La tecnologia indossabile: proteggere il futuro degli sviluppi elettronici

Il primo esempio di tecnologia indossabile può essere osservato nel 1500 con il primo rudimentale orologio indossato al collo per la misurazione del tempo.  Nel 1900 il primo dispositivo indossabile a raggiungere il successo globale fu l’orologio digitale calcolatrice di Pulsar. Nel nuovo millennio possiamo osservare che la tecnologia informatica è ormai integrata in svariate parti della vita quotidiana, con il lancio e la diffusione di molti dispositivi che hanno cambiato il nostro modo di vivere. Nel 2000 è stato venduto il primo auricolare Bluetooth, nel 2004 è stata lanciata la fotocamera Go Pro. Nel 2013 venne annunciato lo sviluppo di Google Glass, un display montato sulla testa dotato di realtà aumentata, tramite il quale è possibile accedere a Internet con l’uso di soli comandi vocali. L’anello Echo-Loop di Amazon è stato lanciato nel 2019, un design accattivante per un dispositivo estremamente piccolo ed innovativo che consente all’ utente di effettuare pagamenti, di realizzare chiamate e di ricevere notifiche. Si prevede che entro il 2022 i dispositivi indossabili connessi saranno più di 1,1 miliardi in tutto il mondo con il passaggio da 4G a 5G. Questi dispositivi precursori hanno esteso e arricchito con successo le funzionalità dell’abbigliamento, incorporando sofisticate applicazioni elettroniche in dispositivi e accessori che possono essere comodamente indossati nella vita di tutti i giorni.

L’atletica è stata una delle aree a beneficiare maggiormente della tecnologia indossabile con numerosi dispositivi in grado di monitorare le performance di un atleta: frequenza cardiaca, movimenti e prestazioni, possono essere misurati insieme alle condizioni ambientali e ai potenziali rischi per la salute. Il mercato della tecnologia indossabile è negli ultimi anni in costante crescita con l’enorme popolarità assunta da applicazioni per il monitoraggio della dieta, per l’esercizio fisico o per il controllo del sonno. Alcuni dispositivi avvisano addirittura l’utente quando ci si debba spostare da una posizione sedentaria, o forniscono suggerimenti su come migliorare la propria postura. Nel futuro ci potrebbero essere sempre più collaborazioni tra i produttori di abbigliamento e le aziende tecnologiche che mettono in relazione sensori intelligenti con la tecnologia 5G, consentendo connessioni sempre più strette tra gli esseri umani e reti informatiche. In un recente studio di Statista del 2019, nel mondo le aree più popolari per la tecnologia indossabile sono Cina, Stati Uniti, India, Regno Unito e Germania, con una quota di mercato del 36,4% nella fascia di età 25-36 anni.

Gli utenti abituali della tecnologia indossabile tendono a cercare delle versioni più recenti e sempre più sofisticate dei loro dispositivi preferiti.  Lo Smart Watch di Apple è diventato uno stile di vita per molti. Oltre che a fornire l’ora, si tratta di un telefono in grado di ricevere e-mail, di registrare livelli di rumore, di monitorare la frequenza cardiaca e dotato di molteplici altre funzioni. Avvalendosi di una simile tecnologia è possibile ad esempio avvisare i familiari circa potenziali cadute o incidenti di parenti anziani, permettendo agli stessi di vivere da soli e di mantenere un certo grado di indipendenza. Ciò sta diventando particolarmente importante con un aumento sempre più significativo dell’età media della popolazione.

Il Moodmetric Smart Ring è un altro dispositivo sicuramente destinato ad una crescita esponenziale nel 2020 in quanto è in grado di misurare e di gestire lo stress dell’utente, e, allo stesso tempo, di connettersi con molteplici altri sistemi intelligenti. I problemi di salute mentale sono un tema molto sensibile, delicato e di difficile rilevazione; in quest’ottica un anello indossato al dito che misuri efficacemente il livello di stress potrebbe divenire un affidabile indicatore precoce di patologie come la depressione, e rivelarsi uno strumento molto utile per la diagnosi medica.

Proprio pensando all’ambito medico con una prospettiva più ampia, si può notare come le applicazioni in questo campo siano potenzialmente infinite. Basti pensare per un momento alla tipologia di dispositivi indossabili (ancora in fase di prototipo) che potrebbero essere progettati specificatamente per la prevenzione delle malattie e il mantenimento di una buona salute come il controllo del peso, il rilevamento della pressione sanguigna o il monitoraggio dell’attività fisica. I dati ottenuti dal dispositivo indossabile potrebbero avere un impatto diretto su una decisione clinica riguardante farmaci, terapie, diagnosi ecc. Tra gli argomenti a favore di una tecnologia sempre più indossabile c’è sicuramente quello di una migliore assistenza ai pazienti, con allo stesso tempo una riduzione dei costi della salute pubblica da parte dello stato. Tuttavia, visto che i dispositivi sono ancora in fase di prototipo, c’è ancora molta strada da fare in termini di accettazione del paziente, di sicurezza, di riservatezza, di etica e di intelligenza artificiale necessarie per far fronte alla gestione di tali dati. I “big data” che questi dispositivi saranno in grado di raccogliere e di utilizzare mediante intelligenza artificiale potrebbero rivoluzionare il trattamento di alcune patologie estremamente gravi come le malattie cardiache, il morbo di Parkinson o il diabete. È però necessario che vengano definiti norme, regole e limiti circa l’utilizzo di queste informazioni, affinché la tecnologia indossabile possa in futuro assistere in un modo così significativo alla gestione della salute.  Anche l’avvento del 5G svolgerà un ruolo fondamentale in questo processo, aumentando in maniera sostanziale il volume di dati che possono essere trasmessi e comunicati.

Esaminando questi sviluppi, in generale, possiamo notare che esistono due grandi sfide nel progettare un dispositivo indossabile: che si comporti/interagisca/raccolga i dati come richiesto; che funzioni quando è esposto agli ambienti in cui è progettato per operare. Ad esempio, un sensore di temperatura su un dispositivo statico dovrà sopportare le temperature in quell’ambiente specifico e resistere a qualsiasi shock termico o di ciclo che possa verificarsi all’interno di esso. Un sensore di temperatura come parte di un dispositivo indossabile ha la considerazione aggiuntiva delle interazioni fisiche: il dispositivo sarà spostato, deteriorato, potrà subire dei colpi, venire piegato e potenzialmente essere esposto ad una serie di elementi aggiuntivi, come acqua o sostanze chimiche. È quindi imperativo che questi dispositivi siano protetti per garantire prestazioni affidabili nei loro ambienti di utilizzo finale.

La protezione per componenti elettronici esposti nei dispositivi indossabili può essere garantita sotto forma di resine a incapsulanti o conformal coating. La varietà di prodotti potenzialmente applicabili genera quindi un’ulteriore sfida: quella di scegliere il la protezione più adatta. Come abbiamo già spiegato, è molto comune che un dispositivo indossabile registri e trasferisca dati; sia mandandole direttamente ad un altro dispositivo, sia registrando e raccogliendo le informazioni attraverso un sensore. Questa connessione ad altri dispositivi può funzionare tramite onde radio: qualsiasi protezione utilizzata deve consentire la trasmissione delle stesse senza alcuna interferenza. Inoltre, le condizioni ambientali e l’uso caratteristico del dispositivo devono essere considerati al fine di trovare la migliore soluzione per l’applicazione in cui andrà ad operare.

Per consentire una migliore comprensione delle possibili prestazioni di un prodotto e per semplificare il processo di selezione, possiamo attingere all’esperienza che abbiamo maturato in altri settori o tecnologie. Ad esempio, se pensiamo a un dispositivo indossabile utilizzato da un nuotatore per monitorare la frequenza cardiaca e la salute generale in piscina, è ovvio che questo dispositivo deve poter funzionare immerso nell’ acqua. In quest’ottica l’applicazione può essere paragonata a quella di una boa sonar in cui i sensori vengono utilizzati per fornire informazioni fondamentali sull’ecosistema marino. In questo caso, il dispositivo dovrà inviare un segnale radio ed operare costantemente immerso in acqua salata: un ambiente simile a quello del dispositivo indossato dal nuotatore in piscina. Anche i dispositivi utilizzati per tracciare le abitudini e il comportamento di animali marini o fluviali funzionano seguendo le stesse prerogative.

Electrolube, come azienda, utilizza e confronta efficacemente le informazioni e le conoscenze acquisite in altri settori. Ad esempio, l’acqua salata è generalmente più corrosiva dell’acqua che si trova in una piscina; in quest’ottica l’esperienza acquisita dalle boe sonar mostrerà le prestazioni di un composto in un ambiente simile ma più aggressivo. Questo è ovviamente solo un esempio tra le molteplici considerazioni che si possono fare nell’analisi di un’applicazione. Il grado di flessibilità e di robustezza del dispositivo, l’intervallo di temperatura di funzionamento e la possibilità di contatto con altre sostanze chimiche sono tutti possibili ulteriori fattori da prendere in considerazione durante il processo di selezione di un prodotto. Pensando a tutte queste variabili e senza dimenticare la necessità di consentire la connettività e il trasferimento di dati, ci sono molte altre proprietà come la costante dielettrica, la resistenza alla nebbia salina, la durezza e l’allungamento a rottura che devono essere considerati per trovare il prodotto ottimale.

È chiaro che ogni applicazione della tecnologia indossabile avrà i propri criteri in termini di prestazioni, di ambiente di riferimento, di utilizzo previsto e, in tutti i casi, avrà bisogno di una risposta affidabile e precisa del dispositivo. Il mercato dei dispositivi indossabili è sicuramente un tema di grande rilevanza, specie in questo momento storico dove la tecnologia sta plasmando le nostre vite più che mai. Il lavoro e, in maniera ancora superiore, la scuola da remoto, stanno cambiando il mondo dove viviamo. Si affacciano davanti ai nostri occhi nuove tecnologie come podcast, video classi con insegnamento interattivo, applicazioni, giochi, realtà aumentata, realtà virtuale e svariate simulazioni che sono già disponibili sui dispositivi indossabili e che stanno diventando parte centrale del sistema educativo utilizzato dalle nuove generazioni.

I requisiti e le caratteristiche dei prodotti di protezione verranno via a via definiti attraverso il continuo sviluppo, aumento e diffusione di sempre nuovi e differenti dispositivi. La tecnologia indossabile è progettata con l’intento di rendere le attività quotidiane più facili e accessibili. Incoraggerà diversi metodi di interazione e comunicazione, aumentando ancora di più la nostra mobilità all’interno del mondo elettronico e rafforzandone così relazioni ed interconnessioni.

Jade Bridges

Responsabile Tecnico – Electrolube