La tecnología ponible es cualquier tecnología diseñada para usarse mientras se lleva puesta . Los tipos comunes de tecnología ponible incluyen relojes inteligentes y anteojos inteligentes . Los dispositivos electrónicos ponibles suelen estar cerca o sobre la superficie de la piel, donde detectan, analizan y transmiten información como signos vitales y/o datos ambientales y que permiten en algunos casos una biorretroalimentación inmediata al usuario. [1] [2] [3]
Los dispositivos portátiles, como los rastreadores de actividad , son un ejemplo de la Internet de las cosas , ya que las "cosas" como la electrónica , el software , los sensores y la conectividad son efectores que permiten que los objetos intercambien datos (incluida la calidad de los datos [4] ) a través de Internet con un fabricante, un operador y/u otros dispositivos conectados, sin requerir intervención humana. La tecnología portátil ofrece una amplia gama de posibles usos, desde la comunicación y el entretenimiento hasta la mejora de la salud y el estado físico; sin embargo, existen preocupaciones sobre la privacidad y la seguridad porque los dispositivos portátiles tienen la capacidad de recopilar datos personales.
La tecnología ponible tiene una variedad de casos de uso que va en aumento a medida que se desarrolla la tecnología y se expande el mercado. Los wearables son populares en la electrónica de consumo, más comúnmente en los formatos de relojes inteligentes , anillos inteligentes e implantes . Además de los usos comerciales, la tecnología ponible se está incorporando a los sistemas de navegación, los textiles avanzados ( e-textiles ) y la atención médica . A medida que se propone la tecnología ponible para su uso en aplicaciones críticas, al igual que otras tecnologías, se examinan sus propiedades de confiabilidad y seguridad. [5]
En el siglo XVI, el inventor alemán Peter Henlein (1485-1542) creó pequeños relojes que se usaban como collares. Un siglo después, los relojes de bolsillo se hicieron populares a medida que los chalecos se pusieron de moda para los hombres. Los relojes de pulsera se crearon a fines del siglo XVII, pero los usaban principalmente las mujeres como brazaletes. [6]
A finales del siglo XIX se introdujeron los primeros audífonos portátiles. [7]
En 1904, el aviador Alberto Santos-Dumont fue pionero en el uso moderno del reloj de pulsera. [6]
En la década de 1970, aparecieron los relojes calculadora , alcanzando su máximo auge en la década de 1980.
Desde principios de la década de 2000, las cámaras portátiles se han utilizado como parte de un creciente movimiento de sousveillance . [8] Las expectativas, operaciones, usos y preocupaciones sobre la tecnología portátil se plantearon en la primera Conferencia Internacional sobre Computación Portátil . [9] En 2008, Ilya Fridman incorporó un micrófono Bluetooth oculto en un par de pendientes. [10] [11]
En 2010, Fitbit lanzó su primer contador de pasos. [12] La tecnología portátil que rastrea información como la caminata y la frecuencia cardíaca es parte del movimiento personal cuantificado .
En 2013, McLear, también conocida como NFC Ring, lanzó el primer dispositivo portátil avanzado ampliamente utilizado. El anillo inteligente podía pagar con bitcoin, desbloquear otros dispositivos, transferir información de identificación personal y otras funciones. [13] McLear posee la primera patente, presentada en 2012, que cubre todos los anillos inteligentes, con Joe Prencipe de Seattle, Washington como el único inventor. [14]
En 2013, uno de los primeros relojes inteligentes ampliamente disponibles fue el Samsung Galaxy Gear . Apple lo siguió en 2015 con el Apple Watch . [15]
Entre 1991 y 1997, Rosalind Picard y sus estudiantes, Steve Mann y Jennifer Healey, del Media Lab del MIT diseñaron, construyeron y demostraron la recopilación de datos y la toma de decisiones a partir de "ropa inteligente" que monitoreaba continuamente los datos fisiológicos del usuario. Estas "ropa inteligente", "ropa interior inteligente", "zapatos inteligentes" y joyas inteligentes recopilaban datos relacionados con el estado afectivo y contenían o controlaban sensores fisiológicos y sensores ambientales como cámaras y otros dispositivos. [16] [17] [8] [18]
Al mismo tiempo, también en el Media Lab del MIT, Thad Starner y Alex "Sandy" Pentland desarrollan la realidad aumentada . En 1997, su prototipo de gafas inteligentes aparece en el programa 60 Minutes y permite realizar búsquedas rápidas en Internet y enviar mensajes instantáneos. [19] Aunque las gafas del prototipo son casi tan estilizadas como las gafas inteligentes modernas, el procesador era un ordenador que se llevaba en una mochila, la solución más ligera disponible en aquel momento.
En 2009, Sony Ericsson se asoció con el London College of Fashion para un concurso de diseño de ropa digital. El ganador fue un vestido de cóctel con tecnología Bluetooth que lo hacía iluminarse cuando se recibía una llamada. [20]
Zach "Hoeken" Smith, famoso por su máquina MakerBot, fabricó pantalones con teclado durante un taller de "Fashion Hacking" en un colectivo creativo de la ciudad de Nueva York.
El Instituto Nacional Tyndall [21] en Irlanda desarrolló una plataforma de "monitoreo remoto no intrusivo de pacientes" que se utilizó para evaluar la calidad de los datos generados por los sensores de los pacientes y cómo los usuarios finales pueden adoptar la tecnología. [22]
Más recientemente, la empresa de moda con sede en Londres CuteCircuit creó disfraces para la cantante Katy Perry con iluminación LED para que los atuendos cambiaran de color tanto durante los espectáculos en el escenario como en las apariciones en la alfombra roja, como el vestido que Katy Perry usó en 2010 en la Gala MET en Nueva York. [23] En 2012, CuteCircuit creó el primer vestido del mundo que presenta Tweets, como el que usó la cantante Nicole Scherzinger . [24]
En 2010, McLear, también conocida como NFC Ring, desarrolló el primer prototipo de wearable avanzado del mundo, que luego se recaudó en Kickstarter en 2013. [13]
En 2014, estudiantes de posgrado de la Escuela de Artes Tisch de Nueva York diseñaron una sudadera con capucha que enviaba mensajes de texto preprogramados que se activaban mediante movimientos gestuales. [25]
Casi al mismo tiempo, empezaron a aparecer prototipos de gafas digitales con pantalla de visualización frontal (HUD). [26]
El ejército de Estados Unidos utiliza cascos con pantallas para los soldados mediante una tecnología llamada óptica holográfica . [26]
En 2010, Google comenzó a desarrollar prototipos [27] de su pantalla óptica montada en la cabeza Google Glass , que entró en fase beta para clientes en marzo de 2013.
En el ámbito del consumo, las ventas de pulseras inteligentes (también conocidas como rastreadores de actividad como Jawbone UP y Fitbit Flex) comenzaron a acelerarse en 2013. Uno de cada cinco adultos estadounidenses tiene un dispositivo portátil, según el Informe Wearable Future de PriceWaterhouseCoopers de 2014. [28] A partir de 2009, la disminución del costo de la potencia de procesamiento y otros componentes estaba facilitando su adopción y disponibilidad generalizadas. [29]
En los deportes profesionales, la tecnología portátil tiene aplicaciones en el monitoreo y la retroalimentación en tiempo real para los atletas. [29] Algunos ejemplos de tecnología portátil en el deporte incluyen acelerómetros, podómetros y GPS que se pueden usar para medir el gasto de energía y el patrón de movimiento de un atleta. [30]
En el ámbito de la ciberseguridad y la tecnología financiera, los dispositivos portátiles seguros han captado parte del mercado de llaves de seguridad físicas. McLear, también conocida como NFC Ring, y VivoKey desarrollaron productos con control de acceso seguro con pase de un solo uso. [31]
En informática sanitaria, los dispositivos portátiles han permitido una mejor captura de estadísticas de salud humana para el análisis basado en datos. Esto ha facilitado algoritmos de aprendizaje automático basados en datos para analizar el estado de salud de los usuarios. [32] Para aplicaciones en salud ( ).
En el ámbito empresarial, la tecnología portátil permite a los directivos supervisar fácilmente a los empleados, ya que saben dónde se encuentran y qué están haciendo en ese momento. Los empleados que trabajan en un almacén también tienen mayor seguridad cuando trabajan cerca de productos químicos o levantan objetos. Los cascos inteligentes son dispositivos portátiles de seguridad para empleados que tienen sensores de vibración que pueden alertar a los empleados sobre posibles peligros en su entorno. [33]
La tecnología portátil se utiliza a menudo para controlar la salud del usuario. Dado que un dispositivo de este tipo está en estrecho contacto con el usuario, puede recopilar datos fácilmente. Comenzó en 1980, cuando se inventó el primer ECG inalámbrico. En las últimas décadas, ha habido un crecimiento sustancial en la investigación, por ejemplo, de lentes textiles, tatuajes, parches y de contacto [34], así como la circulación de una noción de " yo cuantificado ", ideas relacionadas con el transhumanismo y un crecimiento de la investigación sobre la extensión de la vida .
Los wearables se pueden utilizar para recopilar datos sobre la salud de un usuario, incluidos: [ cita(s) adicional(es) necesaria(s) ]
Estas funciones suelen estar agrupadas en una sola unidad, como un rastreador de actividad o un reloj inteligente como el Apple Watch Series 2 o el Samsung Galaxy Gear Sport. Dispositivos como estos se utilizan para el entrenamiento físico y el control de la salud física general, así como para alertar sobre afecciones médicas graves, como convulsiones (por ejemplo, Empatica Embrace2).
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Aunque la realidad virtual (RV) se desarrolló originalmente para juegos, también se puede utilizar para rehabilitación. Se les dan cascos de realidad virtual a los pacientes y se les indica que completen una serie de tareas, pero en formato de juego. Esto tiene importantes ventajas en comparación con las terapias tradicionales. Por un lado, es más controlable; el operador puede cambiar su entorno a lo que desee, incluidas áreas que pueden ayudarlo a superar su miedo, como en el caso del trastorno de estrés postraumático . Otro beneficio es el precio. En promedio, las terapias tradicionales cuestan varios cientos de dólares por hora, mientras que los cascos de realidad virtual cuestan solo varios cientos de dólares y se pueden usar cuando se desee. En pacientes con trastornos neurológicos como el párkinson , la terapia en formato de juego donde se pueden utilizar múltiples habilidades diferentes al mismo tiempo, estimulando así simultáneamente varias partes diferentes del cerebro. [38] El uso de la realidad virtual en fisioterapia todavía es limitado ya que no hay suficiente investigación. Algunas investigaciones han señalado la aparición de mareos al realizar tareas intensivas, [39] lo que puede ser perjudicial para el progreso del paciente. Los detractores también señalan que una dependencia total de la realidad virtual puede llevar al autoaislamiento y a una dependencia excesiva de la tecnología, impidiendo que los pacientes interactúen con sus amigos y familiares. Existen preocupaciones sobre la privacidad y la seguridad, ya que el software de realidad virtual necesitaría datos e información del paciente para ser efectivo, y esta información podría verse comprometida durante una violación de datos , como en el caso de 23andMe . La falta de expertos médicos adecuados, junto con la curva de aprendizaje más larga involucrada en el proyecto de recuperación, puede dar como resultado que los pacientes no se den cuenta de sus errores y que la recuperación tome más tiempo de lo esperado. [40] La cuestión del costo y la accesibilidad también es otro problema; si bien los auriculares de realidad virtual son significativamente más baratos que la fisioterapia tradicional, puede haber muchos complementos que podrían aumentar el precio, haciéndolo inaccesible para muchos. [41] Los modelos básicos pueden ser menos efectivos en comparación con los modelos de gama alta, lo que puede conducir a una brecha digital . En general, las soluciones de atención médica de realidad virtual no están destinadas a competir con las terapias tradicionales, ya que las investigaciones muestran que cuando se combinan, la fisioterapia es más efectiva. [42] La investigación sobre rehabilitación con realidad virtual continúa expandiéndose con nuevas investigaciones sobre desarrollo háptico, que permitirían al usuario sentir su entorno e incorporar sus manos y pies a su plan de recuperación. Además, se están desarrollando sistemas de realidad virtual más sofisticados [43]que permiten al usuario utilizar todo su cuerpo en su recuperación. También cuenta con sensores sofisticados que permitirían a los profesionales médicos recopilar datos sobre el compromiso y la tensión muscular. Utiliza tomografía de impedancia eléctrica , una forma de imágenes no invasivas para ver el uso de los músculos.
Otra preocupación es la falta de financiación importante por parte de las grandes empresas y el gobierno en este campo. [44] Muchos de estos equipos de realidad virtual son artículos listos para usar y no están hechos adecuadamente para uso médico. Los complementos externos suelen estar impresos en 3D o hechos con piezas de repuesto de otros dispositivos electrónicos. Esta falta de apoyo significa que los pacientes que quieren probar este método tienen que ser expertos en tecnología, lo que es poco probable ya que muchas dolencias solo aparecen más tarde en la vida. Además, ciertas partes de la realidad virtual, como la retroalimentación háptica y el seguimiento, aún no están lo suficientemente avanzadas como para usarse de manera confiable en un entorno médico. Otro problema es la cantidad de dispositivos de realidad virtual que están disponibles para su compra. Si bien esto aumenta las opciones disponibles, las diferencias entre los sistemas de realidad virtual podrían afectar la recuperación del paciente. La gran cantidad de dispositivos de realidad virtual también dificulta que los profesionales médicos brinden e interpreten información, ya que es posible que no hayan tenido práctica con el modelo específico, lo que podría dar lugar a que se brinden consejos erróneos. [ cita requerida ]
Actualmente se están explorando otras aplicaciones dentro del ámbito sanitario, como por ejemplo:
Las aplicaciones propuestas, incluidas las aplicaciones sin prototipos portátiles funcionales, incluyen:
Se han desarrollado diversas tecnologías portátiles para ayudar con el diagnóstico de COVID-19. Los niveles de oxígeno, la detección de anticuerpos, la presión arterial, la frecuencia cardíaca y mucho más se controlan mediante pequeños sensores dentro de estos dispositivos. [69] [70]
La tecnología portátil, como los relojes Apple y los Fitbits, se ha utilizado para diagnosticar los síntomas de la COVID-19 . Los monitores que se encuentran dentro de los dispositivos se han diseñado para detectar la frecuencia cardíaca, la presión arterial, el nivel de oxígeno, etc. [70] Las capacidades de diagnóstico de los dispositivos portátiles proponen una forma más sencilla de detectar cualquier anomalía en el cuerpo humano.
Las técnicas de estimación y predicción de la tecnología portátil para COVID-19 tienen varias fallas debido a la incapacidad de diferenciar entre otras enfermedades y COVID-19. Las elevaciones en la presión arterial , la frecuencia cardíaca , etc., así como una fluctuación en el nivel de oxígeno, pueden atribuirse a otras enfermedades que van desde el resfriado común hasta las enfermedades respiratorias . [70] La incapacidad de diferenciar estas enfermedades ha causado "estrés innecesario en los pacientes, lo que genera preocupación sobre la implementación de dispositivos portátiles para la salud". [70]
Además de los dispositivos portátiles, como los relojes, los profesionales diseñaron mascarillas con sensores incorporados para que las personas las usen durante la pandemia de COVID-19. [71] Los sensores incorporados fueron diseñados para detectar características del aliento exhalado, como "patrones y ritmos de respiración, biomarcadores de inflamación y la posible detección de patógenos transmitidos por el aire ". [71]
Las mascarillas inteligentes “contienen un sensor que monitorea la presencia de una proteasa del SARS-CoV-2 en el aliento”. [72] Dentro de la mascarilla hay un blíster que, cuando se rompe, provoca una reacción química . Como resultado de la reacción química, el sensor se volverá azul si se detecta el virus en la respiración de una persona. [72]
Sin embargo, surgen problemas con la cantidad de proteasa necesaria para garantizar un resultado correcto del sensor. El aliento de una persona solo contiene proteasa una vez que las células mueren. Luego, se eliminan del cuerpo en líquidos como la saliva y a través de la respiración. Si hay muy poca proteasa presente, la máscara puede no ser capaz de detectarla, lo que provocaría un resultado falso. [72]
Se han desarrollado lentes inteligentes para registrar la presión intraocular . [69] La lente se adapta al globo ocular y contiene sensores que controlan los niveles de glucosa, el movimiento ocular y ciertos biomarcadores de enfermedades específicas. Las lentes tienen integrados microelectrónica y unidades de procesamiento que son responsables de la recopilación de datos. Con la innovación de la tecnología, las lentes inteligentes tienen el potencial de "incorporar pantallas que superponen información a lo que ve el usuario". [73]
Se han desarrollado textiles inteligentes para monitorear la temperatura de la piel y los metabolitos . [69] Estos textiles contienen sensores que se componen de tres partes básicas: " sustrato que contiene , elementos activos y electrodo / interconexión ". [74] Aunque los textiles inteligentes pueden proporcionar una forma para que las personas diagnostiquen anomalías en su cuerpo, existen una multitud de desafíos asociados con su uso. Las cargas económicas para los pacientes y los hospitales, así como el alto costo de compra y mantenimiento, obstaculizan la aplicación de textiles inteligentes. El desarrollo de estos sensores también enfrenta muchos desafíos, como "la selección de sustratos adecuados, materiales biocompatibles y técnicas de fabricación, así como el monitoreo instantáneo de diferentes analistas [sic], la capacidad de lavado y los circuitos de visualización de señales ininterrumpidas". [74]
Se han desarrollado anillos inteligentes para controlar la presión arterial. [69]
Se han desarrollado parches de microagujas para monitorear metabolitos , marcadores de inflamación, medicamentos , etc. [69] También son muy ventajosos por varias razones: " inmunogenicidad mejorada , efectos de ahorro de dosis, bajos costos de fabricación... facilidad de uso... y mayor aceptabilidad en comparación con las inyecciones hipodérmicas tradicionales". [75] Se espera que la implementación de parches de microagujas agilice el proceso de vacunación haciéndolo más aplicable, eficiente y rentable. [75]
Llevar una vida sana no depende únicamente de una alimentación sana , dormir bien o hacer unos cuantos ejercicios a la semana. Es algo que va mucho más allá de unas cuantas cosas y que está profundamente relacionado con una variedad de aspectos fisiológicos y bioquímicos del cuerpo relacionados con la actividad física y un estilo de vida saludable. En los últimos años, la aparición de dispositivos tecnológicos, más conocidos como "tecnología ponible", ha mejorado la capacidad de medir la actividad física y ha permitido que los usuarios comunes y corrientes, como por ejemplo los cardiólogos, puedan analizar parámetros relacionados con su calidad de vida.
La tecnología portátil son dispositivos que las personas pueden llevar en todo momento durante el día y también durante la noche. Ayudan a medir ciertos valores como el ritmo cardíaco, la calidad del sueño, la cantidad total de pasos en un día y pueden ayudar a reconocer ciertas enfermedades como las enfermedades cardíacas, la diabetes y el cáncer. Pueden promover ideas sobre cómo mejorar la salud y mantenerse alejado de ciertas enfermedades inminentes. Estos dispositivos brindan información diaria sobre qué mejorar y en qué áreas las personas están teniendo un buen desempeño, y esto motiva y continúa impulsando al usuario a continuar con su estilo de vida mejorado.
Con el tiempo, la tecnología portátil ha tenido un impacto inmenso en el mercado de la salud y la actividad física, ya que, según Pevnick et al 2018, "el mercado de tecnología portátil dirigido al consumidor está creciendo rápidamente y se espera que supere los $34 mil millones para 2020". [76] Esto muestra cómo el sector de la tecnología portátil está siendo cada vez más aprobado entre todas las personas que desean mejorar su salud y calidad de vida.
La tecnología portátil puede presentarse en todo tipo de formas, desde relojes, almohadillas colocadas sobre el corazón, dispositivos que se llevan alrededor de los brazos, hasta dispositivos que pueden medir cualquier cantidad de datos con solo tocar los receptores del dispositivo. En muchos casos, la tecnología portátil está conectada a una aplicación que puede transmitir la información de inmediato, lista para ser analizada y discutida con un cardiólogo. Además, según el American Journal of Preventive Medicine, afirman que "los dispositivos portátiles pueden ser una forma económica, factible y accesible de promover la actividad física". [77] Básicamente, esto insinúa que la tecnología portátil puede ser beneficiosa para todos y realmente no está prohibida por el costo. Además, cuando se ve constantemente que la tecnología portátil es utilizada y llevada por otras personas, se promueve la idea de la actividad física y se impulsa a más personas a participar.
La tecnología portátil también ayuda con el desarrollo de enfermedades crónicas y el control de la actividad física en términos de contexto. Por ejemplo, según el American Journal of Preventive Medicine, "Los wearables se pueden utilizar en diferentes fases de la trayectoria de una enfermedad crónica (por ejemplo, antes y después de la cirugía) y vincularse a los datos de la historia clínica para obtener datos granulares sobre cómo cambia la frecuencia, la intensidad y la duración de la actividad a lo largo de la evolución de la enfermedad y con diferentes tratamientos". [77] La tecnología portátil puede ser beneficiosa para el seguimiento y el análisis de datos en términos de cómo se está desempeñando una persona a medida que pasa el tiempo y cómo puede estar rindiendo con diferentes cambios en su dieta, rutina de ejercicios o patrones de sueño. Además, la tecnología portátil no solo puede ser útil para medir los resultados antes y después de la cirugía, sino que también puede ayudar a medir los resultados cuando alguien puede estar recuperándose de una enfermedad crónica como el cáncer o una enfermedad cardíaca, etc.
La tecnología ponible tiene el potencial de crear nuevas y mejores formas de ver la salud y de interpretar la ciencia que la sustenta. Puede impulsarnos a niveles superiores de la medicina y ya ha tenido un impacto significativo en la forma en que se diagnostica, trata y rehabilita a los pacientes a lo largo del tiempo. Sin embargo, todavía es necesario continuar con una amplia investigación sobre cómo integrar adecuadamente la tecnología ponible en la atención médica y cómo aprovecharla al máximo. Además, a pesar de los beneficios que se pueden obtener con la tecnología ponible, todavía queda mucho por hacer para comenzar a hacer la transición de la tecnología ponible hacia pacientes muy enfermos de alto riesgo.
Si bien los wearables pueden recopilar datos en forma agregada, la mayoría de ellos tienen una capacidad limitada para analizarlos o sacar conclusiones basadas en ellos; por lo tanto, la mayoría se utilizan principalmente para obtener información de salud general.
Una excepción son los wearables que alertan sobre convulsiones y que analizan continuamente los datos del usuario y toman una decisión sobre si pedir ayuda; los datos recopilados pueden proporcionar a los médicos evidencia objetiva que puede resultarles útil para el diagnóstico. [ cita requerida ]
Los wearables pueden tener en cuenta las diferencias individuales, aunque la mayoría se limita a recopilar datos y aplicar algoritmos que se adapten a todos los casos. El software de los wearables puede analizar los datos directamente o enviarlos a un dispositivo cercano, como un teléfono inteligente, que los procesa, muestra o utiliza para su análisis. Para el análisis y la interpretación en tiempo real, también se pueden utilizar algoritmos de aprendizaje automático . [56]
Hoy en día, existe un creciente interés en utilizar wearables no solo para el seguimiento personal, sino también en programas corporativos de salud y bienestar. Dado que los wearables crean un rastro masivo de datos que los empleadores podrían reutilizar para otros objetivos además de la salud, cada vez más investigaciones han comenzado a estudiar los problemas relacionados con la privacidad y la seguridad de los wearables, incluido el uso para la vigilancia de los trabajadores . [78] [ cita(s) adicional(es) necesaria(s) ] Asha Peta Thompson fundó Intelligent Textiles, que crea baterías portátiles tejidas y circuitos que se pueden usar en uniformes electrónicos para infantería . [79]
La tecnología portátil puede existir en múltiples formatos diferentes. Los relojes inteligentes populares incluyen el Samsung Galaxy Watch y el Apple Watch . Un anillo inteligente popular es el McLear Ring. Un implante popular es el Dangerous Things NExT RFID + NFC Chip Implant , aunque este no se usa sino que se implanta. [ aclaración necesaria ] [ cita necesaria ]
Las gafas (incluidas, entre otras, las gafas inteligentes ) son tecnología portátil que se lleva en la cabeza.
Los cascos, por ejemplo, para medir el EEG , se llevan en la cabeza. Un estudio indica que el casco de EEG podría usarse para la mejora neurológica , concluyendo que un "paradigma de parpadeo visual para entrenar a los individuos a su propio ritmo cerebral (es decir, frecuencia alfa máxima )" da como resultado un aprendizaje visual perceptivo sustancialmente más rápido , que se mantiene al día siguiente del entrenamiento. [80] [81] Hay investigaciones sobre varias formas de neuroestimulación , con varios enfoques que incluyen el uso de tecnología portátil.
Otra aplicación puede ser el apoyo a la inducción de sueños lúcidos , [82] [83] [84] [85] aunque "son necesarios estudios de validación mejor controlados para demostrar la eficacia". [85]
La electrónica epidérmica es un campo emergente de la tecnología portátil, denominada así por sus propiedades y comportamientos comparables a los de la epidermis, o la capa más externa de la piel. [86] [87] [88] Estos wearables se montan directamente sobre la piel para monitorear continuamente los procesos fisiológicos y metabólicos, tanto dérmicos como subdérmicos. [88] La capacidad inalámbrica generalmente se logra a través de batería, Bluetooth o NFC, lo que hace que estos dispositivos sean convenientes y portátiles como un tipo de tecnología portátil. [89] Actualmente, la electrónica epidérmica se está desarrollando en los campos de la actividad física y la monitorización médica.
El uso actual de la tecnología epidérmica está limitado por los procesos de fabricación existentes. Su aplicación actual se basa en diversas técnicas de fabricación sofisticadas, como la litografía o la impresión directa sobre un sustrato portador antes de adherirse directamente al cuerpo. La investigación sobre la impresión de electrónica epidérmica directamente sobre la piel está actualmente disponible como única fuente de estudio. [90]
La importancia de la electrónica epidérmica implica sus propiedades mecánicas, que se asemejan a las de la piel. La piel puede modelarse como una bicapa, compuesta por una epidermis que tiene un módulo de Young ( E ) de 2-80 kPa y un espesor de 0,3-3 mm y una dermis que tiene E de 140-600 kPa y un espesor de 0,05-1,5 mm. En conjunto, esta bicapa responde plásticamente a tensiones de tracción ≥ 30%, por debajo de las cuales la superficie de la piel se estira y se arruga sin deformarse. [86] Las propiedades de la electrónica epidérmica reflejan las de la piel para permitirles funcionar de la misma manera. Al igual que la piel, la electrónica epidérmica es ultradelgada ( h < 100 μm), de bajo módulo ( E ~ 70 kPa) y ligera (<10 mg/cm 2 ), lo que le permite adaptarse a la piel sin aplicar tensión. [89] [91] El contacto conformado y la adhesión adecuada permiten que el dispositivo se doble y se estire sin deslaminarse, deformarse o fallar, eliminando así los desafíos de los dispositivos portátiles voluminosos convencionales, incluidos los artefactos de medición, la histéresis y la irritación de la piel inducida por el movimiento. Con esta capacidad inherente de tomar la forma de la piel, la electrónica epidérmica puede adquirir datos con precisión sin alterar el movimiento natural o el comportamiento de la piel. [92] El diseño delgado, suave y flexible de la electrónica epidérmica se asemeja al de los tatuajes temporales laminados sobre la piel. Esencialmente, estos dispositivos son "mecánicamente invisibles" para el usuario. [86]
Los dispositivos electrónicos epidérmicos pueden adherirse a la piel mediante fuerzas de van der Waals o sustratos elastoméricos. Con solo fuerzas de van der Waals, un dispositivo epidérmico tiene la misma masa térmica por unidad de área (150 mJ/cm2 K ) que la piel, cuando el espesor de la piel es <500 nm. Junto con las fuerzas de van der Waals, los valores bajos de E y espesor son efectivos para maximizar la adhesión porque evitan el desprendimiento inducido por deformación debido a la tensión o compresión. [86] La introducción de un sustrato elastomérico puede mejorar la adhesión, pero aumentará ligeramente la masa térmica por unidad de área. [92] Se han estudiado varios materiales para producir estas propiedades similares a las de la piel, incluida la nanopelícula de oro serpentina con patrón de fotolitografía y el dopaje con patrón de nanomembranas de silicio. [87]
Los zapatos inteligentes son un ejemplo de tecnología portátil que incorpora funciones inteligentes en los zapatos. Los zapatos inteligentes a menudo funcionan con aplicaciones de teléfonos inteligentes para respaldar tareas que no se pueden realizar con calzado estándar. Los usos incluyen la vibración del teléfono inteligente para indicar a los usuarios cuándo y dónde girar para llegar a su destino a través de Google Maps o el uso de cordones automáticos. [93] [94] [95] [96] [97]
La tecnología de zapatillas con cordones automáticos , similar a la Nike Mag en Regreso al futuro II , es otro uso del zapato inteligente. En 2019, la empresa de calzado alemana Puma fue reconocida como uno de los "100 mejores inventos de 2019" por Time por su zapato sin cordones Fi que utiliza micromotores para ajustar el calce desde un iPhone . [98] Nike también presentó un zapato inteligente en 2019 conocido como Adapt BB. El zapato presentaba botones en el costado para aflojar o apretar el calce con un motor y un engranaje personalizados, que también podían controlarse mediante un teléfono inteligente. [99]
El 16 de abril de 2013, Google invitó a los "Glass Explorers" que habían reservado sus gafas ponibles en la conferencia Google I/O de 2012 a recoger sus dispositivos. Este día marcó el lanzamiento oficial de Google Glass, un dispositivo destinado a ofrecer texto enriquecido y notificaciones a través de una pantalla de visualización frontal que se usa como gafas. El dispositivo también tenía una cámara de 5 MP y grababa vídeo a 720p. [100] Sus diversas funciones se activaban mediante comandos de voz , como "OK Glass". La empresa también lanzó la aplicación complementaria de Google Glass, MyGlass. [101] La primera aplicación de terceros para Google Glass vino del New York Times , que podía leer artículos y resúmenes de noticias.
Sin embargo, a principios de 2015, Google dejó de vender la versión beta "edición exploradora" de Glass al público, después de las críticas sobre su diseño y su precio de 1.500 dólares. [102]
Si bien la tecnología de pantallas ópticas montadas en la cabeza sigue siendo un nicho, dos tipos populares de dispositivos portátiles han despegado: los relojes inteligentes y los rastreadores de actividad. En 2012, ABI Research pronosticó que las ventas de relojes inteligentes alcanzarían los 1,2 millones de dólares en 2013, ayudadas por la alta penetración de los teléfonos inteligentes en muchos mercados mundiales, la amplia disponibilidad y el bajo costo de los sensores MEMS, las tecnologías de conectividad energéticamente eficientes como Bluetooth 4.0 y un floreciente ecosistema de aplicaciones. [103]
Pebble, una start-up respaldada por el crowdfunding, reinventó el reloj inteligente en 2013 con una campaña en Kickstarter que recaudó más de 10 millones de dólares en financiación. A finales de 2014, Pebble anunció que había vendido un millón de dispositivos. A principios de 2015, Pebble volvió a sus raíces de crowdfunding para recaudar otros 20 millones de dólares para su reloj inteligente de próxima generación, Pebble Time, que comenzó a comercializarse en mayo de 2015. [ necesita actualización ]
McLear, una start-up respaldada por crowdfunding , inventó el anillo inteligente en 2013, con una campaña en Kickstarter que recaudó más de 300.000 dólares en financiación. McLear fue pionera en el campo de la tecnología ponible al introducir pagos, pagos con bitcoin, control avanzado de acceso seguro, recolección cuantificada de datos personales , seguimiento de datos biométricos y sistemas de monitoreo para personas mayores.
En marzo de 2014, Motorola presentó el reloj inteligente Moto 360 con Android Wear , una versión modificada del sistema operativo móvil Android diseñado específicamente para relojes inteligentes y otros dispositivos portátiles. [104] [105] Finalmente, después de más de un año de especulaciones, Apple anunció su propio reloj inteligente, el Apple Watch , en septiembre de 2014.
La tecnología ponible fue un tema popular en la feria comercial Consumer Electronics Show de 2014, evento que los comentaristas de la industria denominaron "The Wearables, Appliances, Cars and Bendable TVs Show". [106] Entre los numerosos productos ponibles que se exhibieron se encontraban relojes inteligentes, rastreadores de actividad, joyas inteligentes, pantallas ópticas montadas en la cabeza y auriculares. Sin embargo, las tecnologías ponibles aún sufren de una capacidad de batería limitada. [107]
Otro campo de aplicación de la tecnología wearable son los sistemas de monitorización para la vida asistida y el cuidado de personas mayores . Los sensores wearables tienen un enorme potencial en la generación de big data , con una gran aplicabilidad a la biomedicina y la vida asistida ambiental. [108 ] Por esta razón, los investigadores están trasladando su enfoque de la recopilación de datos al desarrollo de algoritmos inteligentes capaces de extraer información valiosa de los datos recopilados, utilizando técnicas de minería de datos como la clasificación estadística y las redes neuronales . [109]
La tecnología portátil también puede recopilar datos biométricos como frecuencia cardíaca (ECG y HRV), ondas cerebrales (EEG) y bioseñales musculares (EMG) del cuerpo humano para proporcionar información valiosa en el campo de la atención de la salud y el bienestar. [110]
Otra tecnología portátil cada vez más popular es la realidad virtual. Diversos fabricantes han fabricado cascos de realidad virtual para ordenadores, consolas y dispositivos móviles. Recientemente, Google lanzó su casco, el Google Daydream. [111]
Además de las aplicaciones comerciales, la tecnología portátil se está investigando y desarrollando para una multitud de usos. El Instituto Tecnológico de Massachusetts es una de las muchas instituciones de investigación que desarrollan y prueban tecnologías en este campo. Por ejemplo, se están realizando investigaciones para mejorar la tecnología háptica [112] para su integración en los wearables de próxima generación. Otro proyecto se centra en el uso de la tecnología portátil para ayudar a las personas con discapacidad visual a orientarse en su entorno. [113]
A medida que la tecnología portátil continúa creciendo, ha comenzado a expandirse a otros campos. La integración de los wearables en la atención médica ha sido un foco de investigación y desarrollo para varias instituciones. Los wearables continúan evolucionando, yendo más allá de los dispositivos y explorando nuevas fronteras como las telas inteligentes. Las aplicaciones implican el uso de una tela para realizar una función como la integración de un código QR en el tejido [114] o la indumentaria deportiva que aumenta el flujo de aire durante el ejercicio [115].
Los wearables se han expandido al ámbito del entretenimiento creando nuevas formas de experimentar los medios digitales. Los cascos de realidad virtual y las gafas de realidad aumentada han llegado a ejemplificar los wearables en el entretenimiento. La influencia de estos cascos de realidad virtual y gafas de realidad aumentada se vio principalmente en la industria de los videojuegos durante los primeros días, pero ahora se utilizan en los campos de la medicina y la educación. [116]
Los cascos de realidad virtual como Oculus Rift , HTC Vive y Google Daydream View tienen como objetivo crear una experiencia multimedia más inmersiva, ya sea simulando una experiencia en primera persona o mostrando los medios en el campo de visión completo del usuario. Se han desarrollado programas de televisión, películas, videojuegos y simuladores educativos para que los utilicen profesionales y consumidores. En una exposición de 2014, Ed Tang de Avegant presentó sus "Smart Headphones". Estos auriculares utilizan la pantalla de retina virtual para mejorar la experiencia de Oculus Rift. [117] Algunos dispositivos de realidad aumentada entran en la categoría de wearables. Varias corporaciones están desarrollando actualmente gafas de realidad aumentada. [118] Los Spectacles de Snap Inc. son gafas de sol que graban vídeos desde el punto de vista del usuario y se emparejan con un teléfono para publicar vídeos en Snapchat . [119] Microsoft también ha incursionado en este negocio, lanzando gafas de Realidad Aumentada, HoloLens , en 2017. El dispositivo explora el uso de holografía digital, u hologramas, para brindar al usuario una experiencia de primera mano de Realidad Aumentada. [120] Estos auriculares portátiles se utilizan en muchos campos diferentes, incluido el militar.
La tecnología portátil también se ha expandido desde pequeñas piezas de tecnología en la muñeca hasta prendas para todo el cuerpo. Hay un zapato fabricado por la empresa Shiftwear que utiliza una aplicación de teléfono inteligente para cambiar periódicamente la pantalla de diseño en el zapato. [121] El zapato está diseñado con tela normal, pero utiliza una pantalla a lo largo de la sección media y la parte posterior que muestra un diseño de su elección. La aplicación estuvo lista en 2016 y se creó un prototipo de los zapatos en 2017. [121]
Otro ejemplo de esto se puede ver con los altavoces de los auriculares de Atari. Atari y Audiowear están desarrollando una gorra con altavoces integrados. La gorra tendrá altavoces integrados en la parte inferior de la visera y tendrá capacidades Bluetooth. [122] Jabra ha lanzado auriculares, [123] en 2018, que cancelan el ruido alrededor del usuario y pueden alternar una configuración llamada "hearthrough". Esta configuración lleva el sonido alrededor del usuario a través del micrófono y lo envía al usuario. Esto le da al usuario un sonido aumentado mientras viaja para que pueda escuchar su entorno mientras escucha su música favorita. Muchos otros dispositivos pueden considerarse wearables de entretenimiento y solo necesitan ser dispositivos usados por el usuario para experimentar los medios.
La industria de los videojuegos siempre ha incorporado nuevas tecnologías. La primera tecnología utilizada para los juegos electrónicos fue un controlador para Pong . La forma en que los usuarios juegan ha evolucionado continuamente a lo largo de cada década. Actualmente, las dos formas más comunes de jugar son usar un controlador para las consolas de videojuegos o un mouse y un teclado para los juegos de PC .
En 2012, los auriculares de realidad virtual se volvieron a presentar al público. Los cascos de realidad virtual se conceptualizaron por primera vez en la década de 1950 y se crearon oficialmente en la década de 1960. [124] La creación del primer casco de realidad virtual se puede atribuir al director de fotografía Morton Heilig. Creó un dispositivo conocido como Sensorama en 1962. [125] El Sensorama era un dispositivo similar a un videojuego que era tan pesado que necesitaba ser sostenido por un dispositivo de suspensión. [126] Ha habido numerosas tecnologías portátiles diferentes dentro de la industria de los juegos, desde guantes hasta tablas para los pies. El espacio de los juegos tiene inventos poco convencionales. En 2016, Sony presentó su primer casco de realidad virtual portátil y conectable con nombre en código Project Morpheus. [127] El dispositivo fue rebautizado para PlayStation en 2018. [128] A principios de 2019, Microsoft presenta su HoloLens 2 que va más allá de la realidad virtual y se convierte en un casco de realidad mixta. Su principal objetivo es que la clase trabajadora los utilice principalmente para realizar tareas difíciles. [129] Estos auriculares son utilizados por educadores, científicos, ingenieros, personal militar, cirujanos y muchos más. Los auriculares como HoloLens 2 permiten al usuario ver una imagen proyectada desde múltiples ángulos e interactuar con la imagen. Esto ayuda a proporcionar una experiencia práctica al usuario, que de otra manera no podría obtener.
La tecnología portátil en el ámbito militar abarca desde fines educativos, ejercicios de entrenamiento y tecnología de sostenibilidad. [130]
La tecnología utilizada con fines educativos en el ámbito militar son principalmente dispositivos portátiles que rastrean los signos vitales de un soldado. Al rastrear el ritmo cardíaco, la presión arterial, el estado emocional, etc. de un soldado, ayuda al equipo de investigación y desarrollo a ayudar mejor a los soldados. Según el químico Matt Coppock, ha comenzado a mejorar la letalidad de un soldado mediante la recopilación de diferentes receptores de biorreconocimiento. Al hacerlo, eliminará las amenazas ambientales emergentes para los soldados. [131]
Con la aparición de la realidad virtual, es natural comenzar a crear simulaciones utilizando la RV. Esto preparará mejor al usuario para cualquier situación para la que se esté entrenando. En el ejército hay simulaciones de combate en las que los soldados se entrenan. La razón por la que el ejército usará la RV para entrenar a sus soldados es porque es la experiencia más interactiva/inmersiva que el usuario sentirá sin estar en una situación real. [132] Simulaciones recientes incluyen a un soldado que usa un cinturón de choque durante una simulación de combate. Cada vez que le disparan, el cinturón libera una cierta cantidad de electricidad directamente en la piel del usuario. Esto es para simular una herida de bala de la manera más humana posible. [132]
Existen muchas tecnologías de sustentabilidad que el personal militar usa en el campo. Una de ellas es una plantilla para botas. Esta plantilla mide cómo los soldados están soportando el peso de su equipo y cómo los factores del terreno diario impactan en la optimización de la planificación de la misión. [133] Estos sensores no solo ayudarán a los militares a planificar el mejor cronograma, sino que también ayudarán a mantener a los soldados en el mejor estado de salud física y mental.
Los wearables de moda son "prendas y accesorios diseñados que combinan estética y estilo con tecnología funcional". [134] Las prendas son la interfaz con el exterior mediada por la tecnología digital. Permite infinitas posibilidades para la personalización dinámica de la ropa. Toda la ropa tiene funciones sociales, psicológicas y físicas. Sin embargo, con el uso de la tecnología estas funciones pueden amplificarse. Hay algunos wearables que se denominan E-textiles. Estos son la combinación de textiles (tela) y componentes electrónicos para crear tecnología portátil dentro de la ropa. [135] También se conocen como textiles inteligentes y textiles digitales.
Los wearables se fabrican desde una perspectiva funcional o desde una perspectiva estética. Cuando se fabrican desde una perspectiva funcional, los diseñadores e ingenieros crean wearables para brindar comodidad al usuario. La ropa y los accesorios se utilizan como herramienta para brindar asistencia al usuario. Los diseñadores e ingenieros están trabajando juntos para incorporar tecnología en la fabricación de prendas con el fin de proporcionar funcionalidades que puedan simplificar la vida del usuario. Por ejemplo, a través de los relojes inteligentes, las personas tienen la capacidad de comunicarse sobre la marcha y realizar un seguimiento de su salud. Además, las telas inteligentes tienen una interacción directa con el usuario, ya que permiten detectar los movimientos de los clientes. Esto ayuda a abordar preocupaciones como la privacidad , la comunicación y el bienestar. Hace años, los wearables de moda eran funcionales pero no muy estéticos. A partir de 2018, los wearables están creciendo rápidamente para cumplir con los estándares de la moda a través de la producción de prendas elegantes y cómodas. Además, cuando los wearables se fabrican desde una perspectiva estética, los diseñadores exploran con su trabajo utilizando tecnología y colaborando con ingenieros. Estos diseñadores exploran las diferentes técnicas y métodos disponibles para incorporar la electrónica en sus diseños. No están limitados por un conjunto de materiales o colores, ya que estos pueden cambiar en respuesta a los sensores integrados en la ropa. Pueden decidir cómo se adaptan y responden sus diseños al usuario. [6]
En 1967, el diseñador de moda francés Pierre Cardin, conocido por sus diseños futuristas, creó una colección de prendas titulada "Robe Electronique" que presentaba un patrón geométrico bordado con LED (diodos emisores de luz). Los diseños únicos de Pierre Cardin aparecieron en un episodio de la serie animada Los Supersónicos, donde uno de los personajes principales demuestra cómo funciona su luminoso vestido "Pierre Martian" [136] enchufándolo a la red eléctrica. Recientemente se exhibió una exposición sobre la obra de Pierre Cardin en el Museo de Brooklyn en Nueva York [137].
En 1968, el Museo de Artesanía Contemporánea de la ciudad de Nueva York realizó una exposición llamada Body Covering que mostraba la fusión de wearables tecnológicos con la moda. Algunos de los proyectos presentados fueron ropa que cambiaba de temperatura y vestidos de fiesta que se iluminaban y producían ruidos, entre otros. Los diseñadores de esta exposición incorporaron electrónica de manera creativa en la ropa y los accesorios para crear estos proyectos. A partir de 2018, los diseñadores de moda continúan explorando este método en la fabricación de sus diseños, superando los límites de la moda y la tecnología. [6]
McLear, también conocida como NFC Ring, en asociación con House of Henry Holland y Visa Europe Collab, presentó un evento titulado "Cashless on the Catwalk" en el Collins Music Hall en Islington. Las celebridades que desfilaron por el evento pudieron hacer compras por primera vez en la historia desde un dispositivo portátil utilizando los NFC Rings de McLear al tocar el anillo en una terminal de compras. [138]
CuteCircuit fue pionera en el concepto de moda interactiva y controlada por aplicaciones con la creación en 2008 del Galaxy Dress (parte de la colección permanente del Museo de Ciencia e Industria de Chicago, EE. UU.) y en 2012 del tshirtOS (ahora infinitshirt). Los diseños de moda de CuteCircuit pueden interactuar y cambiar de color brindando al usuario una nueva forma de comunicarse y expresar su personalidad y estilo. Los diseños de CuteCircuit han sido usados en la alfombra roja por celebridades como Katy Perry [23] y Nicole Scherzinger [24] y son parte de las colecciones permanentes del Museo de Bellas Artes de Boston .
El proyecto Jacquard, un proyecto de Google dirigido por Ivan Poupyrev, ha estado combinando ropa y tecnología. [139] Google colaboró con Levi Strauss para crear una chaqueta que tiene áreas sensibles al tacto que pueden controlar un teléfono inteligente. Los gemelos son extraíbles y se cargan en un puerto USB. [140]
Intel se asoció con la marca Chromat para crear un sujetador deportivo que responde a los cambios en el cuerpo del usuario, así como un vestido de fibra de carbono impreso en 3D que cambia de color según los niveles de adrenalina del usuario. [141] Intel también se asoció con Google y TAG Heuer para fabricar un reloj inteligente. [142]
Los tejidos inteligentes y la impresión 3D han sido incorporados a la alta costura por la diseñadora Iris van Herpen . Van Herpen fue la primera diseñadora en incorporar la tecnología de impresión 3D de prototipado rápido a la industria de la moda. [143] La empresa belga Materialise NV colabora con ella en la impresión de sus diseños.
Existen varios métodos que utilizan las empresas para fabricar textiles electrónicos a partir de la fibra y la prenda, y que incorporan componentes electrónicos al proceso. Uno de los métodos que se están desarrollando es el de imprimir circuitos extensibles directamente en un tejido utilizando tinta conductora. [144] La tinta conductora utiliza fragmentos de metal en la tinta para convertirse en conductora de electricidad. Otro método sería utilizar hilo o estambre conductor. Este desarrollo incluye el recubrimiento de fibra no conductora (como el poliéster PET) con material conductor como un metal como el oro o la plata para producir hilos recubiertos o para producir un textil electrónico. [145]
Las técnicas de fabricación comunes para e-textiles incluyen los siguientes métodos tradicionales:
La FDA redactó una guía para dispositivos de bajo riesgo que advierte que los wearables personales de salud son productos de bienestar general si solo recopilan datos sobre el control del peso, la aptitud física, la relajación o el manejo del estrés, la agudeza mental, la autoestima, el control del sueño o la función sexual. [147] Esto se debió a los riesgos de privacidad que rodeaban a los dispositivos. A medida que se utilizaban más y más dispositivos y mejoraban, pronto estos dispositivos podrían saber si una persona presenta ciertos problemas de salud y dar un curso de acción. Con el aumento del consumo de estos dispositivos, la FDA redactó esta guía para disminuir el riesgo de un paciente en caso de que la aplicación no funcione correctamente. [148] También se discute la ética de esto porque, aunque ayudan a rastrear la salud y promueven la independencia, todavía hay una invasión de la privacidad que se produce para obtener información. Esto se debe a las enormes cantidades de datos que deben transferirse, lo que podría plantear problemas tanto para el usuario como para las empresas si un tercero obtiene acceso a estos datos. Hubo un problema con las Google Glass que utilizaban los cirujanos para rastrear los signos vitales de un paciente y que planteaba problemas de privacidad relacionados con el uso por parte de terceros de información no consentida. El problema también es el consentimiento cuando se trata de tecnología portátil porque brinda la capacidad de grabar y eso es un problema cuando no se pide permiso cuando se está grabando a una persona. [149] [150]
En comparación con los teléfonos inteligentes, los dispositivos portátiles plantean varios nuevos desafíos de confiabilidad a los fabricantes de dispositivos y desarrolladores de software. Área de pantalla limitada, potencia de procesamiento limitada, memoria volátil y no volátil limitada, forma no convencional de los dispositivos, abundancia de datos de sensores, patrones de comunicación complejos de las aplicaciones y tamaño limitado de la batería: todos estos factores pueden contribuir a errores de software y modos de falla destacados, como la falta de recursos o el bloqueo del dispositivo. [5] Además, dado que muchos de los dispositivos portátiles se utilizan con fines de salud [2] [12] (ya sea monitoreo o tratamiento), sus problemas de precisión y robustez pueden dar lugar a problemas de seguridad. Se han desarrollado algunas herramientas para evaluar la confiabilidad y las propiedades de seguridad de estos dispositivos portátiles. [151] Los primeros resultados apuntan a un punto débil del software portátil por el cual la sobrecarga de los dispositivos, como por ejemplo a través de una alta actividad de la interfaz de usuario, puede causar fallas. [152]