Los dispositivos portátiles pueden registrar cada vez más información sobre nuestro cuerpo, pero siguen teniendo una limitación bastante básica: necesitan energía.
Un equipo de ingenieros de la Universidad Rutgers, en Estados Unidos, decidió atacar ese problema directamente. Su prototipo de zapatilla inteligente utiliza la energía generada al caminar o correr para alimentar los componentes electrónicos encargados de analizar el movimiento.
El objetivo es desarrollar dispositivos capaces de realizar un seguimiento prolongado de la marcha sin depender constantemente de una batería recargable.
Cada pisada se convierte en electricidad
El sistema aprovecha el efecto triboeléctrico, un fenómeno relacionado con la electricidad estática que aparece cuando determinados materiales entran en contacto y se separan.
Los componentes encargados de generar energía están situados en la zona del talón. Cada vez que el usuario pisa, la presión y el movimiento producen pequeños pulsos eléctricos.Como esa electricidad aparece de manera irregular, los investigadores desarrollaron un circuito específico para convertirla en energía aprovechable por los sensores y el procesador. Según Rutgers, este sistema consiguió aumentar hasta 120 veces la cantidad de energía utilizable frente a un método convencional.
Incluso al caminar lentamente, las pruebas realizadas en laboratorio generaron suficiente electricidad para mantener funcionando el sistema completo. Una IA que funciona dentro de la zapatillaEl prototipo incorpora un acelerómetro que registra el movimiento del pie en tres ejes.
Un pequeño procesador analiza esos datos directamente en el calzado mediante inteligencia artificial y clasifica segmentos de 15 segundos en cuatro actividades: caminar lentamente, caminar rápido, correr o subir escaleras.La primera versión del algoritmo analizaba 21 características del movimiento y alcanzó una precisión del 98,1%, pero necesitaba más memoria de la disponible.Los investigadores simplificaron entonces el modelo.
La versión final consiguió una precisión del 95,4%, funciona unas 15 veces más rápido y utiliza aproximadamente una sexta parte de la corriente que requería el sistema original.
El sensor y el algoritmo consumen conjuntamente apenas 86 microwatts.
El objetivo está en la salud
La forma de caminar puede aportar información sobre equilibrio, velocidad, longitud del paso o ritmo.
Los investigadores consideran que, con futuros estudios, sistemas similares podrían ayudar a seguir cambios relacionados con Parkinson, lesiones cerebrales, lesiones de médula espinal o procesos de rehabilitación.La ventaja sería poder estudiar esos movimientos durante la vida cotidiana y no solamente durante una breve evaluación clínica. Sin embargo, todavía queda bastante camino por recorrer.
El prototipo fue probado únicamente con cuatro voluntarios sanos de entre 23 y 26 años y todavía no se ha evaluado en adultos mayores ni en personas con trastornos del movimiento.
Por eso, actualmente no puede diagnosticar enfermedades ni predecir caídas.
Un wearable que no necesita cargador
El equipo plantea incluso otras aplicaciones futuras, como registrar actividad cardíaca o determinadas señales bioquímicas.Por ahora, la importancia del proyecto está en demostrar que sensores, inteligencia artificial y generación de energía pueden integrarse dentro de un dispositivo extremadamente pequeño.
La zapatilla convierte así cada paso en dos cosas al mismo tiempo: información sobre cómo camina una persona y la electricidad necesaria para analizarla.
