Smartwatches 2022 –
Stress und Emotionen

Am 24.8.22 hat fitbit, seit 2021 eine Google Tochter, fristgerecht zur IFA 2022 die zweite Generation seines Smartwatch Top Modells, die fitbit sense^TM 2, vorgestellt. Wesentliche Innovation der Smartwatch, die voraussichtlich ab Ende September zu einem Preis von €299,95 im Handel verfügbar sein wird, ist eine kontinuierliche Stresserkennung. In einem solchen Fall kann die Smartwatch entsprechend personalisierte Hinweise zum Stressabbau geben. Mit einem medizinisch zugelassenen 1-Kanal-EKG zur Erkennung von Vorhofflimmern des Herzen und SpO2 Messung am Handgelenk befindet sich die Smartwatch auf Augenhöhe mit den aktuellen Smartwatches von Apple und Samsung. Der neue „body response sensor“ der fitbit sense^TM 2 Smartwatch könnte aber noch mehr leisten, nämlich eine Erkennung von Emotionen [1], Details siehe unten. Apps für die programmierbare Smartwatch, die weiterhin mit dem besonders energieeffizienten Betriebssystem fitbit OS ausgeliefert wird, können mit der hauseigenen Entwicklungsumgebung fitbit Studio^TM selbst entwickelt werden.

Die fitbit sense^TM 2 Smartwatch

Die Smartwatch hat ein abgerundetes, quadratisches 1,58‘‘ AMOLED „always-on“ Display mit einer Auflösung von 336 x 336 Bildpunkten, das mit einem Touchscreen aus Corning Gorilla^TM Glas 3 abgedeckt ist. Die Smartwatch ist mit (LxBxH) 40,5 x 40,5 x 12,3 mm 10% dünner und mit 46 gr 15% leichter als das 2020 eingeführte Vorgängermodell fitbit sense^TM. Neben dem Touchscreen steht zur Bedienung wieder eine analoge Taste auf der linken Seite der Smartwatch zur Verfügung, wie zuletzt beim Vorgängermodel fibit versa^TM 2.

Das Gehäuse der Smartwatch ist aus Aluminium und in den Farbtönen: Softgold, Platin und Graphit zusammen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Armbänder erhältlich. Für eine Weiterleitung von Telefongesprächen von einem gekoppelten Smartphone – via Bluetooth 5.0 – sind ein Mikrofon plus Lautsprecher (Schallpegel 75 dB in 10 cm Abstand) in der Smartwatch verbaut. Ein Vibrationsmotor der Uhr sorgt bei einer Benachrichtigung des Nutzers für die notwendige Aufmerksamkeit. WLAN ist mit der fitbit sense^TM 2 aktuell nicht nutzbar. Die Smartwatch lässt sich mit Apple iPhones^TM ab IOS^TM Version 14 und Android^TM Smartphones ab Version 10 koppeln. Amazon’s Sprachassistent „Alexa“ ist weiterhin auf einer gekoppelten fitbit Smartwatch funktionsfähig und schon vorinstalliert.

Nach Herstellerangaben beträgt die Nutzungszeit des Lithium-Polymer Akkus der Smartwatch – je nach Benutzungsform – bis zu 6 Tage, bevor eine Aufladung erforderlich ist. Bei kontinuierlicher GPS Nutzung im Rahmen eines Outdoor Trainings reduziert sich die Nutzungszeit jedoch auf nur 5 Stunden! Für die Aufladung verwendet fitbit leider weiterhin eine – im Wettbewerbsvergleich  –  aus der Zeit gefallene Ladeschale mit 4 Kontaktstiften, deren korrekte Positionierung allerdings magnetisch unterstützt wird.      

Die Ausstattung von fitbit sense^TM 2 und versa^TM 4 im Detail

Neben der fitbit sense^TM 2 Smartwatch wurde am gleichen Tage auch das neue Smartwatch Modell fitbit versa^TM 4 vorgestellt. Die Standard Sensoren der Uhren umfassen digitale 3D Beschleunigungsmesser, 3D Lagesensoren (Gyros), ein Barometer, Umgebungslicht, Herzfrequenz und -variabilität, arterielle Sauerstoffsättigung (SpO₂) und Schrittzähler. Die Smartwatches unterstützen eine Verfolgung von 40 Sportarten, ein Training wird automatisch erkannt. Die Herzfrequenz wird automatisch alle 5 Sekunden bestimmt, bei einem erkannten Training jede Sekunde. Detaillierte Bewegungsdaten werden von den Smartwatches minütlich aufgezeichnet und 7 Tage lang gespeichert. Die Saldowerte eines Tages werden 30 Tage lang durch die Uhren vorgehalten. Ein GPS und NFC Sensor sind in den Smartwatches ebenfalls vorhanden. Für die beiden Sensoren werden Google Maps^TM zur Navigation mit Wegstrecken Manövergenerierung sowie die Google Wallet voraussichtlich zum Jahresende 2022 nachgeliefert. Die fitbit versa^TM 4 ist für einen Listenpreis von €229,95 (statt €299,95 für die fitbit sense^TM 2) voraussichtlich ebenfalls ab Ende September im Handel verfügbar. Die Unterscheidungspunkte der fitbit versa^TM 4 sind:

• Der exklusiv für die fitbit sense^TM 2 vorhandene „body response sensor“ für ein 1-Kanal EKG, Bestimmung der Leitfähigkeit der Haut und Bestimmung der Hauttemperatur ist in der versa^TM 4 nicht vorhanden.  

• Die Dicke der versa^TM 4 beträgt nur 11,2 mm gegenüber 12,3 mm für die sense^TM 2.

• Die Kopplung der versa^TM 4 ist schon mit Apple iPhones^TM ab IOS^TM 13.4 möglich.

• Statt des Gehäusefarbtons „Softgold“ der sense^TM 2 gibt es für die versa^TM 4 den Farbton „Kupferrosé“.   

Die Listenpreise der fitbit sense^TM 2 und versa^TM 4 Smartwatches schließen eine optionale 6-monatige Mitgliedschaft von „fitbit Premium“ ein. Dieser digitale Dienst liefert eine vertiefte, tägliche Analyse der erfassten Gesundheits-, Schlaf- und Bewegungsdaten und ist über den 6-monatigen Gratiszeitraum hinaus zu einem Monatspreis von €8,99 / Jahrespreis von €79,99 erhältlich.    

Erkennung von Emotionen  

Die fitbit sense^TM 2 realisiert eine kontinuierliche Erfassung von  i) Herzfrequenzvariabilität (HRV),  ii) Leitfähigkeit der Haut (Electrodermal activity, EDA, [2]) und iii) Veränderung der Hauttemperatur. Das ist bisher mit keiner Mainstream Smartwatch möglich. Mit den Sensorwerten i) – iii) sollte prinzipiell eine Erkennung grundlegender Emotionen ([3], Fig. 1) möglich sein. So lassen sich die grundlegenden Emotionen 1) Freude, 2) Furcht bzw. Ärger, 3) Traurigkeit und 4) Abscheu jeweils an einer Kombination von erhöhten oder reduzierten Sensorwerten i) bis iii) erkennen. Die Emotion „Freude“ ist typischerweise mit einer simultanen Steigerung von HRV, EDA und Hauttemperatur assoziert, die Emotion „Traurigkeit“ mit einer simultanen Reduktion dieser drei Werte. Die Emotion „Abscheu“ ist durch eine Reduktion von HRV und Hauttemperatur bei gleichzeitig gesteigertem EDA Wert gekennzeichnet. Die Emotionen „Furcht“ bzw. „Ärger“ sind typischerweise mit gesteigerten HRV und EDA Werten bei gleichzeitig reduzierter Hauttemperatur verbunden.

Die Schwierigkeiten einer Temperaturmessung am Handgelenk haben wir bereits in unserem vorhergehenden Beitrag in diesem Blog geschildert. Die fitbit sense^TM 2 löst diese Problematik, in dem sie nur die Veränderungen der Hauttemperatur am Handgelenk berücksichtigt. Aber auch diese Veränderungen sind von simultanen, erheblichen Änderungen der Umgebungstemperatur nicht unabhängig zu sehen. Von daher bleibt bis zu einer Auslieferung und anschließendem Praxistest der fitbit sense^TM 2 Smartwatch abzuwarten, wie präzise die Hauttemperaturmessung am Handgelenk im Hinblick auf eine Erkennung von Emotionen reagiert. Im Erfolgsfall lassen sich unter Kenntnis der aktuellen Emotionalität des Smartwatch Trägers deutlich emphatischere – und im Ergebnis effektivere – Dialoge gestalten.

Referenzen

[1] Rainer Lutze, Klemens Waldhör: “Practical Suitability of Emotion Recognition from Physiological Signals by Mainstream Smartwatches”, 22^th International Conference, HCI International, June26 – July 1, 2022, in: Masaaki Kurosu (ed.) ”Human–Computer Interaction – Technological Innovation”, Lectures Notes in Computer Science (LNCS), vol. 13303, Proceedings Part II, pp. 362–375, Springer International Publishing AG 2022, DOI: 10.1007/978-3-031-05409-9_28

[2] „Elektrodermale Aktivität“ – Wikipedia, Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrodermale_Aktivität, abgerufen 25.8.2022

[3] Terence K.L. Hui, R. Simon Sherrat: “Coverage of Emotion Recognition for Common Wearable Biosensors”, MDPI Biosensors, vol. 8 (2018), no. 2., pp. 1-19, DOI: 10.3390/bios8020030