Aros "inteligentes": Pueden monitorear la temperatura, el estrés y más

Las personas cada vez monitorean más las funciones de sus cuerpos con accesorios "inteligentes". Relojes y anillos rastrean signos vitales, mientras que ciertos anteojos ahora vienen con cámaras y micrófonos. La tecnología para llevar puesta incluso ha llegado a los broches. Sin embargo, ciertos accesorios aún no han adoptado la tecnología inteligente.

La temperatura corporal es un signo vital importante que puede indicar fiebre y se sabe que está correlacionada con actividades como comer, hacer ejercicio y el estrés. Sin embargo, el monitoreo continuo de la temperatura plantea un desafío significativo.

Investigadores de la Universidad de Washington en Seattle han presentado los pendientes térmicos, un dispositivo inalámbrico que monitorea continuamente la temperatura del lóbulo de la oreja de un usuario. El prototipo tiene aproximadamente el tamaño y el peso de un sujetapapeles pequeño y tiene una duración de batería de 28 días. Aún no está disponible una versión comercial.

El pendiente podría personalizarse con gemas o diseños de moda hechos de resina sin afectar negativamente su precisión. Un clip magnético sujeta un sensor de temperatura a la oreja del usuario, mientras que otro sensor cuelga a unos dos centímetros y medio debajo de él para estimar la temperatura ambiente.

En un estudio de usuarios, el pendiente superó a un reloj inteligente al detectar la temperatura de la piel durante períodos de descanso. También mostró promesa para monitorear signos de estrés, alimentación, ejercicio y ovulación.

Publicaron sus hallazgos en las Actas de la ACM sobre Tecnologías Interactivas, Móviles, Vestibles y Ubicuas bajo el título "Pendiente Térmico: Pendiente Inalámbrico de Baja Potencia para la Detección Longitudinal de la Temperatura del Lóbulo de la Oreja".

Un desafío de ingeniería

"Llevo un reloj inteligente para hacer un seguimiento de mi salud personal, pero he encontrado que muchas personas piensan que los relojes inteligentes son poco elegantes o voluminosos e incómodos", dijo la coautora principal Qiuyue (Shirley) Xue, estudiante de doctorado en la Escuela de Ciencias de la Computación e Ingeniería de la universidad. "También me gusta llevar pendientes, así que empezamos a pensar en las cosas únicas que podemos obtener del lóbulo de la oreja. Descubrimos que detectar la temperatura de la piel en el lóbulo, en lugar de en la mano o la muñeca, era mucho más preciso. También nos dio la opción de que parte del sensor cuelgue para separar la temperatura ambiente de la temperatura de la piel".

Crear un dispositivo portátil lo suficientemente pequeño como para pasar desapercibido como un pendiente, pero lo suficientemente resistente como para que los usuarios solo tengan que cargarlo cada varios días, presentó un desafío de ingeniería.

"Es un equilibrio complicado", dijo la coautora principal Yujia (Nancy) Liu, quien era estudiante de maestría en el departamento de ingeniería eléctrica y computación cuando realizó la investigación y ahora está en la Universidad de California en San Diego. "Normalmente, si quieres que la energía dure más tiempo, deberías tener una batería más grande, pero luego sacrificas el tamaño. Hacerlo inalámbrico también requiere más energía".

El equipo hizo el consumo de energía del pendiente lo más eficiente posible, al mismo tiempo que dejaba espacio para un chip Bluetooth, una batería, dos sensores de temperatura y una antena. En lugar de emparejarlo con un dispositivo, lo cual consume más energía, el pendiente utiliza el modo de publicidad de Bluetooth, es decir, las transmisiones que un dispositivo emite para mostrar que se puede emparejar. Después de leer y enviar la temperatura, entra en un modo de suspensión profunda para ahorrar energía.

Debido a que la temperatura continua del lóbulo de la oreja no ha sido ampliamente estudiada, el equipo también exploró posibles aplicaciones para guiar futuras investigaciones. En cinco pacientes con fiebre, la temperatura promedio del lóbulo de la oreja aumentó en 5.92 grados Celsius en comparación con las temperaturas de 20 pacientes sanos, lo que sugiere el potencial del pendiente para el monitoreo continuo de la fiebre.

"En medicina, a menudo monitoreamos las fiebres para evaluar la respuesta a la terapia, por ejemplo, para ver si un antibiótico está funcionando en una infección", dijo el coautor Dr. Mastafa Springston, instructor clínico en el departamento de medicina de emergencia de la Escuela de Medicina de la universidad. "El monitoreo a largo plazo es una forma de aumentar la sensibilidad de capturar las fiebres, ya que pueden subir y bajar a lo largo del día".

Mientras que la temperatura corporal central se mantiene generalmente relativamente constante fuera de una fiebre, la temperatura del lóbulo de la oreja varía más, presentando varios usos novedosos para el pendiente térmico. En pequeñas pruebas de concepto, el pendiente detectó variaciones de temperatura correlacionadas con la ingesta de alimentos, el ejercicio y el estrés. Cuando se probó en seis usuarios en reposo, la lectura del pendiente varió en promedio 0.32 °C, ubicándose dentro del rango de 0.28 °C a 0.56 °C necesario para el seguimiento de la ovulación y el ciclo menstrual; un reloj inteligente varió en 0.72 °C.

"Los dispositivos vestibles actuales como el Apple Watch y el Fitbit tienen sensores de temperatura, pero solo brindan una temperatura promedio para el día, y sus lecturas de temperatura desde las muñecas y las manos son demasiado inexactas para rastrear la ovulación", dijo Xue, "así que queríamos explorar aplicaciones únicas para el pendiente, especialmente aplicaciones que podrían ser atractivas para las mujeres y cualquier persona que se preocupe por la moda".

Si bien los investigadores encontraron varias aplicaciones potenciales prometedoras para el pendiente térmico, sus hallazgos eran preliminares ya que el enfoque estaba en la variedad de usos potenciales. Necesitan más datos para entrenar sus modelos para cada caso de uso y realizar pruebas más exhaustivas antes de que el dispositivo pueda ser utilizado por el público. Para futuras iteraciones del dispositivo, Xue está trabajando en integrar la monitorización de la frecuencia cardíaca y la actividad. También está interesada en posiblemente alimentar el dispositivo con energía solar o cinética proveniente del movimiento del pendiente.

"Eventualmente, quiero desarrollar un conjunto de joyas para el monitoreo de la salud", dijo Xue. "Los pendientes detectarían la actividad y métricas de salud como la temperatura y la frecuencia cardíaca, mientras que un collar podría servir como un monitor de electrocardiograma para obtener datos más efectivos sobre la salud del corazón".