作者：Robert Huntley 贸泽电子
我们的身体是一台极端的机器
那些在极端环境下工作的人需要依靠科技来保证安全并且监控他们的身体健康，空军飞行员、深海潜水员以及在阿拉斯加工作的科学家都会使用专门的设备，保证他们的身体能够在这些极端环境下生存，例如飞行员每天都会经历加速度和重力，这些因素都需要可穿戴设备来监测对身体的影响。
美国国家航空航天局（NASA）和军事研究人员确切地知道我们的器官能够承受多大的加速度，他们发现14g的横向加速度对于身体内部来说太大了，这些专家通过测试极限来确定人类耐力的极限。
例如作为正常的航空旅客我们仍然对我们的身体充满期待，我们的技术能够帮助我们应对几小时内不断变化的压力、温度和位置变化，让我们能够安全的从加利福尼亚旧金山飞到纽约。
虽然已经证明大多数人将无法承受高温（身体过热），在极端潮湿或60℃的环境中超过十分钟就可能造成死亡，此外因寒冷造成的死亡也很难划定，当一个人的身体温度下降到-21℃时就会死亡，但是需要多长时间达到这一点取决于几个因素，比如这个人是否习惯了很冷的环境等。
我们这些在最寒冷城市生活和工作的人，比如阿拉斯加的费尔班克斯，已经制定了应对机制，并且有基本的生活和工作保障设备。这里最低温度可达到-27℃，费尔班克斯的气候对人体和技术可靠性充满了挑战。电子设备在这种寒冷的气候条件下也很难正常工作：例如Fitbit智能手表的最低使用环境是-20°F，然而因为它与我们的身体紧密接触，所以这类电子设备的温度要比外面环境的温度要高一些。
为了让人们能够在这样极端的环境下工作和生活，工程师们设计了一系列的传感器用来监测穿戴者的体温，随时提醒佩戴者可能出现的任何危险变化，这些传感器被设计用于在最恶劣的环境下工作，保护可穿戴者的头部、手、身体和脚部的温度。
在一位电子工程师来看要让这些传感器蓬勃发展即使是可穿戴设备的电池也需要定制化设计，从而可以应对这些极端的温度，因为一些电池在低于-30℃的环境下会停止工作，大多数的LED显示屏也有特定的操作温度范围，这些组件都需要工程师们特别关注。当我们人类在更具挑战的环境中工作时，可穿戴设备的工程师也要做到随时对设备进行更新。
这些组件也有不同的消费版本，包括为远足者和登山者准备的保暖衣物（采用电池供电），确保他们在探险期间的舒适和安全。然而这些短途旅行者需要携带多块电池来保证温暖，如果必须是一次轻型的旅行，那么这些额外的设备可能就是负担！重要的是旅行结束后探险者一定要注意不要把所有的衣服和可穿戴设备都交给洗衣店，这种疏忽是厂商不愿看到的，网上有很多关于用户在不小心洗澡后想要恢复健康追踪器、智能手机和蓝牙耳机的建议。
我们人类在追求冒险的过程中，在征服地球上一些最不适宜居住的地方的过程中，似乎并没有表现出任何放慢脚步的迹象。运动员不断挑战人体极限，发现人类能够跑多快。能够跑多远，能够跳多高等，只有通过可穿戴技术的出现才能够通过不断反馈来监测这些活动。
体育领域的技术
在美式足球中技术的进步使得运动员的安全得到提高，锐步（Reebok）和科技公司MC10发布了一项创新技术，可以在比赛中测量球员被击中（或被拦截）的力量，这种监测可以让队医提前知道球员是否需要检查脑震荡，内置传感器可以承受很大的压力，同时确保职业运动员能够安全的继续比赛。
全球定位系统（GPS）追踪器可以安装在运动员的衣服中，从而可以实时提供美国国家橄榄球联盟（NFL）球员的速度、平衡、加速度和运动的相关信息，传感器还可以监测软组织受伤的早期迹象，为教练和医护人员提供实时信息，从而确保球员在发生更严重受伤之前被替换，这些传感器和设备必须是轻量型且不引人注目的，而且还要能够承受运动员在激烈的60分钟比赛中所经历的汗水、运动、冲击和摩擦的影响。
但是不仅仅是职业运动员要想采集这类信息，随着技术的突破还将会采集更多的信息，跑步爱好者现在可以在袜子和跑步鞋中安装传感器，作为跟踪他们跑步技术的最新方式。当连接到智能手机上时这些数据可以显示跑步者的脚是如何着地的，从而使他或她能够更具速度和身体安全作出一定的调整。此外还能够采集速度、距离等，人体工程学使跑步比以往任何时候都成为一门科学，通过设计这些传感器还可以让跑步者在人行道、小路和跑道上行走时追踪对脚步的冲击还有出汗的情况。
可穿戴设备的未来
那么可穿戴技术的未来在哪里呢？对于未来技术和消费者需求的判断并不总是那么完美，但是很明显我们对监测、记录和追踪我们每一个动作的需求并没有任何放缓的迹象，除了跟踪运动和体重的变化，未来有一天我们的训练设备会将运动转化为能量来驱动内部传感器，可以让我们的鞋子保持凉爽或者温暖，我们还可以戴上隐形眼镜，不用打开笔记本电脑就可以查看日历，安排每天的生活，无论人类未来走向何方，可以肯定的是可穿戴设备都是未来发展的趋势。
关键的几点：
1、虽然不是传统意义上所说的恶劣环境，但是人体必需能够极端的温度、冲击和暴露在外面的环境中。
2、无论我们身处何处可穿戴设备中的敏感元件必须能够与我们身体所处的环境保持同步。
3、可穿戴设备迅速变得无处不在——健身带成为最受欢迎的设备，在我们锻炼期间和之后它会向我们展示体能、身体相关的统计数据。
4、作为人类我们可以在一些具有挑战性和极端的环境中生存，然而我们的身体会产生汗水、高负荷运动以及一些护肤品（防晒霜等）都会影响可穿戴设备的使用，如果没有考虑到这些方面可能会造成设备失灵。
5、在某些情况下人体也会保护可穿戴设备，比如设备工作的外部温度限制是-20℃，但是借助体温在-30℃环境下也可以正常工作。
总结：
罗伯特 • 亨特利（Robert Huntley）是一名获得HND认证的工程师，同时也是一名技术作者，他在电信、导航系统和嵌入式应用方面有着丰富的经验，他负责为贸泽电子公司撰写各类技术和实用文章。
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原文链接：
https://www.mouser.com/applications/human-body-harshest-environment/
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