jueves, 28 de julio de 2016

Wearables, ¿el próximo gran salto de la moda?

El diablo viste de Prada y ahora usa RaspberriPI
Cuando el software parece haber cubierto todos los sectores de la sociedad, nos damos cuenta de que existe un nicho más donde todavía tiene lugar para meter sus narices. Este ámbito, es el mundo de la moda.
El universo de la moda y la tecnología surgieron juntos y se encuentran mucho más vinculados entre si de lo que hoy se piensa. A comienzos del siglo XX surgieron en París, como no podía ser de otra manera, los primeros diseñadores que no eran más que buenos técnicos en tejidos y expertos en la fabricación de prendas, como Paul Poiret “el rey de la moda”, coincidiendo con un periodo de innovaciones tecnológicas en los propios procesos de producción y una increíble revolución de los materiales.
La necesidad de diferenciación social y de identificación del poder adquisitivo, impulsaron una fuerte afluencia artística dentro de esta industria y así comenzó la moda como la conocemos hoy en día.
Luego, las patentes y los derechos de propiedad intelectual aparecen en coincidencia con la diseminación de máquinas de coser hogareñas que servían de plataforma para la proliferación de imitaciones de los productos reconocidos. El "trucho" que conocemos hoy, ¡ya existió en el pasado! Ante esa batalla, también común de nuestros tiempos, es justamente Poiret quien comienza a hacer énfasis en darle entidad y marca, no tanto al producto reproducible, sino al propio diseño específico de sus creaciones. Así los populariza y los democratiza, con el concepto del "diseño Poiret". De esa forma, su nombre y prestigio estarían asociados a todos los diseños, sin importar si eran sus propias fabricaciones o sus imitaciones [1].
Este mismo fenómeno, se ve hoy con la proliferación de kits, homebrew communities y el movimiento DIY. Estas poderosas tendencias, en el corazón de Internet de las Cosas, son las que hoy también impulsan está nueva innovación digital sobre nuestra vestimenta, adornos, etc.
¿Qué son los Wearables?
Se denominan wearables a los gadgets electrónicos que pueden ser usados en el cuerpo de la persona, y que por ello, están fuertemente vinculados con el mundo de la moda, los adornos personales, la joyería y la salud. Los relojes inteligentes “smartwatches”, las bandas de sensado deportivo, los sensores médicos para mHealth y los lentes inteligentes Google Glass, son sólo algunos ejemplos.
El término fue acuñado en 1991 por Steve Mann en los laboratorios creativos del MIT, con la definición actual y, como una confluencia de electrónica, moda y las políticas de diseño abiertas.
El primer dispositivo wearable registrado, corresponde a un aparato diseñado por Ed Thorp en 1962, para ser utilizado en casinos que permitía mediante un sensor en el zapato y un pequeño parlante, disimuladamente ubicado con un auricular en la oreja, realizar una predicción del cuadrante donde podría caer la bolilla de la ruleta. Ed Thorp, logró que el mismísimo Claude Shannon participará en el desarrollo de la electrónica que realizaba la predicción y que era el corazón del gadget [3]
Los vestidos que utilizan LEDs en sus diseños, ya pueden observarse en desfiles, como esta prenda del New York Fashion Week 2013.
Componentes
Adquisición de datos y sensores
Difícilmente un dispositivo sea considerado como un Smart Gadget si no cuenta con sensores o transductores que obtengan la información del ambiente y la convierten en representaciones digitales que puedan ser manipuladas y utilizadas para extraer significado. Estos son piezas claves de los wearables que comienzan a estar zurcidas en nuestra propia vestimenta.
La revolución que se presenta en los sensores puede detallarse claramente en palabras del investigador Argentino-Catalán Dr. Francisco Andrade del Instituto Ramon & Cajal de la Universitat Rovira i Virgili:
“Hace 80 años, los autos tenían sólo volantes y velocímetro. Si el auto recalentaba o andaba mal, había que llevarlo al mecánico (y puede que fuera tarde). Luego aparecieron todos los sensores en el tablero: temperatura, rpm, odómetro. etc., que te permiten conducir de forma de no dañar el auto. Con el cuerpo pasa algo similar, sólo que aún no existen los sensores, que estamos desarrollando, y tampoco el tablero. La ropa, por ejemplo, puede ser para mi parte de ese tablero. Entonces desarrollamos sensores, los ponemos en la ropa, y luego el Smartphone (u otro dispositivo) puede ser el tablero. “
Los sensores más utilizados son aquellos que a su vez pueden detectar y extraer información de la propia persona y de su contextualización (qué está haciendo, dónde está, qué necesita, etc.). Este es uno de los aspectos más importantes, porque al contextualizar el uso, se percibe por parte del usuario una utilización más óptima y eficiente. Por ejemplo, inferir qué está realizando una persona en base al contexto químico, como un mayor nivel de CO2 podría indicar que está en el baño e inhabilitar ciertas funcionalidades no apropiadas para esa situación, ó basado en el movimiento de la persona entender si está o no disfrutando la música” [1].
Por ejemplo:
  • Gestos y táctiles: conocidos por la alta adopción de los dispositivos móviles pero que, seguramente, se seguirán usando y expandiendo. Desde el uso de sensores de fuerza, pantallas táctiles, reconocimiento de gestos (Leap y Kinect).
  • Inerciales, movimiento, odometría: para detectar e inferir qué está haciendo la persona que tiene puesto el dispositivo o la prenda.
  • Sensores de actividad eléctrica del cuerpo: electroencefalografía, electromiografía (actividad muscular), electroculografía, electrocardiograma.
  • Sensores de parámetros biológicos para la salud: medidores de glucosa, medidores de actividad metabólica (e.g. fNIRS), con un uso directamente asociado a la salud móvil mHealth.
  • Sensores de humedad, ph, etc: miden características físicas en el entorno del cuerpo, cómo puede ser niveles de humedad en la ropa que determinarían niveles de actividad física por la sudoración detectada, etc
  • Medición de la respuesta Galvánica de la piel, GSR: útiles para detectar cambios anímicos sustanciales en las personas que se reflejan por una alteración en la conductancia de la piel.
El aprovisionamiento energético suele ser un problema que generalmente se puede solucionar con baterías de bajo consumo. Adicionalmente, existen transductores eléctricos que convierten energía química o cinética del cuerpo en energía eléctrica que pueda ser aprovechable para alimentar la electrónica de la prenda.
Sousveillance
Las cámaras digitales son otro tipo de sensores ubicuos muy versátiles y que ponen de manifiesto cambios sociales significativos, de los cuales hoy ya somos testigos. En la Sousveillance o subvisión, el monitoreo social para cualquier uso no necesariamente se realiza desde una autoridad central de supervisión, sino en forma distribuida y masiva, mediante las cámaras adosadas a las prendas o los dispositivos que las personas usan directamente.
Telas, electropigmentos y actuadores
Como necesita colocarse sobre el cuerpo, a la hora de crear un wearable  se impone una condición sobre los materiales a utilizar. Estos tienen que ser biocompatibles y bioinertes. Los hilos comunes lo son, pero no conducen la electricidad, y es así como aparecen los primeros hilos conductores.  Los mismos contienen sedimentos de materiales conductores, plata o acero quirúrgico, que puede utilizarse para confeccionar prendas directamente o para cocer. Más complejos para trabajar que los hilos comunes, ofrecen la posibilidad de discreción y diseño visual en el armado de la circuitería. Las telas conductoras, por otro lado, son más maleables para trabajar y ofrecen interfaces conductoras más prácticas y de fácil acceso, pero suelen deshilacharse seguido, generando potenciales cortos.
Como las prendas son flexibles, los cortocircuitos y falsos contactos son un enorme problema a solucionar en el diseño y la fabricación de e-textiles. Otro gran inconveniente, es la aislación eléctrica ya que el cuerpo requiere de protección contra la humedad.
Los LEDs y su alto grado de miniaturización son las herramientas básicas para generar efectos lumínicos o cambios en tonos y colores. Las pantallas flexibles de LEDs orgánicos, además permiten la visualización de imágenes de alta resolución sobre superficies curvas. 

Pantallas flexibles de OLED de Sony

Las fibras ópticas son elementos lumínicos pasivos, generalmente compuestos por LEDs, que permiten que la luz sólo se visualice en las puntas de cada fibra conductora, o adicionalmente a lo largo. Las fibras pueden combinarse en diseños más complejos y entrelazarse logrando telas ópticas de patrones, colores y diseños programables.
Los materiales electroluminiscentes emiten luz al aplicarles corriente. Son, además, muy flexibles, maleables, y pueden tejerse en otras telas. La ventaja de estos materiales, es que pueden crear superficies que emiten luz.
El sonido, adicionalmente, puede agregarse para lograr efectos complementarios. En algunos casos pueden también utilizarse motores que combinados con otros elementos, logran dinamismo y movimiento sobre las prendas o sobre quienes las usan. Por ejemplo, un zapato con un actuador lineal podría ajustar la altura del taco a la posición deseada, y con eso dotar de algunos centímetros de más o de menos al portador.
Por otro lado, existen aleaciones de efecto térmico de memoria, o también, los polímeros electroactivos, que son materiales que se comportan de manera similar a los músculos biológicos. Estos Músculos sintéticos, pueden incluirse en los diseños para también dar movimiento autónomo a las prendas u otros dispositivos.
Para terminar, las tecnologías HUD -Head-Up Displays-, son pantallas transparentes que ofrecen un abanico de rica interacción con el usuario portador, tanto así sean utilizados en un par de anteojos, que es el caso de Google Glass, como cuando se montan directamente sobre lentes de contacto.
Cabe destacar, que varios elementos del campo de la medicina y la bioingeniería, pueden combinarse y actuar en aplicaciones específicas de salud, por ejemplo: intra-skin automatic drug delivery [6].
El Corazón, el software
El software es lo que conecta el sensado con la acción, y lo que hace que cualquier dispositivo sea finalmente útil a un propósito que puede ir desde llamar la atención o ser parte de un elemento artístico, hasta cumplir con una funcionalidad específica.
La proliferación de sistemas embebidos, single board computers, y los sistemas operativos abiertos, así como también las herramientas libres para solucionar una variedad de problemas, ofrecen un terreno fértil que puede usarse como base para diseños más elaborados y complejos, siendo el software el motor de acción interno.
La información obtenida por los sensores, puede a su vez vincularse con poderosas bases de datos o sistemas cloud de alta disponibilidad. Las herramientas actuales disponibles de Machine Learning o Big Data, pueden utilizarse para explotar esta información y crear escenarios de Personal Analytics.
Transformación digital
Los dispositivos y las tecnologías wearables son otro medio disponible para la transformación de productos tradicionales, como prendas de vestir textiles, en productos digitales con los cuales alcanzamos una interacción mucho mayor, más inteligente y, hasta incluso, quizás, más personal.
Según TransparencyMarket Research, en su informe Wearable Technology Market - Global Scenario, Trends, Industry Analysis, Size, Share And Forecast 2012 - 2018, el mercado global de Wearables podría crecer de U$S 750 millones en 2012, a U$S 5.800 millones en 2018. También apunta que el número de envíos globales de estos dispositivos, según Juniper Research, podría aumentar de 13 millones en 2013, a 130 millones en el 2018. Por otro lado, remarca que según Business Insider Intelligence, el costo de este incipiente mercado podría crecer alrededor de U$S 12.000 millones por año.
Ningún producto despegará si la gente no está dispuesta a ponérselo. Desde ese ángulo, es que el propio concepto del producto toma relevancia principal, y tendrá un futuro oscuro asegurado si no se centra en la propia persona, en su identificación general, más allá del cuerpo que lo va a usar [5]. Es más, el uso que una persona le da a un elemento tan personal que se usa sobre el cuerpo, puede no ser exactamente el que los diseñadores originalmente imaginaron. Una prenda o dispositivo que sólo funciona en la manera que se diseñó, puede no tener la adopción deseada debido a este limitante [2,4].

Prototipos
J.Lo lució recientemente un vestido de LEDs donde se transmitían directamente imágenes. Un poco inmóvil, pero con un efecto fascinante. 

A veces el diseño del producto no requiere demasiada complejidad tecnológica sino una buena idea que reutilice aquello preexistente. Las prendas de Digital Dudz vienen con un bolsillo oculto donde se coloca el celular, y bajando la aplicación adecuada para cada motivo, permiten que las imágenes de la pantalla se combinen con los diseños para darle animación al dibujo de la prenda. 

Necomimi, "orejas de gato", es una vincha que posee un par de orejas móviles, que se elevan cuando aumenta la actividad cerebral de quién la usa. El dispositivo tiene un sensor de EEG (electroencefalografía) de un solo canal, que extrae información de la señal y con eso controla la elevación de las orejas. 

Aleaciones con efecto térmico de memoria, construidas en forma de hilos o fibras, reducen su tamaño al aplicarles una corriente o calor como el vestido Vilkas de XS Labs

La pasividad también se explota: ropa reflectiva, pero con nuevas aplicaciones por parte de http://www.we-flashy.com/.

 Las pestañas postizas de Soomi Park. Poderosos LEDs se aplican directamente sobre el cuerpo para crear la sensación de ojos más vistosos.

 
Prototipo de zapatillas, Perform-o-shoes de Andrew Schneider, que sensan inercialmente el movimiento y actualizan el beat o la velocidad de reproducción de la música ¡ajustándose al poder de baile de cada persona!  

Heart Spark de Eric Boyd, es un collar que trabaja junto con una pulsera que sensa el pulso cardíaco y emite una luz en sincronía sistólica.
Argentina
Existen laboratorios universitarios que relacionan el arte con la innovación y en ese ámbito se desarrollan los wearables de la Argentina. El CEIArte de la Universidad Nacional de Tres de Febrero, está actualmente trabajando en el desarrollo de dispositivos y sensores con aplicación en el arte.
Por otro lado, la Asociación Civil para la Investigación Promoción y Desarrollo de los Sistemas Electrónicos Embebidos, y su proyecto Flagship, la CIAA: Computadora Industrial Abierta Argentina, ofrecen una plataforma de diseño y fabricación local, acercando la tecnología, y concentrando ya un numeroso grupo local que provee una masa crítica beneficiosa para la creación de un mercado de manufactura y desarrollo interno.
Además, varias empresas comienzan a recorrer caminos alternativos y  a generar proyectos internos y/o con clientes para ofrecer y dominar estas tecnologías.
Desde Baufest trabajamos activamente en nuestros desarrollos internos, vinculándonos con numerosos proyectos finales que tienen nuestros propios empleados. Además, nos mantenemos en contacto permanente con nuestros clientes, lo cual nos permite detectar posibles escenarios de uso de estas mismas soluciones.

Más Productos
·         http://www.shapeways.com/
·         http://n-e-r-v-o-u-s.com/
·         http://www.shimmersensing.com/
·         http://3lectromode.com/
·         https://zackees.com/
·         http://cutecircuit.com/
·         Sony SmartWig
·         Epson Moverio
·         https://getpebble.com/
·         http://www.fitbit.com/
·         http://www.necomimi.com/
·         Adafrut Flora
·         https://www.aniomagic.com/
·         Sparkfun's Wearables
·         http://www.xslabs.net

Referentes
  • Matthew Steinberg: matthew.steinberg@gosense-wireless.com
  • Francisco Andrade: franciscojavier.andrade@urv.cat : Desarrollo de sensores, adquisición de datos, Dr. Santi Macho: interfaz electrónica.
  • María José Sanchez: Innovation Hub
  • Hernán Gil: Especialista Técnico del Departamento de Innovación de Baufest

Libros de culto
  • Kate Hartman, Make: Wearable Electronics: Design, prototype, and wear your own interactive garments, ISBN 978-1-4493-3651-6.
  • Sabine Seymour, “Fashionable Technology”
  • Sabine Seymour, “Functional Aesthetics”
  • Syuzi Pakchyan "FashioningTech”
  • T. Olsson, D. Gaetano, J. Odhner, and S. Wiklund, “Open Softwear”
  • Otto von Busch “Becoming Fashion-able” 

Publicaciones
[1]Lamontagne, Valérie. "Open wearables: Crafting fashion-tech." Nordes 1.5 (2013).
[2]”Wearable Computing”, Hong, Jason ; Baker, Mary Pervasive Computing, IEEE Volume: 13 , Issue: 2 DOI: 10.1109/MPRV.2014.39 Publication Year: 2014 , Page(s): 7 - 9 IEEE JOURNALS & MAGAZINES
[3]“Gaming the System: Edward Thorp and the Wearable Computer that Beat Vegas.”
[4]”Are Wearables Really Ready to Wear?” Pedersen, I. Technology and Society Magazine, IEEE Volume: 33 , Issue: 2 DOI: 10.1109/MTS.2014.2319911 Publication Year: 2014 , Page(s): 16 - 18 IEEE JOURNALS & MAGAZINES
[5] “Terry O'Shea on the Function, Fashion, and Future of Wearables Baker, Mary Pervasive Computing”, IEEE Volume: 13, Issue: 4 DOI: 10.1109/MPRV.2014.76 Publication Year: 2014, Page(s): 16 - 19 IEEE JOURNALS & MAGAZINES
     [6] “Microneedle-mediated Transdermal and Intradermal Drug Delivery”, Ryan F. Donnelly, Thakur Raghu Raj Singh, Desmond I. J. Morrow, A. David Woolfson, Wiley-Blackwell, 2012

Libros técnicos
  • Arduino Wearables, Authors: Tony Olsson,ISBN: 978-1-4302-4359-5
  • Electronic textiles: A platform for pervasive computing, D Marculescu, R Marculescu, NH Zamora… - Proceedings of the …, 2003 - ieeexplore.ieee.org 

Otros
  • Wearable Computing from Jewels to Joules, Baker, Mary ; Hong, Jason ; Billinghurst, Mark Pervasive Computing, IEEE Volume: 13 , Issue: 4 DOI: 10.1109/MPRV.2014.81 Publication Year: 2014 , Page(s): 20 - 22 IEEE JOURNALS & MAGAZINES
  • Wearables that Work: Getting it Right the First Time, Craig Hillman IoT Summit, 2015
  • Firefighters get life-saving wearables, Chong, T. Spectrum, IEEE Volume: 51 , Issue: 10 DOI: 10.1109/MSPEC.2014.6905476 Publication Year: 2014 , Page(s): 22 IEEE JOURNALS & MAGAZINES
  • Asim Smailagic, Holger Kenn, "New Advances in Wearable Computing," IEEE Pervasive Computing, vol. 10, no. 4, pp. 96-100, October-December, 2011
  • Roggen, Daniel; Perez, Daniel Gatica; Fukumoto, Masaaki; van Laerhoven, Kristof, "ISWC 2013--Wearables Are Here to Stay," Pervasive Computing, IEEE , vol.13, no.1, pp.14,18, Jan.-Mar. 2014 doi: 10.1109/MPRV.2014.11 

   Imágenes
  • Kate Hartman, Make: Wearable Electronics: Design, prototype, and wear your own interactive garments, ISBN 978-1-4493-3651-6

Más links



Autor:
Rodrigo Ramele
Mobile Dev Lead