Los wearables CUTE podrían cambiar pronto nuestras interacciones con productos de consumo

Un equipo de ingenieros innovadores de Zúrich presentó recientemente un nuevo sistema sensorial háptico que podría revolucionar la forma en que las personas se comunican con la electrónica. Durante años, la electrónica ha dependido de un sistema háptico basado en actuadores de una o dos etapas. Piensa en el zumbido de tu teléfono cuando está en modo silencioso. Los wearables CUTE planean ampliar estas capacidades y crear dispositivos electrónicos que utilicen tu piel como medio de comunicación.

Los wearables, los juegos y otros dispositivos electrónicos aprovechan la retroalimentación háptica para notificarte ciertas condiciones. El método más común para proporcionar retroalimentación háptica en la electrónica es usar actuadores. Estos pequeños motores pueden activarse y desactivarse para generar vibraciones cuando se necesiten.

Este enfoque es eficaz para notificarte, pero no aprovecha al máximo el hecho de que la piel es el órgano más grande de tu cuerpo. Está llena de receptores sensoriales y puede distinguir entre un toque suave y un pellizco. Por lo tanto, las capacidades perceptivas de la piel van mucho más allá de la simple vibración que tu teléfono produce al recibir una llamada. Al reconocer una oportunidad perdida, los ingenieros se han propuesto crear un sensor háptico capaz de múltiples tipos de interacciones.

Estudio de CUTE Wearables

El estudio “Dispositivos portátiles cutáneos electrohidráulicos (CUTE) para señales hápticas agradables de ancho de banda amplio”¹ se publicó en Advanced Science este mes. Este estudio profundiza en el concepto de utilizar músculos artificiales electrostáticos autorreparables amplificados hidráulicamente (HASEL) para crear dispositivos hápticos más capaces.

Los wearables CUTE pueden hacer más que proporcionar el molesto zumbido que se encuentra en la electrónica actual. El estudio muestra una arquitectura de sistema y un nuevo wearable que ofrece varias sensaciones táctiles, incluyendo compresión, golpeteo, fricción y más.

Fuente – Advanced Science

El sensor accionado eléctricamente puede comunicar una gran variedad de sensaciones que resultaron ser más agradables que el zumbido tradicional. Por ejemplo, imagina enviar a alguien un pellizco a través de las redes sociales, y que lo sienta de repente en la vida real. Ahora, lleva el concepto más allá e imagina compartir tu latido del corazón con un ser querido al otro lado del planeta.

Actuador Suave

Para crear una sensación de tacto realista y vívida, los ingenieros utilizaron actuadores suaves electrohidráulicos de tipo ‘zipping’. Los dispositivos emplean una carcasa termoplástica rellena de un dieléctrico líquido que les permite mantenerse flexibles. En cada lado de la carcasa, los electrodos hacen que la superficie se deforme y cambie cuando se aplica corriente, acercándose al centro del dispositivo. Específicamente, el equipo logró una carrera de actuación de 2,44 mm.

Cabe destacar que el wearable CUTE aprovecha una pila de diez bolsas de actuadores para mejorar la potencia y las capacidades de actuación. Los actuadores de pequeño tamaño son eficientes energéticamente y permiten que el dispositivo personalice la retroalimentación háptica para satisfacer una amplia gama de requisitos.

Prueba de CUTE Wearables

Los ingenieros probaron su dispositivo wearable CUTE en una variedad de métricas. El equipo comenzó reuniendo a 14 participantes no relacionados para evaluar el reconocimiento de cada sensación háptica. El grupo se dividió en 7 mujeres y 7 hombres con edades entre 22 y 52 años.

Cada participante se sentó en una silla cómoda. Su mano no dominante se apoyó en un reposabrazos, y se utilizó una pantalla, un ratón inalámbrico y auriculares con cancelación de ruido para eliminar cualquier interferencia externa. Luego, los ingenieros comenzaron a comunicarse usando retroalimentación háptica.

Después de cada señal, se pidió a los participantes que determinaran qué patrón de voltaje coincidía mejor con la retroalimentación háptica. En total, se utilizaron seis señales hápticas con frecuencias que iban de 0 a 200 Hz. Cada señal duraba aproximadamente 6 s.

Después de escuchar la señal, el participante seleccionó cómo le había parecido en una tabla emocional. Esta parte de la prueba ayudó a los ingenieros a determinar que los wearables CUTE brindan una experiencia cómoda. Cabe destacar que la única retroalimentación háptica que se clasificó como molesta fue la tradicional que se encuentra en tu teléfono móvil.

Resultados de la Prueba de CUTE Wearables

Los resultados de la prueba fueron impresionantes. Los ingenieros descubrieron que el 97,9 % de los participantes pudieron determinar con precisión cada una de las seis señales con poco esfuerzo. Cabe destacar que seis de los evaluados lograron una puntuación perfecta, lo que significa que podían comunicar diversas sensaciones, desde la relajación hasta la excitación, usando el dispositivo. De manera impresionante, se encontró que el dispositivo es capaz de generar fuerzas superiores a 2,3 N a distancias de +8,0 mm.

Beneficios de los CUTE Wearables

Muchos beneficios podrían convertir a un sistema háptico más complejo y capaz en un factor de cambio. Imagina poder saber quién está llamando sin mirar, basándote en la vibración o sensación que recibes del sensor. La capacidad de ofrecer sensaciones táctiles diversificadas permite a los ingenieros crear aplicaciones más inmersivas y útiles.

Compacto

Otro motivo importante por el que muchas personas consideran esta investigación crucial para crear la electrónica del mañana es que la mayoría de los sistemas hápticos actuales dependen de actuadores pesados. Esta necesidad limita el tamaño de los dispositivos electrónicos capaces de retroalimentación háptica y aumenta su peso total. La arquitectura de los wearables CUTE elimina este problema al crear un sensor de retroalimentación compacto y personalizado que puede soportar los wearables más pequeños.

Cómodo

La comodidad es uno de los aspectos principales que muchos ingenieros de wearables parecen olvidar. Nadie quiere estar incómodo todo el día, incluso si eso permite recibir llamadas desde la muñeca. Los wearables CUTE tienen un diseño ergonómico y materiales diseñados para sentirse como la piel humana. Además, estos dispositivos no se calientan, incluso tras un uso prolongado. Por lo tanto, son ideales para wearables de uso prolongado y otras aplicaciones donde las opciones ligeras son las mejores.

Silencioso

Otro beneficio importante de los wearables CUTE es que están diseñados para ser silenciosos. Tu teléfono puede estar en modo silencioso, pero todos pueden sentir la vibración en tu bolsillo. Además, aún tendrás que sacarlo para ver quién llama, o mirar tu smartwatch. Los wearables CUTE eliminarían este misterio al permitir crear retroalimentación háptica especial para cada llamante. Este enfoque brinda mayor discreción cuando se necesita.

Seguro

La seguridad es la principal preocupación para los usuarios y desarrolladores de wearables CUTE. Estos dispositivos cuentan con una serie de elementos de diseño y protecciones para garantizar que no tengas que preocuparte por electrocución, incendios u otros riesgos posibles. Por ejemplo, los wearables CUTE incorporan una membrana elastomérica y utilizan encapsulación de actuadores para evitar cualquier peligro al usuario. Además, el dispositivo solo emplea electrodos de baja resistencia, reduciendo aún más el riesgo de descargas.

Eficiente en Energía

Uno de los mayores beneficios de la tecnología wearable CUTE es su eficiencia energética. La unidad probada mostró que solo requería 3,0 mW al mantener una posición extendida. Este bajo consumo de energía significa que se pueden usar más actuadores en los proyectos. Además, los wearables CUTE tienen una mayor duración de batería, lo que los hace ideales para los wearables de próxima generación que estarán listos para salir al mercado en los próximos meses.

Aplicaciones de los CUTE Wearables

Además de poder alimentar sistemas wearables ligeros que ofrecen respuestas táctiles y comunicación más avanzadas, existen varias otras aplicaciones en las que esta tecnología podría mejorar. Por ejemplo, esta tecnología podría integrarse en sistemas de realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR) para realzar el realismo.

También podría servir como medio para proporcionar indicaciones no visuales a conductores o incluso a personas con discapacidad visual. Imagina tu wearable inteligente golpeándote en el lado derecho de la muñeca para indicar que debes girar a la derecha, o apretando tu muñeca, haciéndote saber que te acercas a la salida que necesitas.

Sistemas de Seguridad

Otro escenario de uso sería crear sistemas de alerta de seguridad que incluyan retroalimentación táctil. Estos sistemas serían ideales para entornos ocupados y ruidosos que requieren monitorear métricas complejas. En el futuro, un simple pellizco en la muñeca podría indicar a un inspector de seguridad que debe cerrar una válvula u otras acciones.

Investigadores de los CUTE Wearables

La investigación del estudio de los wearables CUTE se llevó a cabo en el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes. Específicamente, el Departamento de Inteligencia Háptica se encargó de hacer funcional el dispositivo. Contaron con la ayuda de Katherine J. Kuchenbecker, así como del Departamento de Materiales Robóticos. Ahora, el equipo busca expandir su creación y explorar qué otros escenarios de uso pueden lograrse.

Empresas que podrían introducir la tecnología CUTE Wearables y prosperar

Varias empresas podrían beneficiarse de los detalles de este estudio. Desde fabricantes de smartwatches y teléfonos hasta fabricantes de automóviles inteligentes y ropa, existen numerosos casos de uso para esta tecnología. Aquí hay una empresa que podría obtener beneficios inmediatos al integrarla.

Garmin

Garmin (GRMN ) ingresó al mercado como proveedor de sistemas de navegación en 1989. Originalmente llamado ProNAV, los fundadores de la empresa, Gary Burrell y Min Kao, comenzaron enfocándose en la aviación y la actividad marítima. Diez años después, su tecnología había avanzado lo suficiente como para ser viable en dispositivos de mano creados para el conductor promedio.

Garmon es un proveedor líder de GPS y uno de los nombres más reconocidos en la industria. Ha ampliado su oferta para incluir wearables, rastreadores de fitness, rastreadores para perros y mucho más. La integración de un sistema de retroalimentación CUTE wearables podría abrir la puerta a dispositivos más capaces y fáciles de usar.

Cabe destacar que Garmin ha realizado varias adquisiciones importantes desde su lanzamiento. Cada adquisición ha añadido a las capacidades de wearables de la empresa. En consecuencia, hoy se encuentra entre los tres principales fabricantes de smartwatches del mundo. Por lo tanto, los analistas pronostican que la compañía continuará creciendo a medida que el mercado de wearables se expanda.

CUTE Wearables – Una Nueva Forma de Comunicar

El concepto de los wearables CUTE es una mejora importante de un sistema que no ha experimentado muchos cambios en décadas. Piénsalo, los buscapersonas tenían una función de vibración similar a la de los smartphones más avanzados de hoy. Gracias a este ingenioso equipo de investigadores, tus dispositivos electrónicos pronto podrán enviarte comunicaciones discretas, complejas y fácilmente reconocibles, usando nada más que el tacto.

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Referencia del Estudio:

^{1. Sanchez-Tamayo, N., Yoder, Z., Rothemund, P., Ballardini, G., Keplinger, C., & Kuchenbecker, K. J. (2024). Cutaneous electrohydraulic (CUTE) wearable devices for pleasant broad-bandwidth haptic cues. Advanced Science, 11(48), 2402461. https://doi.org/10.1002/advs.202402461}