הבנת תהליך איסוף המידע ושיתוף של מכשירים חכמים ליצירת קשר חכם

עדשות מגע חכמות מייצגות שינוי טרנספורמטיבי בטכנולוגיה לבישה, מיזוג הנדסה ביו-רפואית עם עיבוד נתונים בזמן אמת.בניגוד עדשות סטנדרטיות סטנדרטיות, מכשירים אלה משלבים מיקרוסנסורים, מעבדים בעלי כוח נמוך, ומודולים תקשורת אלחוטיים לתוך פלטפורמה ביולוגית שאינה עולה על פני השטח של העין, מיקום ייחודי זה מספק גישה ישירה לסרט, סממנים ביולוגיים, ושדה של המשתמש של ראייתם, המאפשר ניטור אישי של פתרונות אבטחה והדרכה אלה.

כמה חכם עדשות מגע לאסוף נתונים

ארכיטקטורת איסוף הנתונים של עדשות מגע חכמות תלויה ברכיבים זעירים, אולטרה-נמוכים בתוך הפולימרים העדשה.מרכיבים אלה חייבים לפעול בתוך תקציבי חשמל קפדניים, לעתים קרובות נמדדים במיקרו-וואט, כדי להימנע מדור חום שעלול לפגוע ברקמות האורקיות.העדשות נשענות על הסרט הדמעות, המשמש כמקור עשיר של סממנים ביולוגיים כולל גלוקוז, נקה, חלבונים וניתן ליצור מגעים בלתי אפשריים עם שיטות מגע חיצוניות.

פיזיולוגי וביומרקר סינגסינג

ניטור גלוקוז מתמשך הוא אחד היישומים המשמעותיים ביותר מבחינה קלינית. רמות גלוקוז תה תואמים עם ריכוזי גלוקוז בדם, אם כי עם זמן פיגור של בערך 5 עד 15 דקות. החיישן בדרך כלל משתמש בגישה אלקטרוכימית: שכבת אנזים של גלוקוז אוקסיד על מיקרואלקטרוניקה, אם כי עם לחץ דם נוכחי מול ריכוז גלוקוז.זה הופך קריאה דיגיטלית על ידי ממיר אנלוגי-ל-ל-ל-ל-ספרתי, לדוגמה, מדעי המוח של Google, אם כי הם השתמשו בתדירות גבוהה אחרים, אם כי הם אלה).

לחץ תוך עיני (IOP) ניטור משתמש מנגנון שונה.עדשת הדגים הסינסמיים, שאושרה על ידי ה- FDA עבור ניטור IOP 24 שעות, משלב מדד המזהה שינויים קדחתניים בכרנית.כפי IOP עולה, הקרנית מתפרסמת מעט, ואת עמידות חשמלית של המדה משתנה באופן יחסי.

קצב הלב ושקע חמצן ניתן להעריך באמצעות photoplethysmography (PPG) LEDs מוטבע מאיר אור לתוך הרקמות האוריות, ו photodiode מודד שינויים קליטה אור הנגרמת על ידי נפח הדם pulsing. העין ואת הקרנית הם דק מספיק עבור שיטה זו לעבוד, למרות פריטים תנועה ממצמץ אתגרים אלגוריתמיים נוכחיים.

נתונים חזותיים ומעמיקים

מציאות מוגברת (AR) עדשות מגע חכמות, כגון אלה שפותחו על ידי Mojo Vision, להטביע תצוגות מיקרו-LED כי צילומי הפרויקט ישירות על הרשתית של המשתמש. עדשות אלה לאסוף נתונים על תנועת העיניים וכיוון מבט כדי להתאים את התוכן המוצג עם קו הראייה של המשתמש.אלקטרופולוגרפיה (EOG) מודדים את הפוטנציאל החשמלי בין הקרנית לבין הרשתית, אשר שינויים עם סיבוב עיניים זה הוא גם לבדוק את המצלמות החיצוניות על ידי שימוש, אם כיעדשות, או המחשב הניידות, אם כי הוא מסוגלות, אם כי הוא מתאים את המצלמות, או המחשב, אם כי הוא גם כן, אם כי הוא מסוגלות, אם כי הוא מתאים למצלמות אבטחה, אם כי הוא גם כן, אם כי הוא מתאים למצלמות של המשתמש, או כדי להתאים את המצלמות של מכשיר אבטחה, או כדי להתאים את גודלו של מכשיר אבטחה, אם כיעדשות, אם כיעדשות, אם כיעדשות אבטחה, אם כיעדשות, אם כיעדשות, או כדי להתאים את גודל המחשב הניידות, אם כיעדשות, או המחשב, אם כי הוא יכול להתאים את גודלו של המשתמש, אם כיעדשות, אם כי הוא יכול להתאים את גודל המחשב, אם כיעדשות, אם כיעדשות, אם זה,

נתוני מעקב גז רגישים במיוחד מכיוון שהוא יכול לחשוף את מה שמשתמש מקדיש תשומת לב, להעדפות החזותיות שלו, ולמצבים קוגניטיביים אפשריים אפילו.יש לטפל בנתונים אלה בהסכמה קיצונית ובהסכמה ברורה של משתמשים, במיוחד במערכות AR הנתמכות בפרסום, שיכולות להשתמש במדדי תשומת לב לתוכן ממוקד.

המונחים: environmental Sensing

עדשות מגע חכמות יכולות לשלב חיישנים סביבתיים המדיקים חשיפה אולטרה סגול (UV), רמות אור הסביבה, איכות האוויר. חיישנים UV להשתמש photodiodes רגישים לאורכי גל ספציפיים, התראה למשתמשים כאשר הם מגיעים למגבלת חשיפה יומית בטוחה. חיישנים אור Ambient להתאים את בהירות של overlays AR או אות העדשה כדי tint עצמו, בדומה ל עדשות פוטו-סומטיות, עדיין בשלב מוקדם של פעילות גופנית, או תופעות לוואי (C) של חומר מיידיות (בפרקטיקות) או סימן מיידיות) או סימן את ה-זמנית (או חלקיקים).

איסוף נתונים מנוהל על ידי מיקרובקר כי רצפים של חיישנים קורא, תורים אותם ב-buffer קטן (בדרך כלל כמה קילוביטים), ומכינה אותם לשידור. Power מגיע מסוללה דק-סרטה נטען באופן אלחוטי באמצעות הפיכה אינדוקטיבית, בדרך כלל במקרה טעינה של לילה.קיבולת הסוללה מוגבלת מאוד, לעתים קרובות מתחת 10 מ"מ-שעה, אשר מחסילים הן נזילות ותדירות נתונים.

עיבוד נתונים: On-Device vsus Cloud

לאחר איסוף נתוני חיישן גולמי, יש להמיר אותו למידע משמעותי.העיבוד מתחלק בין העדשה עצמה לבין מכשירים חיצוניים מאזן את הגמישות, צריכת החשמל והפרטיות.

עיבוד על ה Lens

על עיבוד על-ידי עיבוד זמן משימות קריטיות שלא יכול לסבול את הגמישות ברשת.עבור ניטור IOP, המיקרובקר העדשה מפעיל מסנן דיגיטלי כדי להסיר רעש ממצמץ ושומן העין.עבור גלוקוז חישה, אלגוריתמים קלודה אלגוריתמים מבט ממירים את ה-microivolt לתוך ריכוזי גלוקוז תוך שימוש במודל מאוחסן בזיכרון הלא-וולקל של העדשה.

עיבוד על-ידי הסימון כולל גם דחיסת נתונים והצפנה.הקריפטות של Raw מדחוסות באמצעות אלגוריתמים קלים כמו LZ4 או סיבולת באורך ריצה כדי להפחית את גודל חבילות הנתונים לפני השידור.הצפנה מוחל באמצעות מפתח ישיבה שנקבע במהלך הצמדה עם הטלפון החכם של המשתמש.מנוע הצפנה חייב להיות יעיל מספיק כדי להוסיף כוח מינימלי מעל תוך הבטחת נתונים אלה המועברים על הקישור האלחוטי הקצר מוגן מפני ניכויים.

סמארטפונים וענן עיבוד

עבור יישומים הדורשים ניתוח טרנד ארוך טווח, למידת מכונה או תמיכה בקבלת החלטות קליניות, נתונים מועברים אפליקציה סמארטפון מלווה או פלטפורמת ענן. העדשה מעבירה נתונים מוצפנים על אנרגיה נמוכה (BLE) לסמארטפון, אשר פועל כמסר.אפליקציית הסמארטפון מפענוח נתונים, מבצע עיבוד נוסף, ובאופן אופציונלי מעביר נתונים אנונימיים לשירות ענן.

עיבוד ענן מאפשר תכונות שאינן אפשריות על העדשה עצמה, כגון ניתוח ברמת האוכלוסייה לזהות סחף או בעיות קושחה.עם זאת, הוא גם מציג סיכונים לעקביות ופרטיות.מפתחים צריכים לעקוב אחר גישה מבוססת פרטיות: רק להעביר את הנתונים המינימליים הדרושים לכל פונקציה בענן, ולספק אינדיקטורים ברורים למשתמש כאשר הנתונים נשלחים מ-device.

שיתוף נתונים: מי מקבל גישה וכיצד

שיתוף נתונים במערכות עדשות מגע חכמות כרוך במגוון צדדים עם אינטרסים לגיטימיים שונים.משתמש העדשה חייב להיות שליטה גרניט על מה משותף, עם מי, וכמה זמן ארכיטקטורת המערכת צריכה לאכוף את בקרת הגישה בכל שכבה.

שיתוף עם ספקי בריאות

מקרים של שימוש קליני מניעים את רוב תרחישים שיתוף הנתונים.A המטופל עם DrDeramus עם עדשות IOP-monitoring שתף נתונים על לחץ יומי עם רופא עיניים שלהם, זה בדרך כלל נעשה באמצעות פורטל מטופל מאובטח או לוח נתונים קליני ייעודי המשלב עם מערכת הבריאות האלקטרונית (EHR) , אם הם דורשים סטנדרטים של HL7HIR עבור תאימות הדדית, להבטיח כי המדידות IOP יכולות להיות משולבות עם יישום רפואי של 30 שעות נוספות של טיפול רפואי (EDD) אם הם נדרשים טיפול רפואי רלוונטי אחר של טיפול רפואי.

שיתוף עם יצרנים לשיפור

יצרני התקנים צריכים מידע על השימוש כדי לשפר את דיוק החיישן, לעדכן אלגוריתמים, ולזהות בעיות בטיחות.יש לאסוף נתונים ודה-זהה לפני שעזב את המכשיר של המשתמש.טכניקות פרטיות שונות להוסיף רעש סטטיסטי לתוצאות השאילתה, מה שהופך אותו קשה מבחינה מתמטית לזהות אנשים.משתמשים צריכים לבחור לשתף נתונים באמצעות תהליך הסכמה ברור המסביר בדיוק מה הנתונים ישמשו וכיצד זה יהיה מוגן לדוגמה להורדת אישור של גלוקוז.

שיתוף עם אפליקציות ושירותים של צד שלישי

עדשות מגע חכמות עשויות להשתלב עם פלטפורמות כושר (Apple Health, Google Fit), יישומי בריאות, או ספקי תוכן AR. שיתוף נתונים מתרחשת באמצעות ממשקי API הדורשים אישור משתמש מפורש (Apple Health), שכבת מערכת ההפעלה בסמארטפון מתווך את ה- API הללו, ומציגה רמקול הרשאת אישור למשתמש שמציינת נתונים לא יסופקו על ידי יישומי אבטחה ספציפיים, ועל איזו מטרה.מפתחים חייבים לטפל באישור מחדש: אם משתמשים מבטלים גישה לקצב הלב, אפליקציה למנוע את ה-IP של Microsoft לא תמחקו באופן מיידי של נתונים שאינה חלה על-F:

אדריכלות אבטחה ואיומים

פני השטח של מערכת עדשות מגע חכמה כוללת את ממשק אלחוטי, את ה- עדשות קושחה, אפליקציית הסמארטפון, את ממשק הענן API ואת המכשיר הפיזי עצמו.כל שכבה דורשת הגנה מסוימת.

  • (FLT:0) אבטחת תקשורת אלחוטית:FLT:1 The הקישור בין העדשה לבין הטלפון החכם משתמש ב- Bluetooth Low Energy עם AES-128 הצפנה ו- CCM מצב להבטחת מהימנות הודעה.תהליך הצירוף מיישם את פרוטוקול חיבורים מאובטחים עם אלפלטי קרב דיפי-הלמן חילופי מפתח.זה מונע פיגור פסיבי ואקטיבי של האדם-המתקפה חייב לאמת את זהויות ההצפנה הראשוניות.
  • (FLT:0)Firmware יושרה ועדכונים:FLT:1 , קושחית העדשה מאוחסן בזיכרון המוצפנת.עדכונים מועברים מעל האוויר (טא) באמצעות אפליקציית הסמארטפון, חתום עם המפתח הפרטי של היצרן.המגפת החולשות של העדשה מאמתה את החתימה לפני יישום העדכון, דוחה כל מטען ללא חתימה או לא נכונה.
  • (FLT:0) התנגדות tamper:FLT:1; קללת העדשה יכולה לשלב מאפר אשר מזהה אם העדשה נחתכת או מוסרת מן העין. Upon זיהוי, המיקרובקר יכול למחוק מקשי הצפנה ונתונים משתמשים מאוחסנים בזיכרון תנודתי.
  • (FLT:0) התקפות התקפה ערוץ ערוצים: ההרחבה של Power Analysis התקפי ניתוח כוח יכול להוציא מפתחות קריפטוגרפיים על ידי ניטור צריכת החשמל של העדשה במהלך פעולות הצפנה בזמניים, יישום קריפטוגרפיים של זמן קבוע וטכניקות איזון כוח להפחית את הסיכון הזה.

תוכניות גילוי Vulnerability מעודדות חוקרים עצמאיים לדווח על נושאים באחריות. חברות כמו גוגל ואפל פועלות תוכניות כאלה עבור המערכות האקולוגיות בעלות על ללבוש שלהם.אם הפגיעות מתגלה במערכת עדשות, היצרן צריך להיות תהליך להנפיק עדכוני קושחה, להודיע למשתמשים, ותיאום עם הרגולטורים במידת הצורך.

סליחות ועיצוב אתי

עדשות מגע חכמות לאיסוף נתוני בריאות חייבות לציית לרשת מורכבת של תקנות השונהות על ידי סמכות שיפוטית בארצות הברית, ה- FDA מסדיר את החומרה והתוכנה כמכשיר רפואי אם היא עושה תביעות אבחון. איסוף הנתונים של העדשה ותכונות שיתוף יש לתאר בהגשה טרום-שיווק, כולל אבטחת המידע והגנה על הפרטיות.

ה- FDA:0 â € ¢ פונקציות תוכנה ויישומים רפואיים ניידים הדרכה FLT:1 מסביר כי תוכנה המנתח את נתוני העדשה ומספקת המלצות אבחון היא עצמה מכשיר רפואי.זה אומר האלגוריתמים לחיזוי גלוקוז או פרשנות IOP חייב להיות מאומת כחלק אישור המכשיר. יצרנים צריכים לתכנן מחקרים אימות קליני כי להפגין את הדיוק והבטיחות של צינורות הנתונים שלהם.

עיצוב אתי משתרע מעבר לציות רגולטוריות.אינטימיות של מכשיר שיושב על העין יוצרת אחריות מיוחדת. משתמשים חייבים להבין לחלוטין כי העדשה שלהם אוסף נתונים על בריאותם, תשומת הלב החזותית שלהם, והסביבה שלהם.הסכמה מוכללת צריכה להיות מושגת באמצעות ממשק ידידותי למשתמש המסביר את תפקודם של חיישן ושימוש בנתונים בשפה פשוטה.

ניסיון מעשי למשתמשים ולמפתחים

עבור משתמשים הרואים עדשות מגע חכמות, להתחיל על ידי סקירה של שיטות הטיפול בנתונים של היצרן לפני הרכישה.מדיניות הפרטיות צריכה לקבוע בבירור מה הנתונים נאספים, כיצד זה משמש, כמה זמן זה נשמר, ואם זה משותף עם צדדים שלישיים. לבדוק כי המכשיר משתמש הצפנה מקצה לקצה כדי למנוע ניכוי נתונים שיתוף בכל עת.

עבור מפתחים בניית יישומים ממשק עם עדשות מגע חכמות, לאמץ חשיבה ראשונה אבטחה בשלב העיצוב הראשוני. השתמש בנתונים המינימליים הדרושים עבור כל תכונה.לדוגמה, אם אתה צריך רק את המגמה של קוראי IOP ולא כל מדידה אישית, לאסוף את הנתונים על העדשה ולהעביר רק את נתוני הפעלת טיפול רפואי רגיל על המכשיר של המשתמש בכל פעם אפשרי לשלוח אינספור מונים לענן, במיוחד כדי לאמת את התקני האבטחה שלך, במיוחד כדי לאמת את התקני אבטחה.

המערכת האקולוגית סביב עדשות מגע חכמות היא עדיין לא חשובה, אבל שיטות ניהול הנתונים שנקבעו כעת יקבעו את הבסיס לאמון המשתמש.המכשירים מחזיקים פוטנציאל עצום לניטור בריאותי מותאם אישית ומציאות משולבת חלקה.