COMPUTACIÓN A CUESTAS: WEARABLE COMPUTING 1

COMPUTACIÓN A CUESTAS: WEARABLE COMPUTING 1

COMPUTACIÓN A CUESTAS: WEARABLE COMPUTING
MOREIRA GUSTAVO GABRIEL (73491)
Universidad Nacional de Luján, ruta 5 y 7 Luján.
[email protected]
Podemos definir Wearable Computing (también “computación portable”, “a cuestas”, “usable”) desde
varios puntos de vistas y conceptos, pasando por lo meramente comercial hasta la creación de un nuevo
paradigma que involucra la simbiosis hombre-máquina. No solo vestirse con lo último en tecnología,
sino perseguir el anhelo del potenciamiento personal, ampliando capacidades humanas como la
memoria, el intelecto, la creatividad, comunicación, sentidos físicos y habilidades. Las innovaciones
tecnológicas en las interfaces, requerimientos de energía, recursos de red y lo concerniente a la
privacidad precipita de manera acelerada, medido en tiempos de computación, potenciar la sinergia
entre el hombre y la máquina.
Este documento describe conceptos básicos sobre Wearable Computing, sin profundizar en lo
tecnológico, pero sí en su concepto y consecuencias del uso de la misma.
1
Introducción
Durante las últimas décadas se ha volcado un esfuerzo enorme al desarrollo de nuevas
modalidades de comunicación, en el campo de la Informática, para el envío de mensajes a
la máquina y la presentación de resultados. De los múltiples modelos de interacción
surgidos, tres han dominado la escena desde su aparición. Para la entrada de datos, mouse
y teclado; para la presentación, el entorno de ventanas.
El principal argumento contra este tipo de interacción tradicional es que no permiten
una comunicación con el usuario de forma intuitiva y natural, sino que es la persona la
que debe adaptarse a esta forma de comunicación no comparable con el lenguaje hablado
o gestual que utiliza habitualmente. Otro problema es que las interfaces actuales son poco
versátiles. Teclado, ratón, pantalla son elementos adecuados para un ambiente de trabajo
determinado (oficina, hogar), pero en el quehacer diario es poco práctico para el usuario
cargar con estos dispositivos mas una computadora portátil (por más pequeña que sea).
Las nuevas propuestas de interfaces de usuario están orientadas a la búsqueda de
aquellas que se adapten a los modos de comunicación del ser humano, antes que dirigir el
esfuerzo por parte del usuario en el aprendizaje. Siguiendo este concepto se dedican
esfuerzos al estudio de la denominada Wearable Computing, donde se intenta lograr el
concepto de usuario–máquina actuando como una sola entidad.
2
Wearable Computer: Definición.
Llamamos Wearable Computer (WC) a una computadora incorporada dentro del espacio
personal del usuario que es controlada por él y que están en constante interacción. Lo
destacable es que la computadora está siempre con el usuario y este puede en todo
momento enviar o ejecutar comandos, aún cuando se encuentre en movimiento o
realizando sus actividades cotidianas [7]. Luego de esta definición surge inmediatamente
la pregunta: ¿es mi teléfono celular, Palm, PC Portátil Wearables Computers?. La
respuesta sería “si”, pero ¿qué tan “portables” son estos dispositivos?.
Investigadores y académicos han desarrollado una descripción que enuncian los
requerimientos necesarios para que un dispositivo pueda ser considerado portable [5]:
permitir “manos libres”, poseer una gran cantidad sensores ambientales y siempre actuar
proactivamente para beneficio del usuario. Aunque esto describe enteramente la potencia
y flexibilidad de estos dispositivos, no es suficiente para contener la definición de WC.
Se intentará otra definición: Un WC es un dispositivo a) que califica como
computadora (debe reunir, almacenar, correlacionar u otra manera de procesar
información), b) ser usado o llevado por una persona habitualmente y c) cuya interacción
principal sea con la persona que lo usa o lleva. Por esta definición, celulares, PDAs,
Laptop reunirían los requerimientos de ser portables, sin embargo, por ejemplo un
localizador de personas invalidaría el punto c) ya que el usuario no es la persona que lleva
el dispositivo.
Para evaluar si algo es WC o no, se necesitan métricas para poder valorar si un
dispositivo puede considerarse como portable. Podemos focalizar la performance de un
portable en dos criterios centrales: su transparencia y su eficacia [5]. Transparencia es el
grado de visibilidad en el uso del WC durante la ejecución de actividades diarias del
usuario. Esta el factor de forma y la interfaz de usuario. Portables de uso habitual, deben
ser físicamente discretos, livianos y pequeños (factor de forma), además de tener una
interfaz de usuario intuitiva y natural (interfaz). Una métrica para la transparencia es
difícil de lograr, pero podría definirse como la proporción del tiempo total usado para
realizar una tarea y el tiempo que fue consumido en la interfaz. Un tiempo pequeño
utilizado en la interfaz para una tarea aumenta la transparencia. Por ejemplo, en un WC,
la información que aparece en un display, como un dispositivo montado sobre la cabeza
que esta dentro del campo visual, tendrá una mayor transparencia que tener que mover el
brazo para buscar o mirar un display estático como una pantalla o un PDA.
Eficacia en una medida del grado de efectividad de un portable. Para definir eficacia
debemos saber cual es el propósito de un WC. En este punto debemos agregar otro
requerimiento a la definición: d) el propósito de un WC es proveer a su usuario de los
medios, el conocimiento o la oportunidad de estar capacitado para completar una tarea o
tareas dadas. Eficacia es entonces una medida del grado que el portable permite a su
usuario realizar tareas más fácilmente o habilitarlo para desempeñar otras completamente
nuevas. La eficacia de un dispositivo portable puede ser medida en función del ajuste
necesario que el usuario debe hacer para el uso del mismo. Por ejemplo, un PDA debe ser
sacado del bolsillo para mirar la hora en él. Por comparación, una Laptop requiere ser
sacada de la valija, abierta, encendida y una simple consulta de la hora necesita un ajuste
de la pantalla con la mano del usuario para lograr un ángulo correcto de visión.
3
Aspectos de Wearable Computing.
Es una computadora “vestible”, portable, que esta incluida en el espacio del usuario,
controlada por él y tiene operación e interacción persistente, es decir, esta siempre
encendida y siempre accesible. Lo destacable es que el dispositivo esta siempre con el
usuario y puede siempre ingresar uno o varios comandos, lo que puede hacer mientras
camina o hace otras actividades [7]. Un aspecto sobresaliente de las computadoras en
general es su reconfigurabilidad y su generalidad. La WC no es la excepción, es decir, no
es solo un reloj o unos anteojos comunes, sino que es todo un sistema de computadora
completamente funcional pero que además de serlo, está también intrínsecamente
entrelazada con el portador. Esto ubica la WC aparte de otros dispositivos portables como
un reloj pulsera, anteojos comunes, radios portátiles, etc. Distinto a estos dispositivos
portables que no son programables (reconfigurables), la WC es tan reconfigurable como
una PC de escritorio o un mainframe.
Definimos ahora Computación Portable en términos de tres modos básicos de
operación y seis de sus atributos fundamentales.
4
Modos de operación de Wearable Computing [6].
Hay tres modos de operación en esta nueva interacción entre humano y computadora:
• Constancia (persistencia): La computadora esta siempre lista para interactuar con
el usuario. Distinto a una Palm, PDA, Laptop, no necesita ser abierta o
encendida antes de ser usada. El flujo de mensajes humano-computadora y
computadora-humano se ejecuta continuamente proveyendo una interfaz de
usuario “persistente”.
humano
Computadora
Fig1 – Describe la interacción continua humano-computadora.
•
Ampliación: Los paradigmas de la computación tradicional están basados en la
noción que la computación es la tarea principal. Sin embargo, WC, se basa en
que esto no es así. La suposición de WC es que el usuario hará sus tareas
mientras al mismo tiempo estará usando la computación. Así, la computación
permitiría ampliar el intelecto e incrementar los sentidos.
entrada
humano
salida
Computadora
Fig2 – Flujo de información entre humano – computadora
•
Mediación: Diferente a una Palm, Laptop o PDA la WC puede encapsular al
usuario. Esto no implica que sea un encapsulamiento completo, pero el concepto
permite un mayor grado de encapsulamiento a las computadoras portátiles
tradicionales. Hay dos aspectos para este encapsulamiento:
• Aislamiento: Puede funcionar como filtro de información y permite
bloquear cosas que no deseamos experimentar, con una simple advertencia
o cambiando el medio existente por otro medio. En otra forma, podría
permitirnos alterar nuestra percepción de la realidad en distintos tipos de
formas.
•
Privacidad: La mediación nos permite bloquear o modificar la información
de nuestro espacio encapsulado. Esto es comparable al efecto protector de
nuestra ropa del medio ambiente. Otra forma de privacidad es el
ocultamiento de nuestra forma de hacer las cosas aún cuando se perciba que
las hacemos (como la casaca de un luchador que cubre el movimiento de sus
pies ante el oponente). Si bien otras tecnologías como las Laptops pueden
proteger nuestra privacidad con programas como Pretty Good Privacy
(PGP), el punto débil de este tipo de sistema es el espacio entre ellos y el
usuario. Generalmente es muy sencillo para un intruso romper el enlace
entre la computadora y el usuario (puede ser por medio de un troyano o
algún tipo de virus) o también comprometer el enlace entre la computadora
y otras.
De esta manera, WC se puede usar para generar un nuevo nivel de privacidad,
siempre en uso y menos propenso a caer víctima de ataques furtivos. Además la sinergia
encerrada entre humano-computadora hace más resistente al ataque. Como ejemplo, una
persona observando sigilosamente por sobre nuestro hombro o una cámara oculta en el
techo con acceso a todo lo que escribimos en el teclado. Otra forma de defensa contra la
invasión de la privacidad sería usar en la ropa interior la WC con una capa de ropa
externa a modo de malla protectora contra un atacante que pudiera escuchar
radiofrecuencias. La privacidad sería también lograda en la comunicación entre usuarios
de WC por medio de mensajes cifrados. Puede llegar a tal punto el grado de
encapsulamiento que al estar en contacto con nuestra piel, podría tomar medidas de
nuestra fisiología (presión arterial, temperatura, humedad).
humano
salida
entrada
computadora
Fig3 – Describe encapsulamiento humano-computadora.
Podríamos redibujar la figura anterior representando la persona y la computadora como
dos entidades separadas dentro de una “cáscara” protectora opcional que puede ser
removida total o parcialmente.
Irrestricto
Desmonopolización
humano
controlable
observable
Atención
computadora
Comunicativo
WC es un entorno de trabajo donde se da algún grado de estos tres modos de operación, o
la conjunción de ellos.
5
Los Seis atributos de Wearable Computing [7].
Hay seis caminos a seguir asociadas a esta nueva sinergia hombre-maquina. Estos son de
hecho atributos de WC y se describen desde el punto de vista de los humanos:
-
-
-
-
Desmonopolizar la atención constante del usuario: no aisla al usuario del mundo
exterior como lo haría, por ejemplo, un juego de realidad virtual o similar. El usuario
puede atender otras cosas mientras usa la WC. Esta construido y diseñado asumiendo
que la computación es una actividad secundaria mas que primaria. De hecho,
proporciona capacidades sensoriales ampliadas (aumentando, alterando o
deliberadamente disminuyéndolas).
Irrestrictivo para el usuario: no debe restringir la movilidad del usuario mientras este
realiza otras tareas (escribir, leer, caminar o hasta trotar).
Observable por el usuario: en todo momento o dentro de limitaciones aceptables (por
ejemplo al mirar momentáneamente hacia lo lejos o al pestañear no ver la pantalla).
El medio de salida es constantemente perceptible por el portador.
Controlable por el usuario: Puede tomar control de la WC en el momento que lo
desee, incluso en procesos totalmente automáticos, puede tomar el control (p.ej. si
accidentalmente presiona “enter” o una orden similar sobre una lista con una gran
cantidad de archivos seleccionados que pudiera comprometer la performance de la
computadora al tener que abrirlos o ejecutarlos, podría el usuario tomar el control
inmediatamente y cortar el proceso).
Atento al ambiente: consciente del entorno, multimodal, multisensorial (esto último
incrementa la capacidad sensorial del usuario).
Comunicativo con otros: Puede ser utilizada como medio de comunicación. Permite
al portador además poder expresarse con el medio o como medio de comunicación
directa con otros, o como asistente de medios expresivos (p.ej. artístico).
Las seis características explicadas anteriormente implican también:
Constancia: Siempre lista. Puede tener algún tipo de modo latente, pero nunca
“desconectada”, al contrario de otros dispositivos que deben ser abiertos, encendidos,
booteados antes de usarse. Siempre “ON” y siempre listo.
Personal: humano y computadora están intrínsecamente entrelazados:
Extensión: se puede adaptar al modo de actuar como una verdadera extensión del
cuerpo o la mente, perdiendo el sentido de que se está “usando”.
Inseparable: Hay una barrera a la prohibición de portar el equipo (p.ej. “debe
dejar su laptop en la entrada para acceder a este salón.”)
Privado: otros pueden observar o controlar a menos que sean dejados por el
usuario. Además otros no pueden determinar el estado del sistema a menos que
les sea permitido.
6
Consecuencias de la Wearable Computing.
La consecuencia final de la WC es sin duda el potenciamiento personal
(empowerment)[2], mediante la habilidad de equipar al individuo con un espacio de
información personalizado y adaptado a sus necesidades; propio, operativo y totalmente
controlado por el usuario. Las computadoras hogareñas han recorrido un largo camino al
potenciamiento del individuo, pero en el ámbito del hogar, siendo este hasta ahora, el
último bastión donde el largo brazo de la vigilancia no ha invadido la privacidad. La WC
hace que este espacio llegue incluso al mundo exterior.
Aunque WC, en su forma mas conocida hoy (video en miniatura, pantalla sobre uno
o ambos ojos, procesadores adheridos a la vestimenta y dispositivos de entrada como una
serie de botones o joystick manual y micrófono) fue inventado en los ’70 para
aplicaciones de imagen personal, solo recientemente ha sido adoptado por los organismos
militares para proyectos gubernamentales.
Una observación: En lo que respecta a innovación, los grandes usuarios (militares,
gobierno, empresas multinacionales, corporaciones) han sido sobrepasadas en velocidad
por avances tecnológicos que están al alcance de consumidores comunes. Como p.ej. el
sofisticado y pequeño walkman de Sony frente a un equipo de radio usado en el campos
de batalla.
La velocidad de cambio con la que la tecnología comercial avanza precipitará un
cambio en el paradigma del potenciamiento personal del mismo modo que pudo haber
sido la invención de la pólvora y las armas de fuego, medido en tiempos de computación:
muy rápidamente.
7
Aspectos de Wearable Computing y el potenciamiento personal [7].
Hay varios aspectos y facilidades brindadas por la computación portable:
Memoria fotográfica: En sentido colectivo, dos o más individuos pueden compartir
información aún sin haberla experimentado personalmente.
Inteligencias humanas conectadas : En sentido colectivo, dos o más individuos
pueden colaborar con otros mientras están realizando alguna tarea específica.
Seguridad personal: En contraste con una red urbana centralizada de seguridad, un
sistema incorporado a la ropa del individuo.
Operación “sin ataduras”: WC produce y requiere movilidad, siendo libre de tener
que conectarse a la red eléctrica o la red de comunicaciones.
Sinergia: Mas que intentar emular la inteligencia humana en la computadora, como
es el objeto de investigación de la inteligencia artificial, el objetivo de WC es
producir una combinación sinérgica entre humano-computadora, en la que cada uno
realiza las tareas para lo que mejor esta capacitado. Luego de un período de tiempo
prolongado, la WC comienza a funcionar como una extensión de la mente y el cuerpo
del usuario y produce la sensación de no ser entidades separadas. De hecho, la misma
sensación de faltarnos algo cuando una persona es despojada de sus ropas. Sinergia
en la que el humano y la computadora toman elementos uno del otro es llamada
Inteligencia Humanística (HI).
Calidad de vida: WC es capaz de realzar las experiencias diarias, no solamente en el
lugar de trabajo, sino en la vida cotidiana de muchas personas. El potencial de mejora
de calidad de vida para una persona con algún tipo de discapacidad sería un tema
para comentar que escapa a este documento.
8
Dependencia de la Wearable Computing.
Algunas personas podrían llegar a sentir cierto temor con respecto a la dependencia que
se generaría entre el humano y la máquina. Este sentimiento puede tener algo de cierto,
como alguna vez todos pensamos que el uso de la calculadora electrónica disminuye
nuestra habilidad de realizar cálculos matemáticos mentalmente o tomarnos mucho
tiempo para hacerlo con lápiz y papel. Sin embargo, hoy en día podemos realizar tareas
con un grado mayor de abstracción, como comprender complejos sistemas o poder seguir
miles de líneas de código de programación, aún relegando estas tareas primarias.
Comparable también es afirmar que hemos disminuido nuestra capacidad de sobrevivir a
la intemperie por haber comenzado en algún momento a usar vestimenta. Por supuesto
que algunas capacidades pueden verse disminuidas (p.ej. la capacidad de recordar cosas
sin ayuda) pero muchas son las que pueden potenciarse (p.ej. la memoria) y otras empezar
a aparecer sin haberlas tenido anteriormente. (p.ej. visión infrarroja)
Consideraciones finales.
La miniaturización de componentes ha permitido que los sistemas sean portables y
prácticamente invisibles, tanto que permiten al individuo moverse e interactuar
libremente, asistido por su propio espacio de información [4]. Wearable Computing es el
esfuerzo puesto para lograr un ideal, hipotético: el concepto de Cyborg o simbiosis
hombre-máquina [3]. Esta combinación debe darse como una extensión natural del
usuario, que no requiera demasiada atención consciente del mismo (similar a manejar una
bicicleta).
Hay muchos sistemas hombre-máquina, pero al presente no hay una simbiosis
hombre-computadora. El deseo es que, en no muchos años, cerebros humanos y
computadoras estén fuertemente acoplados y que el resultado de esta unión sea una forma
de pensar y un manejo de la información que ningún cerebro humano haya podido
experimentar. Las líneas de investigación son amplias y variadas con mucho por mejorar
y desarrollar sea cual sea el camino a seguir.
Bibliografía.
1
2
3
4
5
6
7
Steve Mann, Wearable Computing: A first step toward personal imaging.
Cybersquare Computer, Vol.30 No 2, February 1997.
Steve Mann, University of Toronto, Wearable Computing as means for personal
empowerment, Keynotes Address for the First International Conference on Wearable
Computing, ICWC-98, May 12-13, Fairfax VA.
Thad Startner, The challenges of wearable computing: Part 1, Georgia Institute of
Technology, July-August 2001.
Dr Johan Bergquist, Wearable Computing in Japan , Asin Technology ,
http://www.atip.org/Akihabara/links/johanwear/text.html
Joshua Klein, Aaron Toney, "What is a Wearable Computer?, Metrics for Assessing
Wearable Devices”, GSM World: Smartphones 5th-6th December 2000, Vienna,
Austria. http://gro.hhhh.org/~joeboy/publications/toney_klein_how_wearable.pdf
Steve Mann, Wearable Computing: Toward Humanistic Intelligence, May/Jun 2001,
University of Toronto. http://wearcam.org/ieeeis/ieeeis_intro.pdf
Steve Mann, Definition of “Wearable Computing”, 1998 International Conference on
Wearable Computing ICWC-98, Fairfax VA, May 1998.
http://wearcomp.org/wearcompdef.html