Crearon una zapatilla con inteligencia artificial que se carga sola al caminar

Un grupo de ingenieros de la Universidad Rutgers construyó un prototipo de zapatilla deportiva que incorpora inteligencia artificial y no necesita batería recargable, porque genera su propia corriente con el movimiento del pie, según publicó Infobae.

La apuesta de los investigadores es que, con el tiempo, los profesionales de la salud puedan detectar cambios en la marcha de un paciente durante su rutina diaria y no sólo en observaciones breves dentro de una clínica o un laboratorio. Ese tipo de registro podría aportar información útil para acompañar cuadros de Parkinson, lesiones cerebrales o de médula espinal, procesos de rehabilitación y la estimación del riesgo de caídas.

El trabajo quedó plasmado en un estudio de la revista Science Advances. Usando el movimiento de cuatro voluntarios sanos, de entre 23 y 26 años, el sistema logró diferenciar paso lento, paso rápido, correr y subir escaleras con un acierto del 95,4%.

La electrónica va alojada en el talón del calzado y depende del llamado efecto triboeléctrico: la electricidad estática que aparece cuando dos materiales se rozan y después se despegan. Como esa corriente sale en pulsos desparejos, el equipo sumó un circuito propio que la ordena y la vuelve utilizable para sensores y procesador, con un rendimiento hasta 120 veces superior al de un esquema tradicional de captación.

"Cuando una persona camina o corre, automáticamente tiene energía biomecánica disponible, por lo que se puede aprovechar", planteó Simiao Niu, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Escuela de Ingeniería de Rutgers. Niu sumó que, al estar sentada, una persona no genera esa energía, "pero tampoco necesita monitoreo de la marcha".

Dentro del calzado también hay un acelerómetro, que registra el desplazamiento del pie en tres ejes. Un procesador de tamaño reducido interpreta esos datos mediante inteligencia artificial y ubica cada bloque de 15 segundos dentro de una de las cuatro actividades relevadas, sin mandar nada hacia un celular, una PC o un servidor: ese ahorro de transmisión es justamente lo que le permite consumir menos.

Encajar el programa en la memoria acotada del chip resultó uno de los mayores obstáculos del desarrollo. La primera versión revisaba 21 variables del movimiento y rozaba el 98,1% de acierto, aunque superaba lo que el dispositivo podía soportar. Al revisar los datos, el equipo notó que las variaciones en los tres ejes del acelerómetro ya concentraban casi todo lo relevante, así que achicaron el modelo: conservó el 95,4% de precisión, corrió unas 15 veces más rápido y gastó cerca de una sexta parte de la corriente del esquema original. En total, sensor y programa demandan 86 microvatios, un consumo que en las pruebas de laboratorio alcanzó a cubrir incluso una caminata lenta.

"El problema fundamental de los dispositivos portátiles actuales es el límite entre energía e inteligencia", sostuvo Niu, quien definió el objetivo del proyecto como un calzado inteligente que junte su propia energía "de modo que no haya que preocuparse por cargarlo".

El prototipo todavía no sirve para diagnosticar nada: sólo se probó con cuatro personas sanas y falta evaluarlo en adultos mayores, pacientes con trastornos motores o personas en rehabilitación, así que por ahora no puede usarse para anticipar caídas ni medir si un tratamiento funciona. Según el comunicado de la universidad, investigaciones futuras podrían adaptar el diseño para seguir también la actividad cardíaca u otras señales corporales, aunque ninguna de esas funciones fue puesta a prueba todavía.

Fuying Dong, doctoranda en Ingeniería Biomédica de Rutgers y primera autora del estudio, remarcó que lo más valioso del proceso fue pensar cada pieza del calzado como parte de un mismo sistema: "se divide un proyecto grande en partes más pequeñas, se terminan una por una y se intenta entender cuál es la historia principal", resumió.