SkinKit el 'tatuajes inteligentes' que aborda los desafíos tecnológicos de la computación en la piel

 

La informática personal se ha vuelto más pequeña e íntima a lo largo de los años, desde la computadora de escritorio hasta la computadora portátil, los teléfonos inteligentes y las tabletas, los relojes y las gafas inteligentes.

Pero la próxima generación de tecnología informática portátil, para la salud y el bienestar, la interacción social y una miríada de otras aplicaciones, estará aún más cerca del usuario que un reloj o gafas: se fijará a la piel.

Las interfaces en la piel, a veces conocidas como "tatuajes inteligentes", tienen el potencial de superar las capacidades de detección de las tecnologías portátiles actuales, pero combinar comodidad y durabilidad ha demostrado ser un desafío. Ahora, los miembros del Hybrid Body Lab de Cornell han creado una interfaz confiable y ajustada a la piel que es fácil de conectar y separar, y se puede usar para una variedad de propósitos, desde el monitoreo de la salud hasta la moda.

El estudiante de doctorado y miembro del laboratorio Pin-Sung Ku es el autor principal de "SkinKit: Construction Kit for On-Skin Interface Prototyping", que se presentó en septiembre en UbiComp '22, la conferencia conjunta internacional de la Association for Computing Machinery sobrecomputación ubicua y ubicua.

"Hemos estado trabajando en esto durante años, y creo que finalmente hemos descubierto muchos de los desafíos técnicos", dijo Cindy (Hsin-Liu) Kao, profesora asistente de diseño centrado en el ser humano en la Facultad de Ecología Humana, y autora principal del estudio. "Queríamos crear un enfoque modular para los tatuajes inteligentes, para hacerlos tan sencillos como construir Legos".

SkinKit, un sistema plug-and-play que tiene como objetivo "bajar el piso para la entrada" a las interfaces en la piel, dijo Kao, para aquellos con poca o ninguna experiencia técnica, es el producto de innumerables horas de desarrollo, pruebas y redesarrollo, dijo.

El laboratorio de Kao también es muy consciente de las diferencias culturales en general, y cree que es importante llevar estos dispositivos a diversas poblaciones.

"Las personas de diferentes culturas, orígenes y etnias pueden tener percepciones muy diferentes hacia estos dispositivos", dijo. "Sentimos que en realidad es muy importante dejar que más personas tengan voz para decir lo que quieren que hagan estos tatuajes inteligentes".

La fabricación se realiza con papel de tatuaje temporal, estabilizador textil de silicona y agua, creando una estructura de película delgada de múltiples capas que el grupo llama "tela de piel". El material en capas se puede cortar en las formas deseadas (para su estudio, los investigadores utilizaron cuadrados de tres cuartos de pulgada, con líneas de corte macho-hembra para que las piezas puedan teselarse (unidas), y equipado con módulos de placa de circuito impreso flexible miniaturizados para realizar una variedad de tareas.

"El punto de partida fue encontrar un factor de forma adecuado y luego hacerlo escalable", dijo Ku. "Y la forma en que lo escalamos es a través del patrón de teselación. Entonces, el usuario puede diseñar un circuito y luego personalizar el diseño juntando múltiples módulos".

Uno de los beneficios de su diseño, dijo Ku, es el componente de reutilización.

"El usuario puede unirlos fácilmente y también separarlos", dijo. "Digamos que hoy quieres usar uno de los sensores para ciertos propósitos, pero mañana lo quieres para algo diferente. Puede simplemente separarlos fácilmente y reutilizar algunos de los módulos para crear un nuevo dispositivo en minutos".

Para probarSkinKit, los investigadores primero reclutaron a nueve participantes con antecedentes en STEM y diseño para construir y usar los dispositivos. Su aporte del taller de 90 minutos ayudó a informar modificaciones adicionales, que el grupo realizó antes de realizar un estudio más grande de dos días que involucró a 25 participantes con antecedentes en STEM y diseño.

Los dispositivos diseñados por los 25 participantes del estudio abordaron: salud y bienestar, incluidos sensores de temperatura para detectar fiebre debido a COVID-19; seguridad personal, incluido un dispositivo que ayudaría al usuario a mantener la distancia social durante la pandemia; notificación, incluido un dispositivo de brazo que un corredor podría usar y que vibraría cuando un vehículo estuviera cerca; y tecnología de asistencia, como un sensor de muñeca para ciegos que vibraría cuando el usuario estuviera a punto de chocar con un objeto.

Otras aplicaciones fueron para fines sociales, de moda y entrenamiento atlético.

Kao dijo que los miembros de su laboratorio, incluida Ku, participaron en la Conferencia de Exploraciones de Carrera 4-H durante el verano, e hicieron que aproximadamente 10 estudiantes de secundaria del norte del estado de Nueva York construyeran sus propios dispositivos SkinKit.

"Creo que solo nos muestra un gran potencial para el aprendizaje de STEM, y especialmente para poder involucrar a personas que tal vez originalmente no tendrían interés en STEM", dijo Kao. "Pero al combinarlo con el arte corporal y la moda, creo que hay mucho potencial para que involucre a la próxima generación y a poblaciones más amplias para explorar el futuro de los tatuajes inteligentes".