En el mundo mágico de Harry Potter, existe un mapa que rastrea los movimientos de cada persona (y fantasma) en la Escuela de magia y hechicería Hogwarts. El protagonista de la serie, Harry, y sus amigos, pueden observar las diminutas huellas de sus maestros que se desplazan por los corredores de la escuela mientras esperan que no haya moros en la costa.

La idea de un “Mapa del merodeador”, como se denomina en los libros, puede parecer fantasiosa, pero tres graduados recientes de la Universidad del Estado de Oregon desarrollaron algo similar: un dispositivo que rastrea a las personas en interiores. No obstante, la versión de la vida real no se utiliza para vigilar ni evitar a los maestros. En cambio, se utiliza para colaborar con la investigación sobre el envejecimiento saludable y la vida independiente para los ancianos.

Los creadores, los ex alumnos de ingeniería eléctrica y ciencia informática Samuel House, Sean Connell e Ian Milligan, no utilizaron papel encantado. Utilizaron una pantalla de computadora que rastrea el recorrido de una persona como si fuera una línea que se desplaza por un mapa y un tablero de circuitos que se coloca en la parte superior del zapato de la persona. El resultado es similar al mapa de Harry Potter: ayuda a rastrear los movimientos de las personas en interiores.

La creación ayudó a solucionar un problema que tenían los investigadores Tamara Hayes, Jeffrey Kaye y Misha Pavel, del Centro de envejecimiento y tecnología de Oregon que se encuentra en la Universidad de salud y ciencias de Oregon (OHSU), quienes estudian el deterioro motriz y cognitivo, y cómo prevenirlo o remediarlo. Su objetivo era estudiar a los ancianos en sus hogares y medir indicadores como la velocidad con que caminaban, la actividad total y los patrones de socialización (por ejemplo, con qué frecuencia hablaban con otras personas en lugar de quedarse solos en su habitación).

Inicialmente, equiparon los hogares de los participantes con sensores en las paredes y los techos para detectar el movimiento. Pero las personas no podían identificarse de manera individual, lo que limitaba las posibilidades de extraer conclusiones de los datos obtenidos.

Usar la tecnología GPS no era una posibilidad, ya que dichos dispositivos no funcionan en interiores. Y otros dispositivos diseñados para el rastreo en interiores resultan complicados, costosos (algunos superan los $3,000) y sólo funcionan durante un par de horas. Su desafío era crear algo asequible que pudiera implementarse en un estudio de investigación prolongado y que tuviera una duración de batería prolongada para poder medir el nivel de actividad durante varios días en lugar de algunas horas.

Entonces, acudieron a los colegas de la Universidad del Estado de Oregon para solicitarles ayuda.

Una idea no tan loca

Se enrola Patrick Chiang, profesor asistente de la Facultad de Ingeniería eléctrica y ciencia informática de la OSU. Chiang tenía algunas ideas sobre cómo podría construirse un dispositivo semejante y buscó a algunos estudiantes para que lo ayudaran con el proyecto.

La aplicación biomédica atrajo el interés de los amigos House y Connell, quienes comparten un interés en la mejora humana mediante dispositivos electrónicos médicos.

“Sean y yo trabajamos juntos en algunos proyectos con anterioridad y lo que suele ocurrir es que yo tengo muchas ideas locas y él las destruye”, comenta House con una sonrisa. “Ésta resultó ser una que funcionó”.

La belleza de esta idea en particular, sin embargo, es su practicidad, que involucró la combinación de algunas tecnologías comunes de una manera en la cual nunca nadie lo había hecho antes.

Los dos, tras recibir la financiación inicial para el proyecto mediante el Programa académico de investigación de verano LIFE, comenzaron con un sistema que utilizaba cálculos estimativos: el proceso de calcular aproximadamente la ubicación sobre la base de la posición inicial de la persona y los datos de movimiento como el tiempo de desplazamiento, la velocidad y la dirección. Aunque los sensores son lo suficientemente exactos para un rastreo a corto plazo, con el paso del tiempo se acumularían pequeños errores en las mediciones, haciendo que el rastreo a largo plazo fuera impreciso.

La inspiración de House fue agregar etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) (que se utilizan en las tarjetas de crédito y en tiendas como Wal-Mart para mantener un registro del inventario) colocadas en interiores y un lector RFID en el dispositivo para que pueda determinarse la ubicación exacta del usuario cuando éste pasa por una etiqueta.

“De esa manera se evita que el error crezca hasta límites desquiciados”, asegura Connell. “Sin actualizaciones, los errores te enviarían hasta la luna”.

Fueron necesarios algunos cálculos matemáticos complicados para escribir el software que unifica todos los datos de los sensores del dispositivo (un acelerómetro de tres ejes, un giroscopio de tres ejes, un magnetómetro de tres ejes y un lector RFID) para determinar el recorrido del usuario. Y para esa tarea le solicitaron ayuda al último miembro de su proyecto sénior, Milligan, un estudiante de ingeniería eléctrica e informática que además estudiaba ciencias informáticas y matemáticas.

“Es necesario contar con esa diversidad de conocimiento para poder implementar algo como eso”, explica Connell.

Milligan desarrolló un filtro para corregir algunos de los errores en los datos al comparar lo que se esperaba (sobre la base de las leyes de la física y el movimiento corporal) con lo que se medía en realidad, para producir un recorrido que estuviera más cerca de la realidad.

Su producto final es un dispositivo liviano de 5×9 cm que tiene un precio inferior a los $100, que lo hace ideal para una variedad de aplicaciones, incluida cualquier investigación que apunte a observar el nivel de actividad, por ejemplo, los estudios que analizan los efectos de un medicamento o suplemento en particular. También podría resultar útil en centros de cuidado de ancianos para detectar caídas o realizar un seguimiento de los pacientes que podrían deambular y alejarse.

El futuro del rastreo

Ellos diseñaron el dispositivo para que sea modular, de modo que pueda equiparse con complementos como un Bluetooth que envíe datos a un teléfono inteligente, o una unidad de GPS que se encienda cuando un usuario sale de un límite definido y envíe una alerta con información sobre su ubicación.

Hayes, de OHSU, dice que el dispositivo tiene una “aplicación sólida en el cuidado de las personas con demencia” y comenzaron a discutir las aplicaciones posibles con una organización de cuidados comunitaria que busca una solución que los ayude con el problema de los pacientes que deambulan y se alejan.

Aunque se trata de una unidad funcional completa independiente, la construcción de dispositivos diminutos, inalámbricos y con consumo reducido de energía para recopilar una variedad de información biométrica también forma parte de un objetivo mayor de su asesor, Chiang, y de los miembros de su grupo de investigación en OSU. Chiang imagina un dispositivo no invasivo del tamaño de un apósito adhesivo que incluiría mediciones como el ritmo cardíaco y la respiración para proporcionar un control continuo de los signos vitales a los investigadores que estudian a las personas mayores u otras poblaciones con riesgo cardíaco. Asegura que los dispositivos podrían ofrecer indicios para realizar las intervenciones más efectivas, por ejemplo, farmacéuticas, con vitaminas y ejercicio.

Chiang, que habitualmente orienta alumnos, dice que la contribución de los estudiantes a este objetivo mayor fue impresionante: “No creo que yo hubiera podido realizar un trabajo tan bueno, entonces los dejé que se las arreglen solos. Lo que pudieron demostrar en un período de tiempo breve fue admirable”.

Él no está solo en esta evaluación. Por el proyecto, los tres estudiantes recibieron el premio CUE (En conmemoración de la excelencia estudiantil) de OSU para la Universidad de ingeniería y fueron seleccionados por representantes de la industria para el Premio de la industria en la Exposición de ingeniería para proyectos de diseño sénior de ingeniería eléctrica e informática. Su ponencia sobre el proyecto fue aceptada para presentarse en la 33.ª Conferencia internacional anual de la Sociedad de ingeniería en medicina y biología del Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos en el mes de agosto. Además, Texas Instruments les otorgó el primer puesto en el Concurso de diseño analógico de OSU.

Pero House encontró una recompensa aun mayor en el proceso.

“Realmente me gustó la experiencia de construir algo nuevo que nadie nunca hubiera hecho antes. Desde luego, uno enfrenta muchos problemas con los cuales nadie puede ayudar, pero ése es realmente todo el objetivo… de eso se trata ser ingeniero”.

-Por Rachel Robertson