svojmu mobilu aj nositeľnému zariadeniu. Toto predstavuje vysoké riziko, pretože pri jeho prelomení bude mať útočník úplný prístup
11
k obom zariadeniam. Za druhé najväčšie riziko považuje už spomínané správy, GPS súradnice, emaily, na základe ktorých je možné predpovedať chovanie a budúce správanie užívateľa, prípadne dostať sa k informáciám týkajúcich sa nielen užívateľovho súkromného ale aj pracovného života. (Lee, a iní, 2018)
Z prieskumu „Privacy issues surrounding wearable technology“, ktorého autorom je Thomas Page, vyplýva, že 58% respondentov má dobré až veľmi dobré poznatky o tom ako spoločnosti využívajú ich dáta. Na druhú stranu 89% respondentov si nikdy nečíta zásady ochrany osobných údajov. Tieto zistenia naznačujú, že užívatelia sú pri výmene za službu ochotný akceptovať stratu súkromia. (Page, 2015)
2.4 Big Data
Definícia pojmu Big Data bola spoločnosťou Gartner vymedzená ako: „Big Data je termín aplikovaný na soubory dat, jejichž velikost je mimo schopnosti zachycovat, spravovat a zpracovávat data běžně používanými softwarovými nástroji v rozumném čase.“ (Gartner, 2020)
Nositeľné zariadenia automaticky zaznamenávajú veľké množstvo dát, ktoré je možné používať tretími stranami nielen na marketingové účely, ale aj ako doplnok k rôznym štúdiám alebo kontrolovaným pokusom. Tieto údaje nám pre príklad dokážu odhaliť nové poznatky o environmentálnych a sociálnych vplyvoch na fyzickú aktivitu a životný štýl jednotlivcov. Tu nám vzniká potenciál pre nový spôsob štúdií ľudského správania a prípadne zásahov v podobe doporučení na zlepšenie zdravia a zdravotného štýlu osôb.
(Hicks, a iní, 2019)
Užívateľ by si teda mal byť vedomí, že všetky informácie zozbierané senzormi nositeľných zariadení sú nejakým spôsobom spracovávané inými organizáciami.
12
3 Trh s nositeľnou elektronikou
V tejto kapitole bude zhodnotená situácia na svetovom trhu. Priblížená demografia používateľov na Európskom trhu. Konkrétne sa bude jednať o postavenie spoločností na danom trhu. Ďalšia časť sa bude venovať postaveniu konkrétnych spoločností na trhu a pre potreby tejto bakalárskej práce aj postavenie na trhu s konkrétnym typom nositeľnej elektroniky.
3.1 Demografické rozloženie Európskeho trhu
V roku 2020, 19% ľudí vo veku 16-74 rokov v EU (Európska Únia) využívalo nejaký z typov nositeľnej elektroniky. Najviac využívaná nositeľná elektronika boli u ľudí vo veku medzi 16-24 rokov.
Nositeľná elektronika bola v roku 2020 najviac obľúbená v Českej republike, kde ju podľa prieskumov využíva 35% ľudí vo veku 16-74 rokov. Potom nasledujú krajiny ako Fínsko a Estónsko. Pre porovnanie, krajiny kde používa nositeľnú elektroniku menej ako 10% ľudí vo veku medzi 16-74 rokov zaraďujeme Grécko, Rumunsko a Cyprus. Umiestnenie ostatných štátov je možne vidieť na obrázku nižšie. (European Commission, 2021)
Obr. 3 Podieľ ľudí využívajúcich nositeľnú elektroniku v EU
13
3.2 Celosvetový trh
Celosvetové výdavky koncových užívateľov nositeľnej elektroniky by podľa najnovšej prognózy spoločnosti Gartner, Inc. malo predstavovať 81,5 miliárd dolárov. V porovnaní s rokom 2020 sa bude jednať o nárast 18.1%. (Gartner, 2021)
„Zavedenie zdravotných opatrení na samostatné sledovanie symptómov COVID-19 spolu s rastúcim záujmom spotrebiteľov o ich osobné zdravie a pohodu počas globálnych výluk predstavovalo významnú príležitosť pre trh s nositeľnými výrobkami,“ uviedol Ranjit Atwal, hlavný riaditeľ výskumu v spoločnosti Gartner.
Nasledujúca tabuľka (Tab. 2), vypracovaná spoločnosťou Gartner, zobrazuje minulý a predpokladaný budúci vývoj výdavkov koncových užívateľov nositeľnej elektroniky podľa ich tyu.
Tab. 2 Celosvetový pohľad na útratu koncových užívateľov nositeľnej elektroniky (Gartner, 2021) Ako môžeme vidieť z tabuľky 2, najväčší nárast pocítili nositeľné slúchadlá. Predpokladá sa, že dôvodom toho sú jednak výrobcovia mobilných telefónov, ktorý prestali implementovať audio jack a jednak potreba užívateľov na home office mať lepšiu kvalitu zvuku a mikrofónu a byť pri meetingoch mobilný.
Trh s nositeľnou elektronikou má rastúci trend a podľa odhadov tomu tak bude aj naďalej.
Jednou z príčin môže byť to, že sa už nejedná o trh zameraný iba pre športovcov, ale je prispôsobený aj pre ľudí, ktorý iba chcú mať lepší prehľad a kontrolu o svojom životnom štýle. S príchodom 5G, ktoré umožní lepšiu komunikáciu medzi človekom a IoT, by sme mohli očakávať aj tržný rast inteligentného oblečenia.
14
3.3 Spoločnosti na trhu
Trh s nositeľnou elektronikou je za posledné roky stabilne rastúci, čo má za následok aj neustále pribúdanie nových spoločností, ktoré dané produkty ponúkajú.
Nasledujúca tabuľka (Tab. 3) je výsledkom dátovej analýzy IDC (International Data Corporation) a popisuje top 5 lídrov v oblasti nositeľnej elektroniky za posledný kvartál roku 2020. Apple si stále udržuje prvú priečku so svojimi AirPods a Apple Watch. Za ním nasleduje spoločnosť Xiaomi, kde väčšina predajov patrí klasickým inteligentným náramkom. Tretiu priečku zastáva ďalší gigant, spoločnosť Samsung, ktorej prispieva k predajom vysoký dopyt po inteligentných sluchádlách.
Tab. 3 Spoločnosti s nositeľnou elektronikou podľa objemu dodávok (Framingham, 2020)
Pre účely tejto bakalárskej práce, budú priblížené aj najviac predávané značky inteligentných hodiniek. Individuálne produkty daných spoločností budú neskôr porovnávané.
V dôsledku pandémie COVID-19, celosvetové dodávky inteligentných hodiniek zaznamenali mierny medziročný pokles v poslednom kvartály roku 2020 v porovnaní s posledným kvartálom roku 2019, podľa spoločnosti Countrepoint Research.
15
Obr. 4 Globálne podiely zásielok inteligentných hodiniek (Sujeong, 2021)
Z grafu na obrázku vyššie vidíme, že lídrom na trhu inteligentných hodiniek je spoločnosť Apple. Za zmienku stojí aj fakt, že spoločnosť Huawei napomohla celkovému rastu na trhu s inteligentnými hodinkami aj napriek US sankciám. (Sujeong, 2021)
16
4 Inteligentné hodinky
Táto kapitola priblíži čitateľovi inteligentné hodinky, ako jedno zo zariadení nositeľnej elektroniky. V prvej časti bude vymedzený pojem nositeľnej elektroniky a ďalšie podkapitoly budú venované vysvetleniu jednotlivých funkcií a hardvéru. Na konci tejto kapitoly budú základné informácie o troch spoločnostiach s najväčším podielom zásielok nositeľnej elektroniky.
4.1 Vymedzenie pojmu
Inteligentné hodinky sú vo svojej podstate nositeľne počítače, ktoré pomáhajú s dennými aktivitami ich používateľov. Disponujú dotykovou obrazovkou a väčšinou aj dedikovanými tlačidlami. Podporujú bezdrôtovú komunikáciu Bluetooth, GPS, Wi-fi. Užívateľ má možnosť inštalovať a používať rôzne aplikácie ako napríklad kalendár, mapy, navigácie, prehrávače hudby a ďalšie v závislosti od možností výrobcu.
Ako bolo uvedené v kapitole 3.3, najpredávanejší výrobcovia inteligentných hodiniek sú spoločnosti Apple, Samsung a Huawei.
4.2 Budúcnosť inteligentných hodiniek
Táto podkapitola je venovaná možnostiam využitia inteligentných hodiniek v budúcnosti.
Využitie je v tomto prípade naozaj veľké. Hlavné zameranie sa aktuálne uberá smerom k medicíne a samo diagnostike niektorých ochorení, prípadne k zlepšeniu životného štýlu.
Mimo to sa zameriava aj na technologické pokroky k odstránenie najväčších problémov inteligentných hodiniek, za čo je aktuálne považovaná jednak bezpečnosť ale a hlavne výdrž batérie. Okrem možných riešení a využitia, ktoré budú spomenuté nižšie stojí za zmienku aj využitie inteligentných hodiniek na diagnostiku a zlepšenie kvality života ľudí s Parkinsonovou chorobou, či vývoj senzorov smerom k monitorovaniu mikrospánkou vodičov áut.
17
4.2.1 Inteligentné hodinky s vlastným napájaním
Obr. 5 Dizajn zabudovaného generátoru na napájenie inteligentných hodiniek (Cai, a iní, 2020) Na obrázku vyššie je možné vidieť návrh generátoru, ktorý by do budúcna mohol nahradiť potrebu dobíjania zariadenia alebo aspoň predĺžil výdrž inteligentných hodiniek. Jedná sa o generátor, ktorý premieňa biomechanickú energiu na elektrinu. V tomto návrhu, mechanizmus snímania pohybu, prevodník frekvencie a jednotka na výrobu energie sú inštalované koaxiálne na efektívne využitie a hlavne menšie rozmery. (Cai, a iní, 2020)
4.2.2 Využitie v medicíne
Vďaka tomu, že sa vývoj inteligentných hodiniek čoraz viac zameriava na bežného človeka, tak sa do budúcnosti predpokladá efektívne využitie tejto technológie aj na reportovanie a lepšiu diagnostiku zdravotných problémov. Táto technológia by mohla uľahčiť život okrem iného aj starším či postihnutým ľudom. Jednou z možností je diaľkové monitorovanie.
Vďaka pokrokom v oblasti bio senzorov dokážeme zaznamenávať srdcovú frekvenciu, hodnotu okysličenia krvi, alebo aj cukor v krvi. Tieto informácie by v prípade vzniknutých abnormalít mohli ihneď upozorniť lekára. Obrázok 6, zobrazený nižšie, predstavuje príklad blokovej schémy využitia inteligentných hodiniek na monitorovanie a informovanie lekára o stave pacienta. (Aroganam, a iní, 2019)
18
Obr. 6 Príklad procesu informovania lekára o zdravotnom stave
Ďalším zaujímavým využitím je systém rozpoznávania gest pre inteligentné hodinky slúžiaci ako pomoc ľudom zo zrakovým postihnutím. Prototyp bol predstavený už v roku 2013 na konferencii IMMPD (International workshop on Interactive multimedia on mobile &
portable devices). Výsledkom boli inteligentné hodinky, ktoré na základe gesta spustili jednu z implementovaných funkcií. Jednalo sa napríklad o rozpoznávanie značiek a loga spoločnosti. Víziou do budúcnosti je celková pomoc zrakovo postihnutým s ich pohybom a vnímaním okolia za pomoci inteligentných hodiniek. (A Smart Watch-based Gesture Recognition System for Assisting People with Visual Impairments, 2013)
4.3 Vlastnosti inteligentných hodiniek
Inteligentné hodinky majú široké spektrum využitia v závislosti na ich vlastnostiach a funkcionalitách. V nasledujúcej časti budú popísané základné vlastnosti na, ktoré by sa ich užívateľ mal zamerať pri výbere.
4.3.1 Hardvér
V tejto časti za zameriame na tri základné hardvérové vlastnosti, a to konkrétne displej, pamäť telefónu a batériu.
Displej
Displej patrí medzi najzakladanejší hardvér inteligentných hodiniek. Jedná sa o časť zariadenie, ktorá zobrazuje informácie a ktorou samotné hodinky jeho užívateľ ovláda.
Drvivá väčšina týchto hodiniek disponuje dotykovým displejom a preto je dôležité aby bol displej kvalitný a dostatočne odolný. Proti vonkajšiemu poškodeniu preto displej často chráni tvrdené minerálne sklíčko Gorilla Glass. Ďalšou dôležitou vlastnosťou je jeho veľkosť a úroveň jasu a kontrastu, vzhľadom k tomu, že sa hodinky využívajú z veľkej časti aj v exteriéry.
19
Najpoužívanejšie typy displejov využívané v inteligentných hodinkách sú:
1. OLED – V posledných rokoch je technológia OLED jednou z najpoužívanejších technológií využívaných v inteligentných hodinkách. Ponúka kvalitný obraz a zobrazenie farieb s relatívne malou spotrebou. Technologicky sa jedná o tenký film organického elektroluminiscenčného materiálu vloženého medzi elektródy. Typické pre tento displej je nepravidelné rozloženie subpixelov z dôvodu rozdielnej rýchlosti starnutia jednotlivých farieb.
2. AMOLED – Tento typ displeja patrí do taktiež do skupiny OLED displejov. Písmená A a M (Active Matrix) znamenajú v preklade aktívnu maticu. Tento displej teda využíva TFT, ktorý obsahuje pamäťový kondenzátor, ktorý udržiava stavy riadkových pixelov čím umožňuje zobrazovať veľké rozlíšenie. Medzi jeho veľké výhody teda považujeme kvalitný obraz a výbornú jasnosť a tým teda lepšiu čitateľnosť na slnku.
3. Retina – Displej Retina je pomenovanie displejov používaných značkou Apple. Vo svojej podstate sa jedná o OLED displej, ktorý obsahuje navyše vylepšenie zabraňujúce zmenám farieb pod rôznymi zornými uhlami alebo „vypáleniu pixelov“.
Pamäť
Pamäť inteligentných hodiniek sa pohybuje v rozmedzí od 4 GB do 6 GB. Najväčšou vnútornou pamäťou disponujú hodinky od spoločnosti Apple, ktoré dosahujú až 16 GB.
Celkovo by sa dalo zhodnotiť, že pamäť samotná nie je u tohto zariadenia taká dôležitá, keďže do samotných hodiniek ukladáme prevažne aplikácie, nejaké užívateľské dáta a prípadne hudbu alebo dizajnové hity v podobe napríklad dizajnov ciferníkov.
Batéria
Výdrž batérie je určite jedných z dôležitých faktorov pri výbere vhodných hodiniek.
Bohužiaľ sa stále jedná o veľkú slabinu inteligentných hodiniek aj samotnej nositeľnej elektroniky vo všeobecnosti. Priemerná výdrž batérie sa pohybuje medzi 2 až 3 dňami, túto výdrž ale výrazne skracuje aktívne používanie pri zapnutí všetkých funkcií.
Veľkosť samotnej batérie je udávaná v mAh (miliampér hodina), vyššia hodnota predstavuje dlhšiu výdrž batérie na jedno nabitie. Samozrejme výdrž batérie sa mení v závislosti na veľkosti displeja a jeho kvality, ako aj spôsob jeho využívania. Veľkosť batérií na trhu sa pohybuje v rozmedzí od 300 mAh až po 500 mAh.
Dobíjanie týchto zariadení je možné cez kábel alebo bezdrôtovo. Bezdrôtová variantu preferuje viac užívateľov, vzhľadom na to, že poskytuje aj dodatočnú odolnosť voči prachu a vode, tým že nevzniká potreba inštalácia portu na samotných hodinkách. Výrobcovia sa rovnako snažia skracovať čas nabíjania hodiniek, čím kompenzujú do istej miery ich nízku výdrž. Priemerný čas dobitia batérie sa pohybuje do 1 alebo maximálne 2 hodín. Niektorý výrobcovia skrátili daný čas na 12 minút, to ale zariadenie nedobije na 100 percent ale iba predĺži využitie na zhruba 1 deň používania.
20 4.3.2 Procesor
Procesor v inteligentných hodinkách je akýmsi mozgom nositeľnej elektroniky a považuje sa za podstatnú a neoddeliteľnú súčasť nielen zariadení nositeľnej elektroniky. Procesor riadi ostatné časti inteligentných hodiniek, no na rozdiel od veľkých zariadení ako sú počítače, používa iba jednoduché procesy. Od procesoru sa odvíjajú veci ako samotná funkčnosť, výdrž batérie, podpora senzorov a sietí.
V tejto časti budú popísané niektoré procesory vyrobené pre rôzne značky inteligentných hodiniek.
• Snapdragon Wear 4100 a Snapdragon Wear 4100 Plus
Jedná sa o procesory vyrobené spoločnosťou Qualcommm, ktorá sa zaraďuje medzi najväčších výrobcov procesorov na svete a podieľa sa na výrobe viacerých procesorov pre nositeľnú elektroniku. Tieto procesory sú primárne určené pre operačný systém Wear OS a mali by poskytovať až o 85 percent väčší výkon oproti jeho predchodcom Snapgragon Wear 3100. Zvyšuje sa CPU z pôvodných 1.1 GHz na 1.7 GHz. Tento procesor umožňuje zobrazovanie viacerých farieb a zväčšuje výdrž batérie o zhruba 25 percent.
• Exynos 9110
Tento procesor pochádza z dielne spoločnosti Samsung a je využívaný v novších typoch inteligentných hodiniek a inej nositeľnej elektroniky spoločnosti Samsung.
Jedná sa o tenší a silnejší procesor v porovnaní s jeho predchodcom Exynos 7270.
Procesor spotrebuje taktiež menej energie pri zachovaní vysokej výkonnosti a vďaka svojim menším rozmerom prenecháva miesto väčšej batérii. Ďalším plusom je už zabudovaný modem podpory LTE. (Samsung, 2020)
• Kirin A1
Jedná sa o čip spoločnosti Huawei, ktorý je možné využiť naprieč rôznymi typmi nositeľnej elektroniky. Prezentuje sa energeticky efektívnym Cortex-M7 procesorom, ktorý má 3-krát menšiu spotrebu oproti iným procesorom a schopnosťou udržať spojenie zariadení vo vzdialenosti nad 150 metrov. Vďaka jeho maximálnej frekvencii 200MHz umožňuje aj presnejšie snímanie tepu.
(Huawei, 2019)
4.3.3 Odolnosť voči vonkajším vplyvom
Odolnosť je dobrou vlastnosťou akéhokoľvek zariadenia. V prípade nositeľnej elektroniky ho môžeme považovať za celkom dôležitú vlastnosť. Cieľom nositeľnej elektroniky je nosiť ju bez ohľadu na činnosť, ktorú jej používateľ práve robí. Vzhľadom na to, že sa inteligentné hodinky nosia pri športových aktivitách ako aj bežných činnostiach v domácnosti, prichádzajú do styku s vodou, prachom či inými malými časticami. V prípade ochrany proti vniknutiu vody a častíc vo všeobecnosti platí, že stupeň IP67 a vyšší chráni hodinky natoľko, že ich môže používateľ nosiť kdekoľvek.
Bližší popis významu jednotlivých IPXX kódov je nasledujúci:
• Označenia jednotlivých stupňov odolnosti voči vniknutiu pevných častíc :
21 IP0X Žiadna ochrana
IP1X Predmety s priemerom 50mm a viac IP2X Predmety s priemerom 12mm a viac IP3X Predmety s priemerom 2,5mm a viac IP4X Predmety s priemerom 1mm a viac IP5X Čiastočne prachotesný
IP6X Prachotesný
• Označenie jednotlivých stupňov odolnosti voči vniknutiu vody : IPX0 Žiadna ochrana
IPX1 Zvisle kvapkajúca voda
IPX2 Zvisle kvapkajúca voda pri naklonení 15 stupňov
IPX3 Striekajúca voda pri uhle až 60 stupňov vertikálne v množstve 10 litrov za minútu po dobu 5 minút
IPX4 Striekajúca voda zo všetkých smerov v množstve 10 litrov za minútu po dobu 5 minút
IPX5 Prúdy striekajúcej vody vo všetkých smeroch po dobu 3 minút zo vzdialenosti 3m
IPX6 Silné prúdy striekajúcej vody vo všetkých smeroch po dobu 3 minút zo vzdialenosti 3m.
IPX7 Ponorenie do vody s maximálnou hĺbkou do 1m po dobu maximálne 30 minút.
IPX8 Ponorenie do vody, zariadenie je odolné voči nepretržitému ponoreniu za podmienok, ktoré určí výrobca.
4.3.4 Konektivita
Aj keď takmer všetky inteligentné hodinky dokážu fungovať autonómne, plné využitie všetkých och funkcií dosiahne používateľ vo väčšine prípadov až po ich spárovaní s mobilným telefónom prípadne iným zariadením. V nasledujúcej časti sú uvedené niektoré typické technológie konektivity, senzory inteligentných hodiniek a ich funkcie.
NFC – anglicky Near Field Communication, čo vo voľnom preklade znamená „komunikácia na krátke vzdialenosti“. Jedná sa teda o komunikáciu medzi zariadeniami maximálne do 10 cm. Výhodou tejto technológie je oproti iným technológiám aj menšia spotreba energie.
V inteligentných hodinkách sa využíva hlavne na bezkontaktné platby.
22
WiFi – jedná sa o technológia, ktorú využíva každý z nás na dennej báze. Vo svojej podstate sa jedná o súbor štandardov, ktoré umožňujú elektrickým zariadeniam pripojiť sa na bezdrôtovú lokálnu sieť LAN (WLAN). Pre pripojenie zariadenia je potrebné nachádzať sa v blízkosti prístupového bodu. Inteligentné hodinky dokážu po pripojení na túto sieť sťahovať aplikácie, komunikovať prostredníctvom sociálnych sietí, emailu a iné.
Bluetooth – technológia, ktorá sa primárne využíva na spárovanie inteligentných hodiniek s mobilným telefónom. Jedná sa o štandard bezdrôtovej komunikácie, ktorý prepája 2 a viac zariadení. Aktuálna verzia Bluetooth je verzia 5.2, ktorá vylepšuje verziu 5.1 v podstate len z bezpečnostného hľadiska. Celkovo došlo s verziou 5.0 k veľkým pokrokom v oblasti tohto pripojenia. Medzi vylepšenia patrí napríklad menšia energetická náročnosť, presnejšia navigácia s presnosťou na centimetre, zlepšenie prenosu zvuku a zvýšenie bezpečnosti.
Rýchlosť prenosu Bluetooth je voliteľná, v rozmedzí 125 kb/s až do 2 Mb/s. Platí pravidlo, čím nižšia rýchlosť tým vyšší dosah. Dosah tejto verzie je až 240 m vonku a 40 m v interiéry, čo je oproti verzii 4.2 štvornásobné zlepšenie.
ANT+ - táto technológia zodpovedá za komunikáciu monitorovacích zariadení. ANT+ je technológia implementovaná poprednými značkami do ich produktov, pre zabezpečenie získania a zobrazovania požadovaných údajov. Jedná sa napríklad o čítanie údajov z merania srdcového tepu v aplikácia a súčasne aj na hodinkách samotných. (ANT+, 2021) LTE – táto technológia umožňuje hodinkám volať a posielať textové správy, prípadne sťahovať rôzne aplikácie ak mobilný telefón nie je v dosahu. Je potrebné aby hodinky disponovali slotom na SIM alebo možnosťou využitia eSIM. V konečnom dôsledku táto technológia ale neposkytuje až tak veľa. Za hlavnú nevýhodu by sme určite mohli považovať už len fakt, že hodinky musia mať vlastné telefónne číslo, keďže aktuálne nie je možné využívať jedno číslo dva krát prihlásené na sieti.
4.3.5 Senzory a funkcionalita
GPS a GLONASS – v oboch prípadoch sa jedná o navigáciu alebo zaznamenávanie polohy či trasy. Rozdielom je hlavne to, že navigačný systém GLONASS je o niečo pokročilejší a tým pádom presnejší ako GPS.
Akcelerometer – jedná sa o senzor, ktorý sleduje tri funkcionality inteligentných hodiniek:
o Meranie krokov – jedná sa v podstate o základnú vlastnosť každých hodiniek a to
počítanie krokov spolu s reportom prejdených krokov za určitý časový úsek
o Meranie rýchlosti - sledovanie aktuálnej rýchlosti pri športových aktivitách
a počítanie priemernej rýchlosti po skončení aktivity
o Spálené kalórie – výpočet spálených kalórií prebieha na základe typu aktivity a dĺžky jej trvania a informácie zozbieraných od užívateľa
Mikrofón a reproduktor - pomocou reproduktoru a mikrofónu môže užívateľ inteligentných hodiniek telefonovať bez potreby telefónu. Rovnako je možné reproduktor využívať priamo na prehrávanie hudby cez hodinky, tam je ale potreba podotknúť, že sa vo väčšine prípadov nejedná o využívanú funkciu.
23
Športové aktivity – zaznamenávanie a automatické rozpoznávanie je jednou z dôležitých vlastnostní hodiniek hlavne pre športovcov. V závislosti na výrobcovi existuje a je stale rozširované množstvo možných športových aktivít. Medzi základné aktivity, ktorými disponujú takmer každé inteligentné hodinky sú napríklad:
o Beh
o Chôdza
o Cyklistika
o Plávanie
o Fitness
Športové funkcie – na trhu s inteligentnými hodinkami nájdeme širokú škálu športových funkcií, ktorými môžu disponovať. Najbežnejšími sú napríklad:
o Stopky
o Tachometer
o Oxymeter – slúži na zaznamenávanie množstva hladiny kyslíka v krvi
o Barometer – monitoruje atmosférický tlak a počasie
o Výškomer – zaznamenávanie stúpania a klesania
o Teplomer – informácie o okolitej teplote
o Kompas
o Meranie vystúpených poschodí – zaznamenávanie skrátenia kroku alebo zmeny
výšky
o Krokomer
o Výpočet kalórií
Zdravotné funkcie
o Monitor spánku – funkcia využívajúca niekoľko senzorov. Počas spánku kontroluje
zvuk, tep a pohyb
o Pripomenutie pohybu
o Meranie EKG a telesnej teploty
o Meranie krvného tlaku a saturácie kyslíku v krvi
o Hydratácia
o Umývanie rúk
4.4 Operačné systémy
Táto podkapitola popisuje základné operačné systémy využívané spoločnosťami Samsung, Apple a Huawei.
4.4.1 Tizen
Tizen OS je operačný systém vyvinutý spoločnosťou Samsung. Vznikol evolúciou OS zvaného Bada, ktorý Samsung využíval vo svojich prvých smartfónoch s dotykovou obrazovkou. Je postavený na Linuxovom jadre. (Bunton, 2021)
24
Jedná sa o systém open source systém s viacerými verziami, podľa toho v akom zariadení sa využíva. Aktuálne je najviac využívaný v Samsung hodinkách a televíziách. Vzhľadom na to, ako je aktuálne WearOS, od spoločnosti Google, nedostatočne rozvinutý a WatchOS, spoločnosti Apple, určený výhradne pre Apple, vynaložil Samsung veľké úsilie na budovaní a zdokonaľovaní tejto platformy. Pravdou ale zostáva problém podpory aplikácií tretích strán a s ohľadom na európsky trh aj podpora Googlu samotného. (Bunton, 2021)
4.4.2 watchOS
Operačný systém watchOS bol vyvinutý spoločnosťou Apple už v roku 2015 spolu s prvou radou Apple Watch. Spoločnosť Apple systém vyvíja a zdokonaľuje od tejto doby. Jedná sa o z väčšej časti uzavretý OS, postavený na základoch iOS, s open source prvkami. Aktuálna verzia systému, watchOS 7.3, ponúka mnoho nových funkcií, ktoré budú čitateľovi priblížené v časti samotného porovnávania rôznych druhov inteligentných hodiniek.
Tento OS podporuje sťahovanie aplikácií z AppStore. Nevýhodou je ale kompatibilita s inými zariadeniami ako Apple. Je však potrebné podotknúť, že veľká časť používateľov týchto hodiniek vlastní aj mobilné zariadenie značky Apple.
4.4.3 Lite OS
LiteOS je operačný systém vyvinutý spoločnosťou Huawei pre smartfóny, IoT zariadenia a nositeľnú elektroniku. (Tech Target Contributor, 2021)
Je navrhnutý tak, aby šetril čo najviac miesta a bol čo najviac energeticky účinný. Aj vďaka kompaktnej veľkosti poskytuje rýchly štart operačného systému a jeho energetická účinnosť šetrí energiu, čím sa predlžuje doba využívania zariadenia mnohonásobne oproti iným zariadeniam nositeľnej elektroniky. Odhad výdrže batérie sa odhaduje v dňoch až mesiaci v závislosti na zapnutých funkcionalitách. (Tech Target Contributor, 2021)
4.5 Výrobcovia
V nasledujúcej podkapitole je stručný popis troch lídrov na trhu s nositeľnou elektronikou so zameraním na inteligentné hodinky. Ako už bolo spomenuté v kapitole 3.3 prvenstvo si dlhodobo drží spoločnosť Apple a za ňou nasleduje spoločnosť Samsung a Huawei. U každej z uvedených spoločností sú uvedené ja konkrétne modely zariadení porovnávané v kapitole 5 tejto bakalárskej práce.
4.5.1 Apple
Spoločnosť Apple Inc. bola založená v roku 1976, v štáte Kalifornia, Stevenom Jobsom, Stefenom Wozniakom a Ronaldom Waynom. Jedná sa o spoločnosť, ktorá pomohla spustiť revolúciu počítačov koncom 70-tych rokov 20.storočia. V súčasnosti medzi produkty Apple patria osobné počítače, notebooky, tablety iPad, mobilné telefóny iPhone, digitálne prehrávače hudby iPod touch, Apple TV a nositeľná elektronika v podobe Apple Watch
25
a AirPods. Spoločnosť je známa aj tým, že všetky zariadenia ňou vyrábané majú operačný systém vyvinutý taktiež spoločnosťou Apple.
Najnovšie zariadenia spoločnosti Apple:
Apple Watch Series 6 Apple Watch SE
4.5.2 Samsung
Konkrétne sa jedná o nadnárodnú spoločnosť Samsung Electronics Co., Ltd., ktorá vyrába a distribuuje spotrebné elektroniku. Jedná sa o vlajkovú dcérsku spoločnosť skupiny Samsung. Jedná sa o jedného z najväčších predajcov mobilných telefónov, tabletov, nositeľnej elektroniky aj domácich spotrebičov zo zameraním na IoT. Zaraďuje sa aj medzi najväčších výrobcov televízorov. V roku 2017 spoločnosť Samsung odkúpila spoločnosť Harman AKG, čo umožnilo spoločnosti aj veľmi úspešný vstup na trh s bezdrôtovými slúchadlami.
Zariadenia spoločnosti Samsung:
Samsung Galaxy Watch 3 Samsung Galaxy Watch Active 2
4.5.3 Huawei
Spoločnosť Huawei bola založená v roku 1987 v Číne, a zaraďuje sa medzi svetových poskytovateľov infraštruktúry informačných a komunikačných technológií inteligentných zariadení. Zaraďuje sa taktiež medzi výrobcov a predajcov spotrebnej elektroniky, nositeľnej elektroniky, mobilných telefónov a podobne. V roku 2020 bola spoločnosť
26
označená ako jedna z najlepších v oblasti 5G sietí. Zároveň je známa obmedzením v obchodovaní s americkými spoločnosťami a veľkými sankciami zo strany USA. Z toho dôvodu došlo napríklad aj k predaju značky Honor, či s úplným odstránením podpory Google z nových zariadení značky Huawei.
Zariadenia spoločnosti Huawei:
Huawei Watch GT 2 Pro Huawei Watch GT2
27
5 Porovnanie vybraných zariadení
V tejto kapitole budú vyhodnotené vybrané modely inteligentných hodiniek podľa stanovených kritérií.
Pre potreby porovnávania boli vybrané nasledujúce kritériá, ktorým boli pridelené váhy vyhodnotené na základe preferencií jednotlivých kritérií pomocou metódy poradia:
• Domovská aplikácia – pridelená váha 1/15
• Užívateľské rozhranie hodiniek – pridelená váha 3/15
• Kompatibilita – váhu 5/15
• Funkcie a vlastnosti – pridelená váha 4/15
• Dizajn a cena – pridelená váha 2/15
Následne budú každému produktu pridelené body na škále 1 až 10, kde 10 je najvyššie možné splnenie kritéria pre daný produkt a 1 je nesplnené kritérium. V záverečnej podkapitole bude celkové bodové hodnotenie jednotlivých produktov, ktoré bude získané bodovacou metódou s váhami.
Vybrané hodinky sú určené svojou veľkosťou pre mužov. Dámske veľkosti hodiniek sú takmer rovnaké ako ich pánska verzia. Hlavným rozdielom je veľkosť displeja a u značiek Samsung a Huawei aj rozdiel vo výdrži batérie. U značky Apple a Samsung je rozdiel aj cenový.
5.1 Domovská aplikácia
V tejto podkapitole budú porovnávané domovské aplikácie k hodinkám podľa jednotlivých spoločností. Každá zo spoločností poskytuje iba mobilnú verziu domovskej aplikácie.
Domovské aplikácie ponúkajú okrem iného možnosť exportu dát a ich zobrazenie v inom zariadení ako mobilnom telefóne či samotných hodinkách, slúži ako doplnok pre užívateľa a možnosť zobrazenia dát z iného uhlu pohľadu. Synchronizácia s aplikáciami tretích strán je možná iba v prípade ak to daný výrobca inteligentných hodiniek podporuje.
Tieto dáta je možné automaticky synchronizovať s podporovanou aplikáciou tretej strany alebo jednorázovo vyexportovať v rôznych typoch podporovaných formátov.
V nasledujúcej tabuľke je možné vidieť všeobecný prehľad pozitívnych a negatívnych vlastností domovských aplikácií spoločností Apple, Samsung a Huawei, rovnako ako aj podporované formáty exportu a možnosť synchronizácie z webovými aplikáciami tretích strán.
28 5.1.1 Apple Health
Domovská aplikácia slúži na zobrazovanie dát zozbieraných napríklad aj inteligentnými hodinkami. Je určená prevažne pre zariadenia značky Apple a rovnako dostupná iba
Apple Health Samsung S Health
Huawei Health
Pozitíva
Medical ID,
Vloženia zdravotnej dokumentácie, Zoznam úspechov
Sledovanie príjmu kalórií, Kompatibilita s inteligentnými váhami,
Poradenstvo k cvičeniu – videá, Zoznam úspechov
Kompatibilita s inteligentnými váhami,
Poradenstvo k cvičeniu, Zoznam úspechov
Negatíva
Nepodporuje Widgets, Bez
kompatibility Adnroid zariadeniami
Málo
podporovaných aplikácií tretích strán
Chýba predikcia menštruačného cyklu
Automatická synchronizácia aplikácií tretích strán
Strava, MapMyRun, MapMyFitness, TrainingPeaks, A iné
Strava, Technogym
Google Fit, MyFitnessPal
Podporované formáty exportu .GPX, .FIT
.CVS, .GPX, .FIT, .TCX
.CVS, .TCX, .GPX
Tab. 4 Všeobecné porovnanie domovských aplikácií
29
v AppStore. Aplikácia dokáže pracovať aj s niektorými inými značkami nositeľnej elektroniky, ako sú napríklad Xiaomi, Amazfit, Garmin. Na druhú stranu nie je kompatibilná z nositeľnou elektronikou značky Samsung a Fitbit.
Apple Health ukladá dáta ako sú prejdené kroky, prejdená vzdialenosť pešky alebo behom, vystúpené poschodia, srdcový tep, spánkovú analýzu. Všetky tieto informácie o zaznamenaných aktivitách je možná automaticky synchronizovať z aplikáciami tretích strán, ktoré je potom možné zobraziť cez webovú stránku. Ako vyplýva z tabuľky 4 práve domovská aplikácia Apple Health podporuje najviac možností aplikácií tretích strán a ich automatickú synchronizáciu.
Apple Health ako jediná na druhú stranu poskytuje funkciu Medical ID a vloženie zdravotnej dokumentácie. Táto funkcia je už v spojených štátoch podporovaná aj niektorými zdravotníckymi zariadeniami. Bohužiaľ v českej ani slovenskej republike táto funkcia zatiaľ nie je podporovaná.
V porovnaní s ostatnými domovský aplikáciami z tabuľky 4 , je možné vidieť chýbajúce možnosti individuálneho prispôsobenia, čo sa ale tiahne naprieč všetkými produktami spoločnosti Apple. Ďalšie nedostatky sú napríklad chýbajúce widgety, či možnosť zaznamenávania kalorického príjmu.
Okrem aplikácie Apple Health je možné celkové zhrnutie zaznamenaných aktivít z hodiniek sledovať aj v aplikácii Kondícia, jedná sa o novú aplikáciu, ktorá bola uvedená minulý rok.
Nižšie je možné vidieť ukážky aplikácie Apple Health a Kondícia.
30 5.1.2 Samsung S Health
Aplikácia Samsung S Health je prispôsobená pre nositeľné zariadenia značky Samsung. Je kompatibilná so zariadenia s operačným systémom Android aj iOS.
Táto aplikácia zaznamenáva údaje z inteligentných hodiniek ako sú počet krokov, aktivity a cvičenia, spánkový cyklus, úroveň stresu a srdcový tep. Okrem týchto funkcií poskytuje užívateľovi možnosť zaznamenávania váhy, kalorického príjmu, príjmu vody a iné.
Zaujímavosťou sú aj funkcie, ktoré umožňujú zapojiť sa do mesačných výziev, kde je možné súperiť s ostatnými užívateľmi Samsung S Health v počte krokov. Ďalšou funkciou je Fitness program, ktorý obsahuje video-návody rôznych typov cvičení.
Celkovo hodnotím túto aplikáciu veľmi dobre, priestor pre zlepšenie ale vidíme v oblasti automatickej synchronizácie, kde by aplikácia mohla podporovať viac aplikácií tretích strán.
Aktuálne je automatická synchronizácia podporovaná len pre aplikáciu STRAVA a Technogym.
Nižšie sú ukážky prostredia aplikácie.
31 5.1.3 Huawei Health
Inteligentné hodinky a nositeľné zariadenia značky Huawei a Honor je možné párovať s aplikáciou Huawei Health. Je kompatibilná s operačnými systémami Android aj iOS.
Huawei Health zaznamenáva a ukladá históriu cvičení, srdcového tepu, spánku, SpO2 ( v prípade, že to podporuje nositeľné zariadenie). Podporuje možnosť plánovania cvičenia a možnosť reportovania progresu na týždennej či mesačnej báze.
Oproti ostatným hodnoteným domovským aplikáciám podporuje veľkú užívateľskú prispôsobivosť. Užívateľ má možnosť zmeny farby pozadia aplikácie alebo rozloženie dlaždíc s údajmi. Rovnako spoločne so Samsugn S Health má možnosť widgetov.
Priestor na zlepšenie je rovnako ako v prípade domovskej aplikácie Samsung S Health v rozšírení ponuky aplikácií tretích strán s ktorými je údaje z aplikácie možné zdieľať.
V tomto prípade je automatická synchronizácia umožnená iba s aplikáciami Google Fit a MyFitnessPal.
Nižšie je možné vidieť ukážky užívateľského prostredia aplikácie.
5.2 Užívateľské rozhranie hodiniek
Táto podkapitola je venovaná hodnoteniu užívateľského rozhrania samotných hodiniek.
Vzhľadom na to, že vybrané produkty majú v rámci svojej značky rovnaké užívateľské
32
rozhranie je toto hodnotenie spracované na úrovni troch vybraných značiek a to Apple, Samsung a Huawei.
Užívateľské rozhranie je pri výbere jednou z najdôležitejších vecí. Malo by byť intuitívne na používanie a ideálne by splnenie úlohy malo byť možné s čo najmenším počtom krokov.
Mnoho spoločností sa pri ovládaní nespolieha iba na dotykovú obrazovku ale umožňuje užívateľovi interakciu s užívateľským prostredím aj prostredníctvom tlačidiel alebo otočných lunet.
5.2.1 Apple Watch
Obr. 7 Užívateľské rozhranie Apple Watch
Užívateľské rozhranie hodiniek od spoločnosti Apple je považované za veľmi jednoduché a to hlavne pre užívateľov operačného systému iOS. Na obrázku vyššie je možné vidieť hierarchiu rozloženia obrazoviek.
Rozhranie je oproti ostatným značkám podľa môjho názoru lepšie zabezpečené. Už pri párovaní hodiniek si užívateľ nastavuje prístupové heslo pozostávajúce z čísel.
U inteligentných hodiniek spoločností Samsung a Huawei tam požiadavka na aspoň takýto typ zabezpečenie nebola.
Čo sa týka možnosti užívateľského prispôsobenia na rozdiel od domovskej aplikácie hodinky samotné ponúkajú určité možnosti. Užívateľ si má možnosť farebne meniť, upravovať, vymieňať a robiť ďalšie prispôsobenia týkajúce sa samotného ciferníku hodiniek.
Modifikácia iných obrazoviek je už viac limitovaná. V prípade zoznamu aplikácií je užívateľ schopný meniť poradie zobrazovania alebo miesto, keďže ako je vidno z obrázku vyššie
