Introdução ao Wearable Computer

A miniaturização de dispositivos eletrônicos e consequentemente sua redução de custos viabilizou a implementação de dispositivos vestíveis, também conhecido como wearables. É muito comum encontrar no mercado diversos equipamentos tais como smartwaches, HMD entre outros com preços normalmente acessíveis para a comunidade. Juntamente com os dispositivos, diversas aplicações são disponibilizadas pelos fabricantes de sistemas operacionais. O sucesso desse segmento pode ser atribuído às APIs de desenvolvimento disponíveis para profissionais de TI e entusiastas disponibilizarem seus aplicativos. Estes e outros fatores fizeram com que wearables se tornassem uma das grandes promessas da década. Este artigo é o primeiro de uma série que tem por objetivo descrever wearable em vários aspectos, como hardware, software, aplicações, tendências entre outras discussões.

Este primeiro artigo apresenta uma visão geral sobre wearables e conta um pouco o histórico desta tecnologia que hoje tem sido considerada como umas das “grandes coisas” do futuro.

Histórico e Definições de Wearable

Computadores vestíveis são objetos de pesquisa desde a década de 80 tendo seu principal desenvolvedor Steve Mann, hoje conhecido como o “Pai do Wearable”. Mann (Figura 1) é um dos principais pesquisadores da área. Muitos dos conceitos de wearable foram (e ainda são ) apresentados por Mann. O conceito de Wearable é apresentado por Mann em 98 no artigo Definition of “Wearable Computer” (http://wearcomp.org/wearcompdef.html) que diz:

“Um computador vestível é um computador que está alocado no espaço pessoal do usuário, controlado pelo usuário, e possui constância de operação e interação, ou seja, está sempre ligado e sempre acessível. Mais notavelmente, ele é um dispositivo que está sempre com o usuário, e permite que o usuário digite comandos ou os execute, enquanto anda ou faz outras atividades”

Figura 1- Steven Mann “O pai do Wearable” – Fonte: Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Steve_Mann)

Wearable também está relacionado com internet das coisas (IoT). Esta relação será discutida nos próximos artigos bem como a relação de wearables e outras áreas de conhecimento.

Wearable no Cenário Atual

A recente popularização de wearables pode ser creditada também à Google, ao anunciar seu projeto Google Glass. Glasses (óculos com capacidade de processamento e realidade aumentada) e smartwaches (relógios inteligentes) são os principais equipamentos weareable disponíveis para o público em geral. De uma maneira geral, quando se fala de uso de wearable com estes dois dispositivos encontramos diversas aplicações voltadas principalmente para saúde e lazer. Aplicativos turísticos são também tendências para este promissor mercado, principalmente quando se fala da interação com técnicas de realidade aumentada. Ainda há de se considerar que a indústria possui demandas que podem ser supridas com o uso de wearables.

Lançamento do Gear VR da Samsung em parceria com o Facebook. HMD para realidade virtual

Na lista de wearables ainda pode-se considerar HMD’s e outros dispositivos que possuem foco em alguma aplicação específica. Neste blog você pode acompanhar uma série de artigos focados na discussão de HMD para realidade virtual (Artigo 1, Artigo 2, Artigo 3) e realidade aumentada (Artigo 1, Artigo 2, Artigo 3). Esta é uma das principais áreas que o laboratório iMobilis investe suas pesquisas. Atualmente equipe de alunos e professores de pós graduação em Ciência da Computação UFOP tem desenvolvido wearables para aplicações industriais e ecológicas. Alguns resultados podem ser vistos em artigos publicados em veículos acadêmicos pela equipe, listados a seguir.

• Building Wearables for Geology: An Operating System Approach
• Towards to a Wearable Device for Monitoring Ecological Environments
• Fast Prototyping of an AR HUD based on Google Cardboard API

Tendências de Wearable

Estima-se que dispositivos wearables devem movimentar cerca de 28 bilhões de dólares neste ano de 2016 ao redor do mundo (http://computerworld.com.br/vendas-wearables-movimentarao-us-287-bilhoes-em-2016-preve-gartner). 11 bilhões estão previstos para smartwatches, o mais popular dos disposivos wearables. A expectativa é de que de que se tenha um crescimento de 60% de usuários wearable em 2016 (http://www.emarketer.com/Article/Wearable-Usage-Will-Grow-by-Nearly-60-This-Year/1013159).

Principais Wearables e suas Características

Os smartwacthes, por sinal é um dos dispositivos favoritos dos usuários. Esse fato pode ser atribuído principalmente à sensação de segurança que estes dispositivos passam. Parte dos usuários desconfiam do uso de Glasses principalmente devido o fato de terem pelo menos uma câmera projetada para o mesmo campo de visão do usuário. Embora as câmeras sejam utilizadas em conjunto com algoritmos de processamento de imagem para prover recursos e serviços de realidade aumentada, usuários acreditam que podem ser espionados ou perder sua privacidade com ativação automática do sensor. A falta de popularização pode ser atribuída também a maneira como estes dispositivos foram distribuídos para o público geral. Usuários esperam poder usar os produtos e ter serviços disponíveis. Diferentemente dos smartwaches, glasses não tem um repertorio significativo de aplicações. Essa escassez de aplicações que normalmente se ve nestes equipamentos da categoria Glass contribui para a baixa popularização dos mesmos. A Figura 2 ilusta alguns destes principais wearables disponíveis.

Figura 2 – Principais Wearables disponiveis para o público geral

Requisitos de Sistemas Wearable e Desafios

Autonomia de bateria, tamanho, peso e capacidade computacional são os principais requisitos para aplicações wearable. Dentre os requisitos de software há demandas de adaptações de sistemas operacionais. Tempo real e experiência do usuário são requisitos excludentes para sistemas computacionais tradicionais, mas que são demandas complementares quando se fala de wearables. Esta é uma discussão que será apresentada em um dos artigos desta série.

Um dos grandes desafios da comunidade é prover valor agregado e informações úteis para usuários. Por exemplo, um usuário que adquire um smartwatch capaz de realizar coleta de batimentos cardíacos normalmente deseja receber informações sobre sua saúde de acordo com os padrões que foram coletados. Gráficos do batimento e frequencia cardíaca podem ser informações que mantém o usuário satisfeito somente nas primeiras vezes de uso, enquanto ele ainda está “curtindo a novidade”. O que realmente o usuário deseja é receber informações sobre os dados coletados e possíveis relações com doenças e estado de saúde. Tudo isso, com a mínima intervenção de médicos e profissionais de saúde. Este é um desafio interessante para pesquisadores de diversas áreas. Especificamente na computação, os requisitos de wearable podem ser opostos à este tipo de demanda. Muitos destes padrões podem demandar computação de alto desempenho e sistemas distribuídos. Logo, percebe-se que o sucesso de wearable está diretamente ligado a outras áreas do conhecimento e muitos desafios estão em aberto.

Estas demandas trazem também desafios em relação à comunicação de dispositivos wearables. Dados e informações podem ser trafegados entre dispositivos wearables, caracterizando-os como sistemas distribuídos wearables, ou sistemas legados, tais como plataforma em nuvem ou sistemas privados. Na comunidade científica pesquisas relacionadas à BAN (Body Area Network) são comuns e desafios já tem sido apontados pela comunidade.

Wearable e a Indústria

 

A integração de wearables com sistemas industriais é outra possíbilidade de aplicação que tende a trazer bons frutos para a economia. Principalmente pelo fato da consolidação dos conceitos de industria 4.0 e IoT (Veja mais aqui). Enquanto máquinas estão provendo informações sobre processos industriais usuários podem receber estas informações em tempo real e tomar decisões. Esse cenário se torna mais promisor quando interfaces wearables são consideradas para exibição e interação entre estes usuários. Wearables dão mais flexibilidade para os indivíduos, principalmente aqueles que precisam obter informações e operar equipamentos no chão de fábrica. Além disso, as tecnologias wearable provém mecanismos de segurança e ergonomia aos indivíduos. Estes fatores trazem benefícios tanto para o trabalhador quanto para a empresa.

Considerações Finais

Muitas das questões mencionadas neste artigo estão fortemente alinhadas com os objetivos de pesquisa e desenvolvimento do laboratório iMobilis. Boa parte deste material e dos materiais seguintes a este, são resultados de estudos, pesquisas e desenvolvimento em nosso laboratório. As tecnologias wearable (hardware e software), desafios, equipamentos e outras discussões instigantes serão apresentadas para a comunidade nesta série. Este artigo representa uma introdução ao assunto.

No próximo artigo, apresentaremos sobre tecnologias de comunicação wearable, hardware e arquiteturas para tal.