The ownership and demand for fitness trackers, smartwatches, and wrist-worn deviceshave been increasing globally. These devices offer various features such as measuringphysical activity, sleep monitoring, and health-related measurements like heart rate andheart rate variability using PhotoPlethysmoGraphy (PPG). However, research indicatesthat PPG measurements are less accurate on darker skin compared to lighter skin due to thehigher presence of melanin, a light-absorbing substance in dark skin.This thesis addresses the impact of melanin on the accuracy of heart rate measurements ondifferent skin colors using four commercial smartwatches, Apple Watch Series 5, FitbitCharge 2, Xiaomi Miband 3, and Sony mSafety. The study involves analyzing the accuracyof these smartwatches on individuals with varying skin colors while controlling forexternal factors. The collected data from the smartwatches are compared to a referencesensor that uses electrocardiography (ECG) measurements with electrodes placed aroundthe chest. Three different tests are conducted wearing the devices, with no movement,while walking, and with circular hand motions.The tests were conducted on twelve participants representing the 6 different skin typescategorized using the Fitzpatrick scale. With the presented results in this thesis, it wasconcluded that the 4 smartwatches' measurement accuracy does not seem to be dependenton specific skin types. Ranked in terms of Mean Absolute Error (MAE), the Apple Watchshowed the lowest value, followed by Xiaomi, Fitbit and the mSafety and that the accuracydid not depend on skin color. / Ägandet och efterfrågan av smartklockor har ökat globalt. Dessa enheter erbjuder olikafunktioner som mäter fysisk aktivitet, övervakning av sömn och hälsorelaterade mätningarsom puls och hjärtfrekvensvariabilitet med hjälp av PhotoPlethysmoGraphy (PPG).Forskning har dock visat att PPG-mätningar är mindre noggranna på mörkare hud jämförtmed ljusare hud på grund av den högre närvaron av substansen melanin, ettljusabsorberande ämne.Syftet med detta arbete är att undersöka påverkan av melanin på noggrannheten i pulsmätningar på olika hudfärger med hjälp av fyra kommersiella smartklockor: Apple WatchSeries 5, Fitbit Charge 2, Xiaomi Miband 3 och mSafety av Sony. Arbetet inkluderar enanalys av dessa smartklockors noggrannhet på personer med de olika hudfärger samtidigtsom externa faktorer som kan påverka noggrannheten kontrolleras. De insamlade data frånsmartklockorna jämförs med en referenssensor, Polar band, som använderelektrokardiografimätningar (ECG) med elektroder. Tre olika tester utförs med enheterna,utan rörelse, medan man går och med cirkulära handrörelser.Testerna utfördes på tolv deltagare som representerar olika hudtyper kategoriserade enligtFitzpatrick-skalan. Utifrån de presenterade resultaten i denna avhandling drogs slutsatsenatt de fyra smartklockornas mätnoggrannhet inte verkar vara beroende av specifikahudtyper. Rankade i termer av Mean Absolute Error (MAE) visade Apple Watch det lägstavärdet, följt av Xiaomi, Fitbit och mSafety.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:mau-62828 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Jaber, Hussein |
| Publisher | Malmö universitet, Fakulteten för teknik och samhälle (TS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0074 seconds