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Vie, Mar

Ciencia y Tecnología
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Un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de Penn State tiene como objetivo habilitar el cuidado de la salud y la realidad extendida, que abarca la realidad virtual, aumentada y mixta, con su anillo inteligente de detección, OmniRing.

El anillo utiliza sensores de unidad de medición inercial (IMU), que pueden capturar la ubicación, la velocidad y la rotación de los dedos, y sensores de fotopletismografía (PPG), que utilizan luz infrarroja para medir los cambios volumétricos en la circulación sanguínea. Los sensores IMU se utilizan para detectar y rastrear el movimiento de los dedos, y los sensores PPG se utilizan para recopilar y analizar métricas de salud como la frecuencia cardíaca, los niveles de glucosa y la saturación de oxígeno.

"Los datos de los sensores ofrecen información valiosa para capturar el estrés y el estado de ánimo del usuario y recomendar actividades de meditación y relajación", dijo el profesor asistente de informática y ciencias de la ingeniería de la familia Wormley, Mahanth Gowda. "Actualmente estamos explorando aplicaciones más profundas en la intersección de la detección, el aprendizaje automático y el Internet de las cosas para ampliar las capacidades que se pueden lograr en el conveniente tamaño pequeño de un anillo".

El trabajo de investigación del equipo, "One Ring to Rule Them All: An Open Source Smartring Platform for Finger Motion Analytics and Healthcare Applications", recientemente ganó el premio al Mejor Documento en la categoría de "Inteligencia Artificial del Internet de las Cosas en el Borde" durante la Conferencia de Diseño e Implementación del Internet de las Cosas.

El documento detalla cómo, a diferencia de los relojes inteligentes, el OmniRing no tiene una pantalla y, por lo tanto, puede tener una vida útil de batería más prolongada. Esto permite usar el anillo todo el tiempo, incluso mientras duerme y nada, lo que permite capturar información de detección más profunda e íntima.

"Nuestra esperanza es llevar la tecnología a la realidad", dijo el estudiante de doctorado y líder de hardware de OmniRing, Taiting Lu. "Dado que el anillo puede tener mucho potencial para ayudar a las personas en el futuro, no queremos limitarlo al laboratorio, sino llevarlo al mundo real".

Con ese fin, el equipo de investigación se convirtió en el primero en desarrollar un anillo inteligente con un diseño de código abierto, lo que significa que han revelado completamente todos los detalles sobre su hardware, software y firmware. Esto permitirá que la comunidad de investigación encuentre y desarrolle casos de uso potencialmente interesantes para la tecnología.

Lu enfatizó que el proyecto es un logro en equipo, con cada miembro desempeñando un papel crucial en la materialización de la tecnología. El equipo de investigación incluye, junto con Gowda y Lu, a los candidatos a doctorado Hao Zhou, Yilin Liu, Shijia Zhang y Runze Liu.

"Visualizamos un papel importante para OmniRing en el futuro: las personas podrán interactuar sin esfuerzo con sus dispositivos conectados utilizando movimientos de mano", dijo el estudiante de doctorado y líder de aprendizaje automático de OmniRing, Hao Zhou. "Los datos personales de salud y emocionales se pueden transmitir selectivamente en tiempo real, lo que permite que los dispositivos circundantes interpreten la información y respondan adecuadamente. En otras palabras, nuestro objetivo es asegurarnos de que OmniRing merezca su nombre".

 

Además del cuidado de la salud y la realidad extendida, el anillo también podría permitir el reconocimiento y la traducción del lenguaje de señas mediante la integración con otros sensores, según los investigadores.

Para lograr esto, el laboratorio de Gowda está colaborando activamente con Kenneth DeHaan, director del programa de Maestría en Educación de Lengua de Señas de la Universidad Gallaudet en Washington, D.C., y miembro de la comunidad sorda.

Lu explicó que su equipo de investigación y DeHaan exploraron los desafíos que podrían abordarse con esa tecnología. DeHaan destacó una situación común ante el equipo: "A menudo, en un lugar público como una cafetería, por ejemplo, los baristas o los meseros suelen impacientarse al ayudar a un cliente que está escribiendo su pedido, menospreciando al cliente y su experiencia de compra. Por eso queremos equilibrar las cosas con esta tecnología".

En la primavera de 2023, Lu y su equipo participaron en el programa Invent Penn State NSF I-Corps Short Course, que ayuda a los investigadores a conectarse e entrevistar a posibles clientes para conocer las posibles iteraciones que deben hacer a su tecnología, así como la mejor forma de presentar y hablar sobre la tecnología antes de ingresar al mercado.

"El mayor beneficio del curso corto es que me enseñó cómo encontrar las necesidades o las dificultades de los clientes", dijo Lu. "Podemos pensar que nuestro producto es el mejor y puede resolver todos estos problemas, pero la realidad es que lo primero que debemos hacer es escuchar las opiniones de los socios, los clientes y la comunidad, luego podemos tomar una buena decisión sobre qué aplicación de nuestra tecnología tiene más sentido".

El equipo de OmniRing también participó en el programa Happy Valley LaunchBox powered by PNC Bank Idea TestLab, un programa de 4 semanas que ayuda a cualquier persona con una idea a conectarse con posibles clientes para definir mejor el problema y una solución potencial. Lu dijo que él y su equipo también tuvieron la oportunidad de colaborar con Alert Heart, otra empresa emergente de Penn State, que está desarrollando un dispositivo capaz de detectar ataques cardíacos de forma inalámbrica y alertar a los cuidadores.

"Definitivamente recomendaría el curso corto a otros investigadores", dijo Lu. "Es un buen punto de partida si tienes un producto, financiamiento para la investigación y un prototipo. Te brinda mucha experiencia y puedes aprender cómo llevar la tecnología del laboratorio a la vida real".

En este momento, OmniRing ha sido probado y puede detectar movimientos tridimensionales de la mano y los dedos, según los investigadores. El siguiente paso para el equipo es programar el anillo para reconocer los movimientos específicos de la lengua de señas, así como implement

ar las funciones de atención médica, como el monitoreo de la frecuencia cardíaca y la saturación de oxígeno.

El equipo de investigación busca actualmente oportunidades de colaboración para la investigación y la comercialización, y espera participar en el programa Nacional de Equipos NSF I-Corps este verano para definir mejor su mercado a través de entrevistas adicionales con clientes.

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