Desarrollo de prototipos Wearable

Definición de prototipos wearables innovadores, beneficios, riesgos y tendencias.

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¿Qué es un dispositivo wearable?

Los dispositivos wearable son artilugios electrónicos diseñados y desarrollados para ser portados junto al cuerpo de una persona o animal de forma continua. Los prototipos wearables pueden captar, procesar y transmitir datos útiles.

Dispositivos IoT que no son Wearable

Todos los dispositivos que captan, procesan y transmiten datos, no son wearables. Para que sea un producto wearable, debe estar pensado para ser portado de forma continua.

Por ejemplo, una máquina de comida para mascotas, dispensa la comida, analiza datos y los comparte con los dueños. No es un producto wearable porque no está diseñado para que el animal lo lleve puesto.

Arquitectura de los productos wearables.

El objetivo funcional común de los productos wearables es captar, procesar y transmitir datos que puedan brindar información relevante a los usuarios.

Para conseguir estas funciones en un prototipo wearable se requiere una arquitectura con 3 partes esenciales: Hardware, Firmware, y Software.

Hardware necesario para dispositivos wearables

Sensores y actuadores: Consiste en la selección de componentes capaces de captar señales del humano o animal monitorizado. Por ejemplo, pulsómetros, sensores de temperatura, y sensores de aceleración. El hardware de un wearable también puede estar conformado por actuadores, en este caso son componentes preparados para “actuar” en diferentes escenarios. Por ejemplo, puntos led y altavoces.

Microcontrolador: El microprocesador de un producto wearable es el encargado de procesar los datos captados por los sensores. Además se encarga de la gestión de comunicación de datos para que sean extraídos del dispositivo de la forma más eficiente.

Módulos de comunicación: Los módulos de comunicación hardware de prototipos wearables, son los componentes encargados de permitir el intercambio de datos. constituyen el puente para que los datos captados y procesados puedan obtenerse en el destino, ya sea en la nube o en un smartphone

Alimentación y energía: La gestión energética de un dispositivo wearable es un punto crítico en su diseño hardware. Los prototipos wearables son, por naturaleza, portátiles. Deben permanecer sobre el sujeto o animal analizado y por ello su ergonomía es clave. Las funciones de medición y comunicación continua de datos, exigen un equilibrio entre funcionalidad y energía utilizada que también representa un reto crítico en el proceso.

Firmware: El firmware o software de bajo nivel convive en el microprocesador. Se trata de un programa que conserva la lógica de funcionamiento y coordinación de todos los componentes hardware que conforman el prototipo wearable.

Aplicaciones Wearable: Las app wearable son interfaces intuitivas pensadas para aportar valor a los usuarios, teniendo en cuenta la información captada in situ por el producto wearable.

Las labores de procesamiento de datos pueden ser delegadas en la lógica Firmware o bien traerse a las aplicaciones wearables, esta decisión supone un análisis de cada caso.

En el concepto de software para wearable, también se incluyen configuraciones necesarias en la nube y software de comunicación tipo APIs que son muy comunes en ese tipo de aplicaciones.

Categorías comunes de prototipos wearables

Dispositivos Wearables de uso personal.

Smartwatches wearables: La mayoría de los relojes inteligentes son productos wearables con capacidad de monitorizar datos como: actividad física, ritmo cardiaco, oxígeno y calidad del sueño. Algunos de estos parámetros se miden vía sensores hardware, mientras otros se obtienen a través de la combinación de las señales captadas.

Bandas wearables: Las famosas smartbands, son dispositivos wearables diseñados para mantener monitorizados parámetros de actividad y salud. En una sociedad cada vez más comprometida con el cuidado personal, este wearable ha encontrado una gran oportunidad.

Wearables deportivos: Los dispositivos wearables deportivos son una fusión entre dispositivos de monitorización de salud y actividad, aunque los más modernos son capaces de actuar sobre las mejoras del usuario en determinados deportes.

Wearables de seguridad: La posibilidad de incluir sensores y actuadores en prototipos wearables, ha puesto en el foco de innovación, el desarrollo de prototipos wearables para identificar situaciones de riesgo en grupos vulnerables, así como reaccionar con comunicación del evento y alarmas in situ.

Ejemplos de wearable deportivo para pádel

Se trata de una pulsera capaz de monitorizar parámetros básicos de actividad y salud. Como punto clave de innovación, la banda inteligente para pádel, analiza en tiempo real el movimiento de los jugadores, los analiza y construye diagnósticos personalizados y prácticas para que mejoren su eficacia deportiva.

Ejemplos de wearable de seguridad personal

En este caso el prototipo wearable gestiona un modelo inteligente de procesamiento de voz, capaz de identificar comandos de voz personalizados que a su vez, clasifican en nivel de riesgo de ciertos eventos. La activación del sistema de alarma con una palabra, permite la activación de alertas y recogida de pruebas que disuaden el evento a la vez que conserva y transmite información sobre el mismo.

Productos wearables de uso médico

Cada vez son más frecuentes los productos wearables enfocados en el diagnóstico continuo. La monitorización continua y procesamiento de datos cada vez mejor estructurados, permite diagnósticos tempranos y mucho más efectivos.

Parches inteligentes para detección de fiebre

Se trata de productos wearables médicos ergonómicos, que permiten detectar cambios de temperatura que puedan representar riesgos para los pacientes, ahorrando tiempo y esfuerzo del material sanitario, a la vez que evitando molestias innecesarias a los pacientes.

Dispositivos para predicción y alertas de caídas.

Algunos productos wearables compiten por la identificación de caídas provocadas por múltiples factores, especialmente en pacientes de epilepsia o personas mayores. Actualmente conocemos de cerca prototipos wearable que no solo se enfocan en la identificación y comunicación del evento, sino que al monitorizar datos de actividad en la persona de forma continua, son capaces de identificar comportamientos físicos y movimientos que permiten predecir la caída, para que los usuarios puedan tomar medidas correctivas previas al evento.

Dispositivos wearables para detección de cardiopatías.

La monitorización del funcionamiento del corazón en diferentes escenarios y momentos del día, es clave para la identificación de anomalías en etapas muy tempranas. Además de las bandas inteligentes para monitorización de parámetros de salud, también aparecen dispositivos médicos más precisos, capaces de monitorizar pero también de procesar y transmitir datos en tiempo real a profesionales de la salud.

Productos wearables sanitarios para embarazadas

Elegir el momento de trasladarse al hospital en la etapa final del embarazo, no siempre es tan intuitivo, sobre todo para las madres primerizas. Existen cinturones médicos o bandas elásticas, capaces de medir las pulsaciones del bebé a la vez que medir la intensidad de las contracciones. Estos dispositivos son capaces de combinar estos datos para identificar y transmitir alertas que permiten activar los protocolos de atención cuando son realmente necesarios.

Prototipos de wearables textiles

La industria del calzado y ropa deportiva está en plena evolución con el desarrollo de productos wearables textiles. La inclusión de tecnología en los tejidos, ha sido un escenario perfecto para prototipos wearables textiles que miden parámetros de salud y estimulan puntos muy concretos, para conseguir terapias correctivas muy efectivas.

Bandas de análisis durante procesos quirúrgicos.

El prototipo wearable de análisis de mascotas anestesiadas, permite a los veterinarios mantener una monitorización efectiva del estado de inconsciencia del animal durante procesos de cirugía. Esta monitorización en tiempo real permite una dosificación efectiva y segura de anestesia.

Termómetro para mascotas

En Let´s Prototype hemos desarrollado un termómetro para mascotas, que permite una monitorización continua del estado de actividad física del animal, temperatura ambiente y temperatura del pelaje de las mascotas. El procesamiento de estos datos es clave para prever situaciones de riesgo y alertar a los dueños con tiempo suficiente para evitar problemas serios en la salud del animal.

Prototipos wearables útiles para la industria.

La participación activa en determinados puestos de trabajo puede representar riesgos para las personas. Estos riesgos pueden minimizarse a través de la monitorización continua de parámetros en la persona o de su entorno más inmediato.

Cascos de seguridad wearables

Se trata de dispositivos de protección que, sin perder su capacidad protectora, son capaces de monitorizar situaciones de riesgo, emitir localización de las personas incluso poder medir la magnitud del riesgo sin haber accedido al rescate de la persona.

Chalecos wearables para seguridad.

Los chalecos sensorizados permiten la medición de temperatura e identificación de determinados tóxicos que podrían poner en riesgo a las personas. Estos chalecos no solo tienen la capacidad de medir señales y procesarlas, sino que comunican a servicios de emergencia y contactos predefinidos el evento de riesgo.

Riesgos de los dispositivos wearable y normativa de protección de datos.

Los dispositivos wearables miden y gestionan información personal y datos sensibles como: frecuencia cardiaca, localización, actividad física o la saturación de oxígeno. Estos datos son clasificados como datos de riesgo según leyes de protección de datos.

El desarrollo de prototipos wearables no solo representan un reto tecnológico, sino que las decisiones que se toman en el ciclo de innovación, también son críticas para el futuro producto y su adaptación al marco legal vigente.

¿Cuáles son los riesgos reales sobre los datos de un wearable?

Los productos wearables miden las señales, procesan la información y la transmiten. Teniendo en cuenta su propio concepto o principio funcional, pueden identificarse varios puntos de riesgo sobre la confidencialidad y finalidad de los datos. La transmisión de datos y su lugar de almacenamiento, son los procedimientos más vulnerables.

Acceso a la información por personas no autorizadas.
Riesgos de intercepción de datos en el proceso de transmisión.
Riesgos de violación de espacios de almacenamiento. (Servidores)
Uso comercial por partes no autorizadas.

Principales leyes de protección de datos para Wearables.

Los protocolos de protección de datos captados, procesados y transmitidos por productos wearables quedan enmarcados en las leyes más robustas o restrictivas de protección de datos del mundo. Es muy recomendable, en el proceso de ingeniería previa a la fabricación del prototipo wearable, estudiar el marco regulatorio de:

GDPR. Ley de protección e datos de Europa

La ley de protección de datos que afecta a la unión europea, es sin duda la más restrictiva internacionalmente.

En este marco legal, se exige que un producto wearable debe garantizar que los usuarios den un consentimiento explícito para que se pueda ejercer la medida, procedimiento y transmisión de sus datos.

Las empresas de wearables en Europa, deben garantizar el derecho de destrucción u olvido de datos, así como garantizar un diseño o arquitectura tecnológica segura para los datos.

HIPAA. Ley de protección de datos en Estados Unidos.

Es cierto que la Ley de protección de datos americana, es menos restrictiva que la Europea de forma general. En cambio, sus restricciones ponen el foco en el tratamiento de datos que puedan ser considerados “información médica”.

En este sentido, los wearables que se dispongan a monitorizar información médica y traten estos datos, deben estar diseñados conforme a estas restricciones.

CCPA. Ley de protección de datos en California.

California es el estado dentro del territorio de USA que más acentúa la importancia de la protección de datos. Reflejo de ello es la CCPA, conocida ley de protección de datos de California. Esta ley guarda especial relación con la Unión Europea, ya que no solo describe puntos críticos de la protección de datos considerados “de salud” sino que también describe restricciones conforme a los datos de los usuarios.

Buenas prácticas para desarrollar prototipos wearables conforme a la ley.

Sin ánimo de excluir otras normas relevantes que pueden afectar el uso seguro de los dispositivos Wearables. Como puede ser el marcado CE y homólogos en Estados Unidos, es cierto que el tratamiento de datos, es uno de los marcos regulatorios más actuales y que ponen el foco sobre el funcionamiento de los dispositivos wearables.

El marco regulatorio a cumplir en un prototipo wearable, debe tenerse en cuenta desde el diseño del hardware hasta la elección de protocolos de seguridad a contemplar en software de bajo nivel (Firmware) o en las Aplicaciones Wearables.

Estas son algunas prácticas muy recomendables:

Cifrado extremo a extremo entre los puntos de captación de señales y elementos receptores y de almacenamiento.
Redacción y exposición de políticas transparentes sobre el uso de los datos.
Capacidad de procesamiento in situ y programación de lógicas que eviten el almacenamiento de datos innecesarios.
Garantizar accesibilidad, paralización del monitoreo o destrucción de datos desde las interfaces más intuitivas para el usuario.

5 errores más comunes sobre dispositivos wearables.

Error Nº1 Utilizar estructuras hardware no controladas

Muchas empresas de desarrollo de productos wearables no incorporan capacidad de diseño electrónico en su equipo. Esta carencia les motiva a utilizar dispositivos hardware preexistentes. La falta de control sobre el hardware, impide en muchas ocasiones llegar a soluciones óptimas para las funciones para la que está diseñado el wearable.

Error Nº2 Recopilar más información de la necesaria.

La propuesta de valor de un dispositivo wearable debe ser clara y coherente. Es clave captar los datos exclusivos que permiten obtener esta información. Captar más datos de los necesarios, incrementa el nivel de riesgo y exigencias de cara a la normativa.

Error Nº3 Ignorar la seguridad desde el diseño.

La elección de componentes y planificación del proceso de programación del firmware, así como de las aplicaciones wearables que gestionará el usuario, deben estar pensadas de forma que garanticen máxima seguridad a la vez comunicación entre ellas. Elegir de forma errónea en cualquiera de estos niveles (Hardware o software) arrastrará errores durante el futuro del producto.

Error Nº4 No proteger la propiedad industrial del Wearable desde la arquitectura.

Existe un debate importante sobre la posibilidad de registrar patentes de productos wearables. Independientemente de la protección pública, se pueden tomar medidas de protección desde la arquitectura del wearable. Por ejemplo, implementando un protocolo de instalación y actualización de firmware definitivo a través de protocolos OTA.

Error Nº5 No valorar el proceso de estudio.

En todos los procesos de desarrollo de producto, es un error crítico pasar al prototipado sin un estudio riguroso de ingeniería. En el caso de los prototipos Wearable, como existen claros antecedentes, es muy frecuente que los inventores o startups decidan saltar el paso de investigación y desarrollo.

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