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Smartwatch: So funktioniert der Pulssensor der Apple Watch

Die Apple Watch misst alle zehn Minuten den Puls des Uhrenträgers - mit Hilfe von sichtbarem und unsichtbarem Licht. Das lässt auch Rückschlüsse darauf zu, wie viele Kalorien der Mensch umsetzt. Apple versucht zudem mit großem Aufwand, Allergierisiken zu minimieren.

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Pulssensoren der Apple Watch
Pulssensoren der Apple Watch (Bild: Apple)

Die Apple Watch kann, wenn sie eng genug getragen wird, den Herzschlag des Trägers messen. Das geschieht mit zwei unterschiedlichen Sensorpaaren auf der Rückseite der Smartwatch, wie Apple in einem Support-Dokument erklärt. Dabei wird zum einen sichtbares, grünes Licht und zum anderen Infrarotlicht eingesetzt. Die Messung erfolgt alle zehn Minuten, wobei die Daten in der Health-App von iOS 8 gespeichert und ausgewertet werden. Auch Drittsoftware kann auf Wunsch des Nutzers Zugriff auf die Daten erhalten.

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Die Technik der Pulsmessung per Licht nennt sich Photoplethysmographie und basiert auf dem Prinzip der Lichtreflexion. Das Hämoglobin, das unser Blut rot färbt, reflektiert besonders gut einen Teil des Infrarotlicht-Spektrums in den Venengeflechten. Grünes Licht hingegen wird weitgehend absorbiert. Die Uhr nutzt die Infrarot-Messmethode in der Regel alle zehn Minuten, um die Reflexion zu messen.

  • Seitenansicht der Apple-Watch mit der Krone für die Navigation (Bild: Apple)
  • Apple bietet verschiedene Armbänder an. (Bild: Apple)
  • Apple Watch (Bild: Apple)
  • Verschiedene Sensoren sind in der Apple Watch verbaut. (Bild: Apple)
  • Unterschiedliche Armbänder der Apple Watch (Bild: Apple)
  • Die Krone kann auch gedrückt werden. (Bild: Apple)
  • Apple Watch (Bild: Apple)
  • Apple Maps auf der Smartwatch (Bild: Apple)
  • Krone im Detail (Bild: Apple)
  • Auch andere Farbgebungen der Uhr an sich sind vorgesehen. (Bild: Apple)
  • Apple Watch (Bild: Apple)
  • Apple Watch braucht ein iPhone als Partner. Das Minimum ist ein iPhone 5. (Bild: Apple)
  • Sensoren auf der Innenseite fühlen unter anderem den Puls. Zudem dockt hier das induktive Ladekabel an. (Bild: Apple)
Sensoren auf der Innenseite fühlen unter anderem den Puls. Zudem dockt hier das induktive Ladekabel an. (Bild: Apple)

Bei schlechten Signalwerten nutzt die Apple Watch jedoch die grünen LEDs zusammen mit dafür sensiblen Lichtsensoren, um den Blutfluss in den Venen zu messen. Fließt viel Blut hindurch, ist die Absorption stärker. Zwischen den Herzschlägen ist die Blutmenge geringer, was durch den beschriebenen Effekt messbar ist. Die Lichtblitze erfolgen während der Messphase in regelmäßigen und sehr kurzen Abständen, so dass eine recht genaue Erkennung möglich sein soll.

Die Uhr muss für eine erfolgreiche Messung jedoch eng an der Haut getragen werden. So können gerade bei Sportarten mit regelmäßigen Bewegungen wie Radfahren oder Jogging gute Messwerte aufgezeichnet werden, während bei irregulären Bewegungen wie beim Tennis Probleme auftreten können. Das gilt auch für die Umgebungstemperatur: Die Durchblutung bei großer Kälte kann zu niedrig sein, um gute Messwerte zu erhalten, wie Apple schreibt.

Apple hat zudem in einem weiteren Dokument die Kontaktallergietests beschrieben, die das Unternehmen im Vorfeld durchgeführt hat. Demnach wurden Tausende Materialmixe erprobt und mehr als tausend Prototypen für Teststudien getragen. Hunderte toxikologische Tests sowie Expertengespräche mit Dermatologen sollen sicherzustellen, dass es möglichst wenig Probleme beim Tragen der Uhr gibt. Dennoch weist Apple darauf hin, dass es Personen geben kann, die auf die Materialen reagieren können. Die Apple Watch, die graue Apple Watch Sport und die Stahlelemente einiger Armbänder sowie die Magnete in der Uhr und einigen Bändern enthalten etwas Nickel. Deren Menge unterschreitet jedoch nach Apples Angaben die Menge, die in der Reach-Chemikalienverordnung der EU festgelegt ist. Reach steht für Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals. Apple hat zudem interne Richtlinien (pdf) für Wearables und die darin zu verwendenden Materialien aufgestellt, die teilweise noch strengere Maßstäbe für andere Stoffe festlegen.

Zudem enthalten das Uhrengehäuse sowie die Armbänder Milanese Loop, Modern Buckle und Leather Loop Spuren von Methacrylate, die von Klebern stammen. Methacrylate befinden sich auch in vielen Pflastern. Die Armbänder und die Uhr wurden nach Apples Angaben so konstruiert, dass die Teile, die Methacrylate enthalten, keinen direkten Hautkontakt haben.



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Thurisar 22. Apr 2015

aber mal ehrlich .. bei dem preis hätten sie es auch in rev 1 stecken können. aber egal...

andi_lala 22. Apr 2015

Warum sollte man für den Puls die Körpermasse benötigen? Typischerweise hat man ja...

hyperlord 22. Apr 2015

Zum Einen habe ich nicht geschrieben, dass mich der Artikel nicht interessiert. Mich...

baldur 22. Apr 2015

Hm, beliebiger RSS Reader, einmal täglich die Liste überfliegen, interessante Artikel...

ad (Golem.de) 22. Apr 2015

Tja, die große Sorge von Apple war ja, dass die Uhr ab einem gewissen Punkt als...


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