Offene Plattform Wearables für Vitaldaten sitzen am Ohr und nicht am Handgelenk

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Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Mit OpenEarable 2.0 präsentiert das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine leistungsfähige Open-Source-Plattform für ohrbasierte Sensorik. Das für Forschung, Medizin, Industrie und Alltagsanwendungen entwickelte System kombiniert mehr als 30 Messgrößen in einem drahtlosen In-Ear-Formfaktor. Das bietet mehr Kontrolle.

Wearables zählen seit Jahren zu den dynamischsten Entwicklungsfeldern in der Elektronik. Vom Fitness-Tracker bis zur smarten Insulinpumpe haben sie sich in den Alltag und die medizinische Versorgung eingeschrieben. Zentrale Herausforderung bleibt dabei die zuverlässige Erfassung biophysiologischer Parameter unter Alltagsbedingungen – bei gleichzeitig hoher Nutzerakzeptanz und Energieeffizienz.

Wearables wie Smartwatches und Fitnesstracker sind im Konsumentenmarkt etabliert – ihre Funktionalität ist jedoch meist auf proprietäre Systeme beschränkt. Auf Seiten der Forschung besteht ein wachsender Bedarf an offenen, erweiterbaren Plattformen, die eine präzise Erfassung physiologischer Daten ermöglichen und sich flexibel für spezifische Anwendungsfälle konfigurieren lassen.

Mehr als 30 Parameter erfassbar

Mit OpenEarable 2.0 haben Forscher am KIT eine vollständig offene Plattform für Ohr-Wearables entwickelt. Das System integriert eine Vielzahl miniaturisierter Sensoren direkt in drahtlose Ohrhörer und erlaubt durch offene Hard- und Software-Schnittstellen eine individuelle Anpassung durch Entwickler. Im Unterschied zu vielen kommerziellen Entwicklungen lässt sich OpenEarable programmatisch steuern, um neue Algorithmen, Anwendungen oder Signalverarbeitungsroutinen gezielt zu erproben.

Die Plattform kombiniert multimodale Sensorik für biophysiologische und kontextuelle Messgrößen:

• Akustische Sensoren: Mikrofone zur Vibrationserkennung im Schädelknochen (beispielsweise für Essverhalten oder Sprache in lauter Umgebung).

• Bewegungssensorik: Inertialsensoren erkennen Bewegungen, klassifizieren Aktivitäten und erkennen einen Sturz.

• Biosensorik: Sensoren für Sauerstoffsättigung, Körpertemperatur, Atemmuster und Herzfrequenz.

• Konnektivität: Energieeffizientes Bluetooth LE Audio für Datenübertragung und Echtzeit-Feedback über App und Web-Dashboard.

Das Ohr als Sensorposition bietet nicht nur gute Durchblutung und stabile Signale, sondern erlaubt auch Messungen, die an anderen Körperstellen schwerer zu realisieren sind. Gerade in der Kombination der Sensoren entsteht ein breites Einsatzspektrum – von der Vitalparameteranalyse bis hin zur Zustandsüberwachung in sicherheitskritischen Umgebungen.

Von der Forschung in die Anwendung

Die Plattform wurde unter Leitung von Dr. Tobias Röddiger am TECO-Labor des KIT entwickelt und bereits in mehreren Studien validiert. Dabei zeigte OpenEarable 2.0 eine hohe Messgenauigkeit im Vergleich zu etablierten Referenzsystemen. Durch die modulare Architektur eignet sich das System für:

• Medizinische Diagnostik und Telemonitoring,

• Ermüdungserkennung und Sicherheitsanwendungen in Industrieumgebungen,

• Sportanalytik und Leistungsdiagnostik mit In-Ear-Messung und

• Forschung und Entwicklung neuer Wearable-Konzepte.

„Wir wollten eine offene, hochpräzise Lösung schaffen, die weit über die Fähigkeiten kommerzieller Systeme hinausgeht“, erklärt Röddiger. „Entwickler erhalten mit OpenEarable eine leistungsfähige Grundlage, die sich an individuelle Anforderungen anpassen lässt – ein wichtiger Schritt in Richtung echter High-Tech-Wearables mit medizinischem Nutzen.“ (heh)

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