Desde alrededor de 2010, una nueva clase de dispositivo ha dado que hablar a gran escala: Los denominados “wearables” son pequeños dispositivos electrónicos que pueden medir datos físicos, fisiológicos y ambientales mediante sensores integrados. En los países desarrollados, la proporción de usuarios ya ronda entre el 20 y el 25 por ciento, y la tendencia va en aumento. Los “wearables” son versátiles e innovadores: Además de los monitores de actividad física y los smartwatch ampliamente difundidos, también hay ropa inteligente (textiles electrónicos) y dispositivos médicos “wearable” en sentido estricto. Esto también incluye “gadgets” en forma de gafas inteligentes, anillos, collares, guantes y zapatos.
Los ámbitos de aplicación son igualmente variados: Desde el monitoreo de la salud (por ej. frecuencia cardíaca, ECG, monitoreo del sueño) pasando por el deporte y la actividad física (podómetros, consumo de calorías, saturación de oxígeno en sangre, etc.), hasta aplicaciones especiales en la industria (exoesqueletos, medición de carga), la medicina (parches con sensores, inhaladores inteligentes, etc.) y el ejército (seguimiento de parámetros vitales para soldados).
¿Qué tecnología hay detrás de los “wearables”?
Cada “wearable” dispone de varios sensores para detectar el movimiento. Sensores de aceleración que detectan los movimientos en los tres ejes espaciales; giroscopios que miden los movimientos de rotación; GPS, GNSS y altímetros barométricos que recogen datos sobre la posición en el espacio (tridimensional). Estos sensores físicos también incluyen sensores de temperatura y UV, que aportan otros datos ambientales.
Para medir además datos fisiológicos como la frecuencia cardíaca, el consumo de calorías o ciertas actividades cerebrales, se requieren tecnologías de sensores especiales. Los denominados sensores PPG (fotopletismografía) funcionan con diodos LED en el “wearable”, los cuales pueden enviar luz a través de la piel y determinar el pulso en base a la reflexión. Un pulsioxímetro funciona de manera similar: A partir de las longitudes de onda de la luz reflejada se puede determinar la saturación de oxígeno en la sangre. Todavía en desarrollo se encuentran los sensores de bioimpedancia portátiles que proporcionan información sobre la composición corporal (grasa, agua, músculos, etc.). Debido a las señales de alta frecuencia, la demanda de energía de dichos sensores es mayor, lo que plantea desafíos a la hora de integrarlos en un “wearable”.
Los “wearables” suelen utilizarse junto con un smartphone ("companion"), pero también pueden funcionar de forma independiente. En cualquier caso, se requieren tecnologías de conexión especiales que permitan la transferencia de datos a otros sistemas. En este caso, Bluetooth Low Energy (BLE) desempeña un papel especial, ya que ha demostrado ser una tecnología rentable y de bajo consumo energético para distancias de hasta unos diez metros. Pero WLAN, NFC y Zigbee también se utilizan para la conexión en red de “wearables”.
¿Cuáles son los desafíos en la fabricación y la utilización?
Los “wearables” están impulsando la miniaturización de sensores y circuitos, o más bien, recién se han hecho posibles gracias a ella. Mucho sucede en el rango de unos pocos milímetros. Así, ya existen anillos que prometen ofrecer una imagen completa de la salud del usuario, y requieren competencias apropiadas tanto en la fabricación como al realizar pruebas. A menudo se utilizan pistas conductoras flexibles, por ejemplo en la ropa inteligente, que requieren conocimientos especializados. Las tramas muy pequeñas, así como los sustratos flexibles y elásticos, requieren tecnologías de prueba innovadoras y avanzadas. Las pruebas de transmisiones de señales de alta frecuencia y las pruebas funcionales bajo las condiciones reales en el cuerpo (movimiento, calor, efectos electroquímicos no deseados, etc.) también pueden ser exigentes. En vista de la creciente demanda de grandes cantidades y la necesidad simultánea de reducir los costes de fabricación, cada vez es más necesario un método de producción parcial o totalmente automatizado. Como socio de la tecnología del futuro, INGUN trabaja constantemente para seguir desarrollando equipos y tecnologías de prueba que permitan realizar ensayos automatizados, sin contacto e híbridos también para los “wearables”.
Uno de los desafíos en el funcionamiento es el suministro de energía a los “wearables”. Para poder registrar datos en tiempo real de forma continua, se requieren baterías de larga duración y un bajo consumo de energía, al tiempo que se tiene un espacio muy limitado para la integración de una batería. En este sentido pueden ser de ayuda los métodos del denominado Energy Harvesting: Los nanogeneradores integrados en los “wearables” generan electricidad a partir del entorno o de la proximidad del cuerpo humano. Las tecnologías respectivas aún están en desarrollo y van desde la microfotovoltaica hasta las celdas de biocombustible (por ej. la generación de energía a partir del sudor), y la generación de energía a partir del movimiento y el tacto (piezoeléctrica o triboeléctrica); también se está investigando el aprovechamiento de la humedad del aire (efecto hidroeléctrico).
También es crítico el tema de la seguridad de los datos. Los “wearables” recogen datos sensibles relacionados con el cuerpo, los cuales no deben caer en las manos equivocadas ni hacerse públicos. Como advierte, entre otros, la Oficina Federal Alemana para la Seguridad de la Información (BSI por sus siglas en alemán), el robo de identidad o de datos puede acarrear perjuicios económicos y pérdida de imagen. En el ámbito médico también existe el peligro de que se manipulen los datos mostrados en el “wearable”, lo que puede dar lugar a graves riesgos para la salud, por ejemplo en caso de automedicación. Por tanto, la BSI recomienda observar la seguridad del hardware y del software de los “wearables” y considerar conscientemente los riesgos de seguridad al utilizarlos (por ej. al conectarse en red con otros dispositivos).
Wearables e IA: ¿Una simbiosis “natural”?
La fusión de los “wearables” con la inteligencia artificial es evidente y ya está en marcha. Muchos fabricantes están integrando algoritmos en sus dispositivos, convirtiendo la pulsera de fitness en un “Personal Coach” y el smartwatch en un “Life Coach”. Si cada vez se reúnen más datos de sensores y se analizan de forma integral mediante IA, se obtendrán recomendaciones de actuación cada vez más específicas, adaptadas a la medida del usuario y que pronto le conocerán mejor que él mismo. Una esperanza es, por ejemplo, que gracias a la IA los “wearables” se vuelvan más interesantes para las mujeres, ya que comprenderán mejor y tendrán más en cuenta sus características fisiológicas y sus necesidades.
Por otra parte, los aspectos de la seguridad y la validez de los datos de los “wearables” descritos anteriormente cobran aún más importancia: ¿Qué pasa si la IA “miente” o “se equivoca”? Cuanto más sepa la IA sobre el usuario, tanto mayor será la amenaza del robo de datos. Y cuanto más confíe el usuario en “su” IA, tanto más graves serán los riesgos de consulta y de salud en caso de manipulación o fallo técnico. No obstante, las posibles sinergias entre los “wearables” y la IA son tan contundentes que la tendencia a la fusión será muy difícil de detener.
¿Serán pronto los “wearables” tan
naturales como los smartphones?
Hay muchos indicios de que los “wearables” seguirán ganando cuota de mercado: Los dispositivos siguen evolucionando, se vuelven cada vez más asequibles y funcionales. La duración de las baterías aumenta y las tecnologías de Energy Harvesting abren la perspectiva de un uso ininterrumpido. Además, la combinación con inteligencia artificial hace que los “wearables” sean atractivos incluso para las personas menos expertas en tecnología; ahora ya no son un simple “gadget”, sino que confrontan al usuario como una contraparte bien intencionada y muy bien informada. En el caso del seguimiento de la salud, se compara con un médico jefe o un profesor, a quien llevo siempre conmigo.
Los “wearables” también seguirán desarrollándose en un sentido más amplio y abarcarán cada vez más aplicaciones específicas, no sólo en la vida privada, sino también en la industria, la sanidad y otros ámbitos que aún no se han explorado del todo. Sin embargo, a medida que aumenta la gama de prestaciones que ofrecen los “wearables”, también aumenta el riesgo de uso indebido. Y cuanto más se desarrollan los dispositivos en términos de hardware, más difícil resulta probar de forma fiable los componentes electrónicos incorporados. Con tecnologías de contacto innovadoras, como la SleeveProbe™, INGUN demuestra una y otra vez cómo se pueden afrontar eficientemente los requisitos de pruebas especiales. Como socio de la tecnología del futuro, INGUN está dispuesto a respaldar la evolución dinámica de los “wearables” con una tecnología de prueba líder.