Tecnología de punta chilena: Pulsera Biomonitor V3.0 analiza emociones y niveles de estrés a través de inteligencia artificial

Desarrollada por el Instituto de Sistemas Complejos de Ingeniería de la Universidad de Chile (ICSI), el Departamento de Ingeniería Civil e Industrial y el FabLab de la universidad, esta pulsera mide estados emocionales como el estrés, la fatiga o la saturación cognitiva, a través de sensores y respuestas psicofisiológicas. Los datos e información que entrega esta pulsera, a través del análisis por Inteligencia Artificial, buscan aportar a mejorar la calidad de vida de las personas mediante su utilización para estudios masivos. Aportando así, a conocer mejor la experiencia cognitiva y emocional en distintos contextos, laborales, educacionales, etc.

Uno de los desafíos de esta nueva versión del biomonitor -la tercera- fue realizar las mediciones y captura de datos sin interrumpir las actividades cotidianas de sus portadores. Y mejorar todos los aspectos de usabilidad, entre ellos el diseño ergonómico y la portabilidad. Si bien la primera versión era rudimentaria, pero funcional, “no era ergonómica y requería asistencia para ser operada por usuarios no expertos», explica Ángelo Guevara, investigador del ICSI y académico del Departamento de Ingeniería Civil que lideró el equipo de diseño de este nuevo dispositivo, con Ángel Jiménez, profesor del Departamento de Ingeniería Industrial  y jefe de laboratorio del Web, Science and Smart Technologies Lab (WesstLab), gestores de la iniciativa desde 2016. Además, en este rediseño participaron Cristian Retamal, Jorge Gaete y José Cáceres, de ingeniería industrial y civil, como ayudantes de investigación.

En esta tercera fase invitaron a colaborar al equipo de diseño a Danisa Peric y Joakin Ugalde del FabLab de la Universidad de Chile, quienes estuvieron a cargo de desarrollar el encapsulado, «cuidando por un lado la interacción con el usuario, y por otro, diseñando para la manufactura. Un proceso creativo,  tremendamente iterativo, con decenas de pruebas y mejoras, y en donde todas las dimensiones del proyecto (bits y átomos) interactúan y se integran. Hasta ahora el resultado es la materialización de 10 unidades de esta herramienta de investigación que logra medir en tiempo real y con alta precisión», cuentan Peric y Ugalde. Para Guevara esta experiencia interdisciplinaria «fue enriquecedora y aportó de manera fundamental al proyecto», ya que se incorporaron diferentes perspectivas de análisis.

Esta biopulsera es un gran avance tecnológico, que se inserta en el área de los biosensores y el Affective Computing, donde se utiliza inteligencia artificial para ir clasificando y analizando las emociones humanas, en base a datos objetivos y verificables, algo que este proyecto consigue con el enfoque psicofisiológico, captando estas reacciones y datos, en el mismo momento que pasan, no ex post. Correlacionando las señales captadas  y las respuestas del sistema nervioso central. El diseño de algoritmos de procesamiento de señales lo desarrolló el equipo del WesstLab y el ISCI, y ha ido mejorando desde los primeros años del proyecto. «Aprovechamos la correlación entre los indicadores de mide la pulsera y las emociones de la persona para entrenar un modelo que puede usarse para predecir las emociones en todos los instantes en que no se habían declarado las emociones», cuenta Guevara.

La tecnología desarrollada puede conectarse a un computador por medio de bluetooth, a un microcontrolador o dispositivo móvil, “y obtener y recolectar señales fisiológicas como el pulso cardíaco, temperatura superficial de la piel, variabilidad del pulso, conductividad eléctrica de la piel y medidas inerciales medidas con acelerómetro y giroscopio”, explica Cristian Retamal, jefe de rediseño del dispositivo y ayudante de investigación.

Para el diseño del encapsulado, Peric y Ugalde optaron por algo muy similar a un reloj pulsera o smartwatch, pues al ser un dispositivo que iba a estar en contacto con el cuerpo del usuario, era importante que fuera “cómodo, liviano y poco invasivo, alejado de lo que se podría imaginar como una herramienta de investigación o dispositivo médico”. El material debía considerar también el contacto con la piel, debia ser hipoalergénico, blando, flexible y que permitiera una sudoración adecuada, “la justa sudoración para que al usuario no le incomode, pero al mismo tiempo la cantidad correcta que amplifique la medición de las señales eléctricas”, explican, “un aspecto importante en los dispositivos de contacto es que se mantengan adheridos firmemente a la zona de medición, para tener buenas señales. Por esta razón, el material que se utilizó en el biomonitor es elástico”.

En cuanto a la usabilidad, pensando en el usuario no experto, lo más importante para los miembros del FabLab de la U. de Chile era que fuera es intuitivo, el resultado es una interfaz simple, “con una hendidura que sugiere ser un botón y una luz que comunica el estado actual del sistema, lo cual es suficiente para que una persona pueda iniciar el proceso de tomar sus propios datos en este estudio”.

La pulsera Biomonitor v3.0 es un proyecto único en su tipo, que une diseño, ingeniería y ciencias computacionales con el objetivo final de mejorar la calidad de vida de la población, obteniendo información “real” sobre el estado cognitivo y afectivo de las personas. Para Guevara es una nueva herramienta para investigación y diseño de políticas públicas, ya que aporta con  evidencia científica y puede orientar la mejora y rediseño de diferentes sistemas e interacciones, por ejemplo en movilidad, trasporte, en relación con dispositivos móviles o estacionarios, espacios laborales, de clases o en salud mental. Los primeros estudios se ha realizado con éxito para medir estrés y fatiga en conductores de ruta minera y en usuarios del Transantiago.

Desde el FabLab esta experiencia interdisciplinaria es una expresión contemporánea del diseño, una disciplina, “que ya no se mira hacia dentro, sino que piensa y hace con otros”. Por lo mismo piensan seguir impulsando e involucrándose en este tipo de proyectos en la línea del Human Interaction Design, Internet de las Cosas y otras tecnologías que utilicen datos, “para nosotros es muy importante, por un lado, comprender cómo el diseño junto a la ingeniería pueden orientarse a generar bienestar social y medioambiental, y por otro, gatillar preguntas en relación al desarrollo tecnológico desde el sur global, cómo son las tecnologías que se desarrollan en Chile, para qué sirven, quien las desarrolla, quién la fabrica, quién las usa, cómo se utilizan y cómo se transfieren”.