¿Podrían estos zapatos deportivos facilitar la navegación para las personas con problemas de visión? Los dispositivos portátiles son lo nuevo en electrónica. Muchos de nosotros ya estamos usando un artilugio que rastrea nuestros pasos y otras métricas de estado físico, y los relojes inteligentes están en el mercado. Pero un dispositivo portátil que ha existido durante eones ahora está en la tendencia de la electrónica integrada:el zapato.
La electrónica dentro o sobre los zapatos no es exactamente un concepto inaudito. Ya tenemos zapatos que se iluminan cuando caminamos y sensores de zapatos que se comunican con aplicaciones de fitness. Y los investigadores han estado trabajando en otras características útiles en el calzado, como el seguimiento GPS para ayudar a controlar el paradero de los pacientes de Alzheimer, y sensores y señales inalámbricas para ayudar a localizar a los bomberos y otros trabajadores de emergencia en áreas donde es probable que falle el GPS.
Pronto, también tendremos zapatos que se comunican con nosotros a través de retroalimentación háptica . Probablemente no lo hayas pensado mucho, pero la retroalimentación háptica es algo que probablemente ya hayas experimentado, ya que los actuadores vibratorios ya están presentes en muchos teléfonos celulares, tabletas y controladores de juegos. Esto solo significa que emiten vibraciones que podemos sentir.
Un producto que se espera que llegue al mercado en 2015 son los zapatos hápticos Lechal, diseñados para sincronizarse con un teléfono inteligente para proporcionar direcciones con manos y ojos libres y actuar como un rastreador de actividad. La empresa también lanzará plantillas hápticas que puedes insertar en tus zapatos habituales.
El calzado háptico es una gran promesa como ayuda para las personas con discapacidad visual, pero también podría ser útil para cualquier otra persona que quiera un dispositivo portátil discreto que pueda dar instrucciones sin necesidad de mirar un teléfono inteligente o escuchar audio. Siga leyendo para descubrir qué hay dentro de estos prácticos accesorios de moda.
Contenido- La tecnología detrás del calzado háptico
- El prototipo de calzado Lechal Haptic
- Zapatos y plantillas Lechal Haptic
- Usos y ventajas del calzado háptico
- Otro calzado electrónico en el laboratorio
- Disponibilidad de calzado háptico
La tecnología detrás del calzado háptico
La retroalimentación háptica es simplemente una retroalimentación que puedes sentir, generalmente a través de vibraciones. La diminuta tecnología que hace posible el calzado háptico existe desde hace tiempo y ya está presente en muchos dispositivos electrónicos que usamos todos los días. Los hápticos pueden ser vibraciones simples o complejas para transmitir información, como algo en particular que sucede en un juego, cierto tipo de notificación en un teléfono o una señal vibratoria sutil para hacerle saber que ha presionado con éxito un botón virtual en una tableta. El nuevo lector electrónico Kindle Voyage proporciona retroalimentación háptica sobre los cambios de página para simular la sensación de las páginas deslizándose una contra la otra. El nuevo Apple Watch incluye hardware al que llaman Taptic Engine que produce golpeteos y otras sensaciones contra la muñeca del usuario para dar direcciones, notificaciones o incluso comunicarse con otros usuarios de Apple Watch.
Los componentes informáticos integrados necesarios para crear retroalimentación háptica están ampliamente disponibles y, como todos los componentes electrónicos, son cada vez más pequeños. También están disponibles en variedades de bajo consumo que permiten baterías más pequeñas. Esto significa que se pueden ocultar más fácilmente en prendas, ropa y zapatos pequeños.
Para crear retroalimentación háptica, generalmente necesita una placa de microcontrolador, al menos un actuador vibratorio (que es solo un pequeño motor que vibra cuando se le ordena) y una batería para proporcionar energía. Las placas de microcontroladores son como diminutas placas base de computadora, completas con un chip de procesamiento, memoria y puntos de conexión de entrada/salida (E/S), para los cuales puede escribir programas para enviar y recibir señales hacia y desde cualquier sensor electrónico, actuador u otro componente. conectado a ellos. Por lo general, no tienen tanta memoria o capacidad de procesamiento como el procesador de su computadora o incluso el de su teléfono. Pero tienen suficiente para contener algo de programación y controlar varias partes electrónicas básicas, y por lo general ocupan menos espacio y consumen menos energía.
Arduino es una marca de placa de microcontrolador disponible comercialmente. Tiene una serie de modelos que los aficionados, investigadores o profesionales pueden comprar fácilmente (junto con componentes electrónicos compatibles) y programar con el lenguaje de código abierto de Arduino utilizando su entorno de desarrollo integrado (IDE) conectando la placa a una computadora. Muchas personas y empresas también han creado placas basadas en Arduino, muchas de las cuales se pueden programar con su IDE. Es más probable que los productos comerciales con electrónica integrada involucren placas compradas en masa, y los zapatos hápticos probablemente no serán una excepción, pero una placa Arduino jugó un papel en el primer prototipo de Lechal.
Otros componentes pequeños, como módulos que permiten Wi-Fi, Bluetooth u otra comunicación inalámbrica, se pueden usar para hacer que cualquier elemento de retroalimentación háptica portátil se comunique con un teléfono inteligente u otro dispositivo. Algunos microcontroladores tienen comunicación inalámbrica integrada.
Estos componentes se pueden usar para grandes cosas, como hacer un robot, o para tareas más pequeñas, como activar diodos emisores de luz (LED) o actuadores vibratorios. Agregar todos los componentes correctos juntos puede permitir métodos de comunicación como la retroalimentación háptica.
El prototipo de zapatilla háptica Lechal
El estilo de la zapatilla Lechal es una silueta deportiva de perfil bajo. El zapato háptico Lechal fue concebido por Anirudh Sharma, entonces investigador de Hewlett-Packard Labs en Bangalore, India, como una forma de dar indicaciones silenciosas para caminar a los usuarios con discapacidades visuales a través de un dispositivo asequible. "Le Chal" significa "llévame contigo" en hindi.
Sharma esbozó el primer prototipo en 2010 y lo construyó (con la ayuda de otros dos) en 2011. Esa primera construcción surgió de un taller de Diseño e Innovación en Pune, Maharashtra, India, realizado por el Laboratorio de Medios del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). y Facultad de Ingeniería.
El prototipo incluía un microcontrolador Arduino Lilypad, una placa circular diseñada para coser componentes electrónicos en artículos de tela portátiles. La placa, que tiene capacidades de Bluetooth integradas, se usó junto con cuatro actuadores y una batería. El microcontrolador se colocó en el talón y los actuadores se colocaron en la parte delantera, trasera, izquierda y derecha, todo dentro de un solo zapato.
La idea original era que un teléfono inteligente con capacidades de GPS y brújula accedería a los datos de ubicación y dirección a través de su conectividad a Internet y comunicaría esas direcciones al microcontrolador, que enviaría una señal a los actuadores para que vibren. La vibración del actuador derecho significaría girar a la derecha, el actuador izquierdo significaría girar a la izquierda, el actuador trasero significaría retroceder y el actuador delantero significaría avanzar. Sharma también imaginó la incorporación de un sensor de proximidad que podría detectar un obstáculo a una distancia de hasta 10 pies (3 metros), alertar al usuario y proporcionar instrucciones para sortearlo.
El prototipo recibió un premio y Sharma continuó el trabajo. Eventualmente renunció a su trabajo en Hewlett-Packard Labs y se asoció con Krispian Lawrence, ex abogado de patentes, para formar la empresa Ducere Technologies. Por cierto, los dos fueron presentados por un amigo que tenía problemas de visión, aunque la idea del zapato como una ayuda para los ciegos comenzó mucho antes de que se conocieran.
Zapatos y Plantillas Lechal Haptic
Krispian Lawrence, CEO de Ducere Technologies, sosteniendo una plantilla Lechal. El zapato desarrollado por Ducere Technologies difiere bastante del prototipo, pero aún le dará instrucciones al usuario a través de comentarios hápticos. En lugar de un zapato, la tecnología se incorporó a ambos, y el zapato derecho o el izquierdo vibrarán para decirle al usuario qué camino tomar. Las plantillas diseñadas para adaptarse a tus zapatos normales funcionan de la misma manera.
Es probable que la tecnología incorporada en los zapatos y plantillas comerciales incluya un hardware bastante diferente al del prototipo, pero aún involucra microcontroladores que pueden sincronizarse a través de Bluetooth con una aplicación de teléfono inteligente (que será necesaria para usar los zapatos o plantillas), junto con baterías, actuadores y sensores que permiten una funcionalidad aún mayor. Esta tecnología portátil ayudará a cualquier persona a navegar a pie a través de vibraciones sutiles en los zapatos, pero también ha sido programada para permitir al usuario etiquetar ubicaciones con un toque del pie. Y las capacidades de seguimiento del estado físico se han integrado en el calzado y la aplicación que lo acompaña. El calzado háptico incluso se ha diseñado para que emita un pitido o un zumbido cuando el usuario se acerque a cierta distancia del teléfono inteligente para que sepa agarrar el teléfono.
La aplicación Lechal está disponible para dispositivos Apple iOS, Android y Windows en varios idiomas. La aplicación utiliza el GPS del teléfono con hardware de brújula y sus capacidades de Internet para obtener datos de Google Maps para obtener direcciones. Los datos de dirección se comunican al hardware en los zapatos o plantillas, lo que activa los actuadores en el apropiado para que vibre cuando el usuario se acerca a un giro. Las vibraciones también comenzarán siendo más débiles y se volverán más fuertes a medida que el usuario se acerque al destino previsto.
Los zapatos y las plantillas de Lechal vendrán con dos baterías de polímero de litio que pueden durar de tres a cinco días cada una con una sola carga. Cada batería se desliza en la parte posterior de uno de los zapatos o plantillas.
También vienen con un cargador innovador que puede, en efecto, escuchar y responder al audio. Cuando chasquea los dedos, el cargador responde con un tono para informarle qué tan avanzado está el proceso de carga. También tiene ranuras para ambas baterías para que puedas cargarlas al mismo tiempo. El cargador incluye un conector USB para que pueda usarlo para cargar un teléfono compatible u otro dispositivo. Tiene entrada de 100 - 240 V - 50/60 Hz y salida de 5 V CC 1 amperio y es compatible con tomas de EE. UU., Europa o Asia.
Los zapatos Lechal están hechos de poliuretano de alta calidad, poliuretano termoplástico, tejido de poliéster, caucho, espuma EVA y otros materiales. Las plantillas Lechal están fabricadas en poliuretano, poliuretano termoplástico y tejido poliéster. Los materiales son antibacterianos y lavables, después de quitar la batería y los módulos de sensores, y son resistentes a la lluvia. El factor de forma del zapato es casual y deportivo, y estará disponible en rojo o negro en tallas para hombres y mujeres. Las plantillas se pueden cortar para un ajuste personalizado.
Usos y ventajas del calzado háptico
En teoría, el calzado háptico podría funcionar junto con un bastón para agregar retroalimentación direccional para las personas con discapacidad visual. Como se mencionó anteriormente, el zapato Lechal se concibió como una opción de bajo costo para ayudar a las personas con discapacidad visual a navegar por sí mismas. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), hay alrededor de 285 millones de personas con discapacidad visual, aproximadamente el 90 % de las cuales vive en áreas de bajos ingresos [fuente:OMS].
La aplicación tiene funciones de accesibilidad que no requieren que el usuario tenga que mirar nada en la pantalla. Tal como está diseñado ahora, una persona puede usar la aplicación de teléfono que lo acompaña para ingresar su destino antes de irse, ya sea usando comandos de voz o movimientos del pie. El usuario puede guardar el teléfono inteligente y seguir las instrucciones que se envían a los zapatos. La aplicación puede almacenar destinos comunes, y para las áreas a las que no se puede acceder fácilmente a través de Google Maps, el usuario puede hacer que los zapatos mapeen la ruta y usar la capacidad de etiquetado con el pie para marcar cualquier obstáculo.
Las ayudas comunes para las personas con discapacidad visual incluyen bastones, perros guía, dispositivos que dan instrucciones de audio y ayuda de otras personas. Los bastones pueden ayudar a una persona a evitar obstáculos, e incluso se han probado bastones con sensores y, en algunos casos, están disponibles, pero aún no han ido tan lejos como para proporcionar instrucciones, por lo que los zapatos y el bastón podrían funcionar en conjunto. Los perros guía son bastante útiles para evitar obstáculos y otros peligros, pero son caros, no están al alcance de todos y todavía hay algunos lugares donde no están permitidos. El equipo de audio para las personas con discapacidad visual puede ser costoso y engorroso, y tener que escuchar el audio puede distraer la atención de las señales de audio importantes que se encuentran alrededor del peatón. También pueden ser difíciles de escuchar en condiciones de tráfico ruidoso.
Con la retroalimentación háptica, el usuario tiene la ventaja de poder continuar escuchando lo que sucede a su alrededor sin distracciones de audio. Y algún día, si los modelos posteriores del calzado incorporan sensores de proximidad, algunas personas podrán decir adiós al bastón.
El calzado háptico podría resultar útil para cualquiera que desee ser dirigido sin tener que mirar un teléfono mientras camina. Se cree que caminar mientras se distrae con un teléfono u otros dispositivos es, al menos en parte, responsable de un aumento en las muertes de peatones que comenzó alrededor de 2010 [fuentes:Liberty Mutual, NHTSA, Shaver]. Además, la mayoría de nosotros ya usamos zapatos, por lo que la retroalimentación háptica incorporada debería ser mucho más discreta que llevar un dispositivo adicional.
Los zapatos Lechal, las plantillas y la aplicación que los acompaña también se pueden usar como un sistema de seguimiento del estado físico para rastrear los pasos, el tipo de actividad, la duración, la distancia, las calorías y los objetivos de entrenamiento. Incluso incluye elementos sociales que le permiten compartir información sobre el estado físico y el destino con otros. Esto podría convertirlo en un reemplazo viable para los rastreadores de actividad física dedicados.
Otro calzado electrónico en el laboratorio
Los fundadores de Ducere no son los únicos que han jugado con la idea de convertir los zapatos en dispositivos electrónicos. Pero sí parecen estar liderando el camino para traer calzado háptico al mercado.
Dhairya Dand, del Media Lab del MIT, emprendió otra incursión en el calzado háptico. Desarrolló una plantilla denominada SuperShoes que incluye tres actuadores, un panel táctil en los dedos de los pies y un microprocesador. Se comunica con una aplicación en un teléfono inteligente a través de Bluetooth y fue diseñado para conocer sus rutinas y gustos, sugerir lugares que tal vez desee visitar y proporcionar instrucciones a través de comentarios hápticos a través de los actuadores. Desafortunadamente, no hay planes actuales para desarrollar la plantilla para el comercio minorista.
Algunos otros no han involucrado hápticos, pero han involucrado poner potencia de procesamiento en los zapatos. En 2011, la FCC certificó los zapatos con GPS de GTX Corp. Los zapatos fueron diseñados para permitir que alguien rastree al usuario de los zapatos a través de una aplicación de teléfono y reciba una alerta si el usuario se sale de un área preestablecida. Los zapatos de seguimiento por GPS podrían usarse para localizar a pacientes con Alzheimer o niños que se hayan extraviado. También podrían tener otras aplicaciones, como el seguimiento del estado físico.
El Instituto Real de Tecnología KTH en Estocolmo, Suecia, ha estado trabajando para colocar un microprocesador y sensores en el talón de la bota de un bombero, lo que funcionaría en conjunto con una unidad inalámbrica en otra parte del uniforme para hacer que el trabajador de emergencia sea rastreable incluso cuando está bajo condiciones y en áreas (incluidos muchos metros bajo tierra) donde el GPS podría fallar.
El Instituto Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos está trabajando en un zapato que incorpora un microcontrolador, un módulo de radiofrecuencia, un acelerómetro, un sensor GPS y una batería para transmitir información sobre la forma y la técnica de un corredor a una aplicación de teléfono inteligente. La aplicación daría sugerencias para cambios en cosas como la posición del pie, la superficie para correr y la velocidad en tiempo real, y enviaría los datos a un sitio web para un análisis más detallado. Esperan lanzar los zapatos al mercado en 2015.
Y volviendo a los hápticos:las direcciones y el seguimiento del estado físico no son los únicos usos potenciales de los actuadores vibratorios en los zapatos. Los investigadores han descubierto que las vibraciones sutiles en las plantas de los pies pueden mejorar el equilibrio al aumentar la sensación del pie, que tiende a disminuir con la edad o algunas afecciones médicas. De hecho, los estudios han encontrado que la vibración en las plantas de los pies puede mejorar el equilibrio de todos, no solo de las personas mayores. Pero los ancianos tienen más probabilidades de caerse debido a problemas de equilibrio y de sufrir graves consecuencias médicas cuando lo hacen [fuentes:CDC, Shepherd, Wyss Institute]. Los investigadores trabajaron actuadores piezoeléctricos (que convierten la energía eléctrica en movimiento mecánico) en plantillas de espuma de uretano, junto con un microcontrolador y una batería en otras partes del zapato, para aplicar vibraciones a las plantas de los pies, y descubrieron que los dispositivos reducían en gran medida las posibilidades de las personas mayores de cayendo [fuentes:Hsu, Instituto Wyss].
Los investigadores de la Universidad de Sydney en Australia incluso jugaron con la idea de usar zapatos hápticos para transmitir información bursátil a los usuarios. No es probable que queramos interpretar algo complejo como el código Morse mientras caminamos por la calle, pero existe un gran potencial para alertarnos o incluso entregar información sensible al tiempo además de las instrucciones a través de comentarios hápticos mientras estamos en el ir, ya sea a través de nuestros teléfonos, relojes o zapatos.
Disponibilidad de calzado háptico
Se espera que las plantillas y los zapatos hápticos lleguen al mercado en 2015. Al momento de escribir este artículo, no puede ir a la tienda y comprar calzado háptico, aunque si todo sale según lo planeado, pronto podrá pedirlo en línea.
El calzado Lechal de Ducere Technologies se ha sometido a pruebas en L.V. Prasad Eye Institute en Hyderabad, India, y la compañía se está asociando con ese y otros institutos oftalmológicos y organizaciones sin fines de lucro de todo el mundo con la esperanza de proporcionar zapatos a los desfavorecidos a precios más asequibles. Los zapatos y las plantillas de Lechal están programados para comenzar a enviarse a los consumidores en algún momento de 2015, y puede ir a su sitio web y colocarse en la lista de pedidos anticipados ahora. La empresa también planea lanzar un kit de desarrollo de software (SDK) a principios de 2015 que permitirá a los desarrolladores sincronizar sus propias aplicaciones con la aplicación Lechal.
Ducere planea lanzar diferentes versiones, comenzando con un modelo básico que solo realiza navegación. Más adelante se espera una versión que también detecte obstáculos. Los zapatos y plantillas iniciales de Lechal tendrán un precio de alrededor de 6000 rupias en India y entre $100 y $150 en otros lugares [fuentes:Coxworth, Mahalingam, Thoppil]. No se espera que el precio de los zapatos y las plantillas difiera.
Las ganancias de la venta también ayudarán a subsidiar el calzado Lechal para personas necesitadas a través de descuentos para instituciones benéficas. Se espera que los descuentos sean del 30 al 50 por ciento a partir de septiembre de 2014, pero la empresa espera aumentar los subsidios a medida que vendan más productos [fuente:Mahalingam].
En este momento, Ducere parece estar más cerca de tener calzado háptico en el mercado, pero con la disponibilidad inmediata de los pequeños procesadores, sensores, actuadores, baterías y otros componentes necesarios, es probable que los competidores los sigan en poco tiempo. Incluso podría armar un par usted mismo con algunos retoques electrónicos y de programación. Los SDK de Google Maps y las interfaces de programación de aplicaciones (API) se pueden descargar gratuitamente para varias plataformas, y Arduino y placas y accesorios similares no son demasiado caros, si quieres probarlo.
En cualquier caso, pronto tendremos la opción de guardarnos el smartphone en el bolsillo y dejar que los zapatos nos digan a dónde ir.
Nota del autor:cómo funciona el calzado háptico
Los zapatos y plantillas hápticos suenan como dispositivos nuevos y prácticos que no me importaría tener. Ya coloco un dispositivo de ejercicios en mi muñeca todos los días que se sincroniza con mi teléfono, por lo que ponerme plantillas en mis zapatos que hacen el mismo trabajo (y más) no está fuera de discusión. Y tienen aplicaciones más importantes que reemplazar mi rastreador de pasos similar a un reloj porque pueden (y fueron diseñados para) ayudar a las personas con discapacidades visuales a moverse por su cuenta. El hecho de que comprarlos pueda ayudar a alguien que lo necesite se suma al atractivo.
Investigar este artículo también me ha traído una vez más al mundo de la electrónica integrada y me da ganas de ir a comprar algunos Arduino Lilypads y otros componentes y comenzar a conectar toda mi ropa para hacer varias cosas. Pero tal vez, si otras personas hacen que estos dispositivos portátiles estén disponibles primero, simplemente regresaré a mi proyecto soñado de hacer un robot.