“MouthIO” es un dispositivo bucal que los usuarios pueden diseñar digitalmente e imprimir en 3D con sensores y actuadores integrados para capturar datos de salud e interactuar con una computadora o un teléfono.
Cuando piensas en dispositivos manos libres, es posible que te imagines a Alexa y otros asistentes domésticos activados por voz, auriculares Bluetooth o pedirle a Siri que haga una llamada telefónica en tu auto. Es posible que no te imagines usando la boca para comunicarte con otros dispositivos, como una computadora o un teléfono, de forma remota.
Pensando en nuevas ideas, los investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT y de la Universidad de Aarhus han diseñado “MouthIO”, un aparato dental que se puede fabricar con sensores y componentes de retroalimentación para capturar interacciones y datos en la boca. Este dispositivo portátil interactivo podría ayudar a los dentistas y otros médicos a recopilar datos de salud y ayudar a las personas con discapacidad motriz a interactuar con un teléfono, una computadora o un rastreador de actividad física usando la boca.
MouthIO es un aparato transparente que se parece a un retenedor electrónico y que se ajusta a las especificaciones de los dientes superiores o inferiores a partir de un escáner. Los investigadores crearon un complemento para el software de modelado Blender para ayudar a los usuarios a adaptar el dispositivo a un escáner dental, donde luego pueden imprimir en 3D su diseño en resina dental. Esta herramienta de diseño asistida por computadora permite a los usuarios personalizar digitalmente un panel (llamado carcasa de PCB) en el lateral para integrar componentes electrónicos como baterías, sensores (incluidos detectores de temperatura y aceleración, así como sensores de contacto con la lengua) y actuadores (como motores de vibración y LED para retroalimentación). También se pueden colocar pequeños componentes electrónicos fuera de la carcasa de PCB en dientes individuales.
Las investigaciones realizadas por otros en el MIT también han dado lugar a otro panel táctil que se utiliza con la boca, basado en una tecnología desarrollada inicialmente en el Media Lab. Ese dispositivo está disponible a través de Augmental , una empresa emergente que implementa una tecnología que permite a las personas con discapacidades motoras interactuar sin problemas con sus dispositivos informáticos personales.
La boca activa
“La boca es un lugar realmente interesante para un dispositivo portátil interactivo”, afirma el autor principal Michael Wessely, ex investigador posdoctoral de CSAIL y autor principal de un artículo sobre MouthIO , que ahora es profesor adjunto en la Universidad de Aarhus. “Este entorno compacto y húmedo tiene geometrías elaboradas, lo que dificulta la construcción de una interfaz portátil para colocar en su interior. Sin embargo, con MouthIO hemos desarrollado un dispositivo de código abierto que es cómodo, seguro y casi invisible para los demás. Los dentistas y otros médicos están entusiasmados con MouthIO por su potencial para proporcionar nuevos conocimientos sobre la salud, rastreando cosas como el rechinamiento de dientes y potencialmente las bacterias en la saliva”.
El entusiasmo por el potencial de MouthIO en el control de la salud surge de los experimentos iniciales. El equipo descubrió que su dispositivo podía rastrear el bruxismo (el hábito de rechinar los dientes) al incorporar un acelerómetro dentro del aparato para rastrear los movimientos de la mandíbula. Cuando se conectaba al juego inferior de dientes, MouthIO detectaba cuándo los usuarios rechinaban y mordían, y los datos se graficaban para mostrar con qué frecuencia los usuarios hacían cada cosa.
El aparato ortopédico personalizable de Wessely y sus colegas también podría ayudar algún día a los usuarios con discapacidades motoras. El equipo conectó pequeños paneles táctiles a MouthIO, lo que ayuda a detectar cuándo la lengua de un usuario toca sus dientes. Estas interacciones podrían enviarse a través de Bluetooth para desplazarse por una página web, por ejemplo, lo que permitiría que la lengua actuara como una «tercera mano» para facilitar la interacción con manos libres.
«MouthIO es un gran ejemplo de cómo la electrónica en miniatura nos permite ahora integrar la detección en una amplia gama de interacciones cotidianas», afirma la coautora del estudio Stefanie Mueller, profesora asociada de Desarrollo Profesional TIBCO en los departamentos de Ingeniería Eléctrica, Ciencias de la Computación e Ingeniería Mecánica del MIT y líder del Grupo de Ingeniería HCI en CSAIL. «Estoy especialmente entusiasmada por el potencial de ayudar a mejorar la accesibilidad y rastrear posibles problemas de salud entre los usuarios».
Moldeado y fabricación de MouthIO
Para obtener un modelo 3D de sus dientes, primero puede crear una impresión física y rellenarla con yeso. Luego puede escanear su molde con una aplicación móvil como Polycam y subirlo a Blender. Usando el complemento de investigadores dentro de este programa, puede limpiar su escaneo dental para delinear un diseño de ortodoncia preciso. Finalmente, imprime en 3D su creación digital en resina dental transparente, donde luego se pueden soldar los componentes electrónicos. Los usuarios pueden crear una ortodoncia estándar que cubra sus dientes u optar por un diseño de «mordida abierta» dentro de su complemento de Blender. Este último se ajusta más como guantes con los dedos abiertos, exponiendo las puntas de los dientes, lo que ayuda a los usuarios a evitar el ceceo y hablar con naturalidad.
Este método «hágalo usted mismo» cuesta aproximadamente 15 dólares y se imprime en 3D en dos horas. MouthIO también se puede fabricar con un escáner dental más caro y de nivel profesional, similar al que utilizan los dentistas y ortodoncistas, que es más rápido y requiere menos trabajo.
En comparación con su versión cerrada, que cubre completamente los dientes, los investigadores consideran que el diseño de mordida abierta es una opción más cómoda. El equipo prefirió usarlo para experimentos de monitoreo de bebidas, donde fabricaron un aparato capaz de alertar a los usuarios cuando una bebida estaba demasiado caliente. Esta versión de MouthIO tenía un sensor de temperatura y un monitor integrados dentro de la carcasa de PCB que vibraba cuando una bebida superaba los 65 grados Celsius (o 149 grados Fahrenheit). Esto podría ayudar a las personas con entumecimiento de la boca a comprender mejor lo que están consumiendo.
En un estudio de usuarios, los participantes también prefirieron la versión de mordida abierta de MouthIO. «Descubrimos que nuestro dispositivo podría ser adecuado para el uso diario en el futuro», dice el autor principal del estudio y estudiante de doctorado de la Universidad de Aarhus, Yijing Jiang. «Dado que la lengua puede tocar los dientes frontales en nuestro diseño de mordida abierta, los usuarios no tienen ceceo. Esto hizo que los usuarios se sintieran más cómodos usando el dispositivo durante períodos prolongados con descansos, de manera similar a cómo las personas usan retenedores».
Los hallazgos iniciales del equipo indican que MouthIO es una interfaz rentable, accesible y personalizable, y el equipo está trabajando en un estudio a más largo plazo para evaluar su viabilidad en mayor profundidad. Buscan mejorar su diseño, lo que incluye experimentar con materiales más flexibles y colocarlo en otras partes de la boca, como la mejilla y el paladar. Entre estas ideas, los investigadores ya han creado prototipos de dos nuevos diseños para MouthIO: un aparato ortopédico de un solo lado para una mayor comodidad al usar MouthIO y que al mismo tiempo sea completamente invisible para los demás, y otro totalmente capaz de cargarse y comunicarse de forma inalámbrica.
Los coautores de Jiang, Mueller y Wessely incluyen a la estudiante de doctorado Julia Kleinau, el estudiante de maestría Till Max Eckroth y la profesora asociada Eve Hoggan, todos de la Universidad de Aarhus. Su trabajo fue financiado por una beca de la Fundación Novo Nordisk y fue presentado en el Simposio sobre Software y Tecnología de Interfaz de Usuario de la ACM. MIT News, A. S. Traducido al español
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