ES1142331U - Método de operación y Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual. - Google Patents

Abstract

1. Un dispositivo SmartWatch o "reloj inteligente" con capacidad de control gestual (1), capaz de realizar tareas propias de teléfonos inteligentes (Smartphone), PDA's y ordenadores portátiles, y de comunicarse con ellos y que comprende: a. un cuerpo o caja (110) donde están alojados los dispositivos eléctricos y electrónicos. b. una correa (120) intercambiable, dotada con enganches (122, 123) para su fijación al cuerpo del dispositivo (110). c. una pantalla táctil (141) para la visualización de notificaciones imágenes e información que permiten la interacción con el dispositivo. d. al menos un botón pulsador (111), de direccionamiento, desplazamiento, confirmación, bloqueo y/o desbloqueo que permiten la interacción con el dispositivo. e. al menos un led de notificación (115) f. medios electrónicos (15) y sensores (16) caracterizado porque: - la comunicación con otro dispositivo (2) se realiza mediante tecnologías inalámbricas, implementadas en un receptor-emisor Wi-Fi, Bluetooth o NFC (163) de forma que el dispositivo (1) es capaz de sincronizarse con un teléfono móvil o cualquier otro dispositivo y actuar como centro de recepción de notificaciones. - el dispositivo es controlado mediante un programa o software basado en un sistema operativo Android, iOS, o Windows, a través de una interfaz táctil y funcionalidades adaptadas a dispositivos. - la pantalla táctil (141) es un pantalla OLED táctil con tecnología de protección que permite ver e interactuar con las notificaciones del Smartwatch (1) o con otros dispositivos y ver información útil dependiendo del contexto. - dichos sensores (16) incluyen dispositivos con funcionalidad de magnetómetro (155), giroscopio, acelerómetro y brújula (166) y de sensor de luz ambiental (168). - dichos sensores (16) comprenden: sensores EMG (121) y sensores MMG (157) incorporados en la correa intercambiable (120) que mediante el procesado de sus señales por un chip o procesador específico (156) en colaboración con los medios electrónicos (15) y otros sensores, confieren capacidad de control gestual al dispositivo, mediante la conversión de gestos de la mano y movimientos de ésta. - la conexión de los sensores EMG-MMG (121) situados en la correa (120) con los medios electrónicos (15), se realiza a través de un conector macho microUSB (125) implementado en el enganche (123) y su conexión con el conector hembra microUSB (146) instalado en cualquiera de las placas (142, 143) sobre las que se disponen los medios electrónicos (15) y otros sensores (16). - la capacidad de control gestual es materializada mediante la conversión de las señales de los sensores (15) a través de los medios electrónicos (16) y un programa, que opera bajo un sistema operativo implementado en la memoria del microprocesador (151). - dichas correas intercambiables (120), son de tipo elástico o regulable de forma manual y contiene los sensores de EMG (121).

Description

DESCRIPCIÓN

Método de operación y Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual.

5

Sector de la técnica:

La presente invención se refiere a un “Reloj Inteligente o “SmartWatch” dotado de control de gestos, capaz de interactuar con el usuario y otros dispositivos.

Estado de la técnica: 10

En el estado de la técnica, se conoce e identifica con “Smartwatch” a un reloj pulsera que incorpora un conjunto de componentes electrónicos, junto con un microprocesador capaz de ejecutar aplicaciones informáticas, gracias a las cuales el propietario puede, acceder a internet, consultar su correo electrónico, realizar y recibir llamadas, monitorizar y cuantificar su actividad diaria, ejecutar determinadas 15 aplicaciones (apps), es decir, es un reloj computerizado que ofrece mucho más que indicar la hora y el día, habiéndose pasado desde la década de los 70 a la actualidad, del clásico reloj analógico a los relojes digitales y ahora a comienzos del siglo XXI a los relojes inteligentes.

Smartwatch es una palabra de origen inglés cuya traducción equivale a "reloj 20 inteligente"

A diferencia de los clásicos relojes analógicos y digitales, esta nueva generación de relojes inteligentes reúnen las tecnologías implementadas en los
Smartphone, Tablets y computadoras de última generación, incorporando cámara de fotos y vídeo, GPS, acelerómetro, giroscopio, brújula, termohigrómetro, barómetro, 25 pulsómetro, conexiones inalámbricas, pantalla táctil con alta definición, batería recargable, todo ello controlado por un microprocesador y un software apropiado. Al igual que ocurre con los Smartphone y Tablets, multitud de SmartWatch cuentan con apps desarrolladas a medida, principalmente enfocadas hacia temas de salud, fitness y productividad. 30

El SmartWatch pertenece a la familia de dispositivos “wearables” al igual que otros dispositivos como gafas, pulseras, anillos, zapatillas... los cuales permiten interactuar con nuestro cuerpo y otros dispositivos haciendo “wearable” (llevable / corporable) a todas partes este tipo de tecnología. 35

Estos relojes permiten realizar cálculos, controlar velocidades, calcular algunas condiciones atmosféricas (tales como la temperatura, la altura, presión del aire…), funcionar como GPS, entre otras funciones ya conocidas en el estado del arte.

Por otro lado, aunque su funcionamiento suele basarse en la colaboración con otro 5 dispositivo (generalmente el teléfono móvil), también funcionan como centro de recepción de notificaciones, acerca de los correos electrónicos recibidos, llamadas y SMS, así como altavoz y auricular (en algunos modelos) y la mayoría de los relojes SmartWatch funcionan mediante tecnologías inalámbricas, como Wi-Fi, Bluetooth o NFC, para sincronizarse con el teléfono móvil o cualquier otro dispositivo del que se 10 nutra.

Los citados SmartWatch, operan bajo diversos sistemas operativos, tales como Android, iOS, y Windows, siendo el de más reciente aparición el sistema operativo Android Wear, que es una versión de Android 4.4.2 (KitKat), con una interfaz 15 totalmente táctil y funcionalidades adaptadas a dispositivos wearables que nos permite ver e interactuar con las notificaciones de nuestros dispositivos Android y ver información útil dependiendo del contexto.

La versión Android Wear, soporta relojes con pantalla redonda con una resolución 20 circular de 320×320 píxeles y relojes con pantalla cuadra con una resolución 280×280 píxeles y dispositivos con un procesador de doble núcleo, 512 MB de RAM, 4 GB de memoria interna, Bluetooth 4.0 y algunos sensores.

En la vista principal de Android Wear puede verse, entre otras, indicación de la hora, 25 un acceso para realizar comandos de voz y nuestra lista de notificaciones y tarjetas contextuales con información útil. Las notificaciones siempre estarán sincronizadas entre nuestro Android y Android Wear, si es descartada en un dispositivo será descartada en el otro.

30

En este “Stream del contexto” se reciben todas las notificaciones que lleguen al dispositivo Android y las aplicaciones podrán sugerir tarjetas con información que podrían ser muy prácticas en ese momento. Además de las notificaciones de mensajes y llamadas, Google Now mostrará sus tarjetas del tiempo, resultados deportivos, vuelos etc. 35

En muchas de las notificaciones ofrecerán una serie de acciones para interactuar con ellas, como por ejemplo contestar con voz o con mensajes predefinidos a un mensaje, controlar el reproductor de música Android, u obtener indicaciones para llegar a una dirección.

5

Es conocida, a la fecha de redacción de la presente memoria relativa a la invención, la existencia de los SmartWatch, que a continuación se relatan:

Pebble

Pebble es uno de los SmartWatch más venidos a día de hoy, las claves de su éxito 10 son su pantalla de tinta electrónica (1.26”), duración de la batería (entre 5 y 7 días) y versatilidad.

Dispone de 4 botones en total, arriba, abajo, atrás y seleccionar, todos en el lado derecho, en el izquierdo se encuentra el conector para el cargador vía USB, está imantado. 15

El Pebble se comunica tanto con Android 2.3+ e iOS 5+, permite la descarga de aplicaciones de terceros.

Es sumergible, obtiene resistencia al agua 50m (ATM-5).

Sensores: Acelerómetro, magnetómetro y sensor de luz ambiental.

Notificaciones mediante vibración y pantalla retroiluminada. 20

Notificaciones de: Alarma, calendario, clima, correo, Facebook, llamadas entrantes y pérdidas, mensaje de texto, minutero y twitter.

Sony Ericsson LiveView

El Sony Ericsson LiveView es un dispositivo Bluetooth de apenas 15 gramos de peso y 25 un tamaño de 11.0×35.0×35.0 mm en color negro.

Equipado con una pantalla OLED de 1’3 pulgadas no táctil y resolución de 128 × 128 píxeles, es controlable desde dos botones físicos situados en las esquinas superior izquierda y derecha en conjunción con cuatro botones táctiles en cada borde del marco negro de la pantalla. También incorpora vibración para informar de sus 30 notificaciones.

Entre sus funciones incorpora:

Lectura de SMS, llamadas perdidas, Facebook, Twitter, RSS, calendario y aplicaciones de terceros. Únicamente compatible con Android. La batería aguanta un uso moderado de 3 días. 35

Sony SmartWatch

Es también uno de los primeros SmartWatch en salir, sucesor del LiveView, con una pantalla de 1.3” OLED y una resolución de 128x128 píxeles, multitáctil.

Notificaciones mediante pantalla retroiluminada y vibración.

Notificaciones de: Alarma, calendario, clima, correo, Facebook, llamadas 5 entrantes y perdidas, mensaje de texto, minutero y twitter.

Posee acelerómetros, GPS.

La autonomía es de unos 3 días con un uso moderado.

Sony SmartWatch 2 10

Es la evolución de los SmartWatch previamente citados de Sony, Sony SmartWatch 2 es más un reloj que una pantalla a diferencia de sus predecesores.

Cuenta con una pantalla LCD de 1.6” con una resolución de 220 × 176 píxeles, conectividad NFC y Bluetooth 3.0.

Resistente al agua (IP57), hasta 30 minutos y hasta un metro. 15

También incorpora vibración para informar de sus notificaciones.

Entre sus funciones incorpora:

Lectura de SMS, llamadas perdidas, Facebook, Twitter, RSS, calendario y aplicaciones de terceros.

Únicamente compatible con Android 4.0+. 20

La batería aguanta un uso moderado de 2-3 días.

Secret Labs Agent

Reloj digital compatible con Android 2.3+, iOS 5+, Windows 8+ y comunicación Bluetooth 4.0. 25

Pantalla de 1.28” LCD con una resolución de 128x128 y una autonomía de 7 días.

Métodos de comunicación: pantalla retroiluminada y vibración.

Notificaciones de perdida de enlace, clima, llamada entrante y mensaje de texto.

Control de música del móvil. 30

Sensores: Acelerómetro y sensor de luz ambiental.

MetaWatch Strata

Se trata de un reloj que se comunica con dispositivos iOS y Android a través de la conectividad Bluetooth 4.0.

Enseña en pantalla las llamadas pérdidas, actualizaciones en redes sociales, mensajes, o incluso información meteorológica. 5

Gracias a las librerías de desarrollo (es un proyecto de código abierto), se puede conseguir que aplicaciones de Smartphone se comuniquen con el reloj. Entre los desarrollos se encuentran una aplicación para hacer deporte, controles musicales, o una alerta que nos avisa cuando nuestro teléfono está lejos del reloj.

Tiene una pantalla de 1” LCD. 10

Notificación mediante vibración.

Resistencia al agua 50m (ATM 5).

Autonomía de 6 días.

Martian Passport 15

El Passport es un reloj analógico, con una pequeña pantalla de 96x16 píxeles.

Debido a la limitación de la pantalla, este SmartWatch se centra en el envío de órdenes de voz al asistente del teléfono, tanto Siri como Google Now.

Dos botones en el lateral izquierdo y en el derecho otro botón, toma de carga y altavoz. 20

Bluetooth 4.0, alerta por vibración, flash led, pantalla y sonido, acelerómetro en 3 ejes. Batería de 7 días de uso.

I’m de I’m Watch

Es un SmartWatch basado en Android que posee una pantalla de 1.54” táctil. 25

Si bien empezó con una conexión tethering, está conectado mediante Bluetooth 4.0 al teléfono, es compatible tanto con Android como con iOS.

Contiene tienda de aplicaciones propia.

Las notificaciones son: perdida de enlace, calendario, clima, correo electrónico, Facebook, Instagram, llamada entrante o perdida, mensaje de texto y twitter. 30

Como control de móvil: agite para desechar la notificación, control de música, control de obturador de cámara, Facebook, llamada desde el reloj, reconexión automática.

El método de notificación es mediante pantalla retroiluminada.

Sensores: Acelerómetro, magnetómetro. 35

Carga por USB y tiene conexión de Jack 3.5.

Meteor de Kreyos

Meteor es un dispositivo con pantalla versátil que puede ejercer junto a una correa como reloj, con una cadena o con una pinza, cuenta con una pantalla de 1.26” LCD con una resolución de 144x168 pixeles.

Conectado mediante Bluetooth 4.0 al teléfono y compatible con Android 2.3+, 5 iOS 4+ y Windows 8+

Las notificaciones son: alarma, calendario, correo electrónico, Facebook, llamada entrante, mensaje de texto y Twitter.

Los métodos de notificación son: pantalla retroiluminada, sonido y vibración.

Con el móvil interactúa: Agita para desechar la notificación, control de música, 10 control por voz, Facebook, llamada desde reloj, respuesta de notificación y función “Encuentre mi móvil”.

Mediante el acelerómetro y giroscopio, Meteor analiza el swing de golf y béisbol, ubica el rango de golf, natación, trote y ciclismo.

15

Vachen de Won Rhee

SmartWatch bajo el sistema operativo de Android y compatible con Android 4.0+ e iOS 6+ mediante Bluetooth 4.0 o Wifi, con Pantalla de 1.54” LCD y una resolución de 240x240.

Es un reloj donde varia la carcasa y el usuario tiene opción a elegir el estilo de fondo 20 en el que se muestra la hora.

Notificaciones de: Alarma, alerta de perdida de enlace, calendario, correo electrónico, llamada entrante, mensaje de texto y minutero.

Notificación mediante vibración.

Sensores de acelerómetro y magnetómetro. 25

Carga mediante USB.

Resistencia al agua a prueba de salpicaduras.

Autonomía de 2 días.

30

Motorola MotoACTV

Pantalla táctil de 1.6” con correa de Motorola. Hace las funciones de reloj, de entrenador personal y de SmartWatch.

Mediante GPS controla la distancia recorrida.

Sincronizado mediante Bluetooth 4.0 con teléfono es Android, permite recibir 5 llamadas, mensajes de texto.

Radio FM incorporada.

Existen múltiples accesorios para la pantalla, tanto correa como colgante o soporte para bicicleta.

Se encuentra en modelos de 8 o 16 Gb. 10

La batería es su punto más débil, 5 horas en exteriores y 10 en interiores (por brillo de pantalla).

Samsung Gear 2 y Samsung Gear 2 Neo

Son los buques insignia de la marca coreana y la diferencia entre ambos radica en que 15 la versión Neo no dispone de cámara.

Es un reloj digital bajo el sistema operativo Tizen, conectado mediante Bluetooth 4.0 y compatible solo con dispositivos Samsung (inicialmente), dicha lista de compatibilidad se irá ampliando.

Cuenta con una pantalla de 1.63” Super AMOLED y resolución de 320x320 20 píxeles.

Permite: hacer y recibir llamadas, función de podómetro y pulsómetro, hacer fotos y videos, recibir notificaciones de correos, mensajes de textos, chats.

Posee un puerto infrarrojo que sirve de control remoto.

Tiene una memoria interna de 4Gb que sirve para almacenar música, 25 fotografías e información.

Cuenta con aplicaciones propias y externas Resistente al polvo y al agua según la IP67

La autonomía es de unos 3 días aproximadamente.

30

Samsung Gear fit

Exceptuando el puerto infrarrojos y la cámara, tiene las mismas funciones que el Gear 2, siendo la pantalla de este dispositivo de formato apaisado de 1.84” y resolución de 128x432 píxeles.

35

Cookoo ConnecteDevice

Cookoo es un reloj analógico, con una pantalla de fondo de 1.7”, dicha pantalla únicamente muestra iconos de notificaciones.

El método de notificación es: Pantalla retroiluminada, vibración y sonido.

Las notificaciones son las siguientes: Alarma, batería, perdida de enlace, 5 recordatorio de calendario, Facebook, llamada entrante, llamada perdida, minutero y twitter.

Permite el control de la musca, obturador de la cámara, ingreso en Facebook, ubicación de etiquetas y función “encuentra mi móvil”.

Obtiene resistencia al agua 50m ATM-5. 10

La autonomía de la batería es de unos 274 días.

Citizen Eco-Drive Proximity

Este es un reloj que entra en la categoría de SmartWatch muy justo. Es un reloj 15 completamente analógico, no hay nada a simple vista que lo diferencie de un reloj convencional.

Posee conexión Bluetooth para comunicarse con el teléfono, cuando recibe alguna notificación, su modo de transmitirlo al usuario es mediante vibración y moviendo las manecillas. 20

La autonomía es de 1095 días.

LG G Watch

Uno de los primeros SmartWatch con Android Wear en salir al mercado, dicho sistema operativo permite una total integración con Google Now. 25

Posee una pantalla de 1.65” IPS LCD y una resolución de 280x280 píxeles, multitáctil.

La pantalla se enciende por movimiento de muñeca o por toque en la pantalla. Notificaciones mediante vibración y pantalla retroiluminada.

Notificaciones de: Alarma, calendario, clima, correo, Facebook, llamadas entrantes y perdidas, mensaje de texto, minutero y twitter. 30

Posee acelerómetros, GPS. La autonomía es de un día con un uso moderado, posee una batería de 400 mAh. Certificación IP67, resistente al polvo y al agua.

Dichos dispositivos disponen de carcasas de Aluminio, Titanio o metales preciosos, plástico y disponen de pulseras intercambiables / reemplazables de colores variados en materiales plásticos, metálicos, piel o silicona suave

Dichos dispositivos son descritos en el estado del arte, siendo el estado más relevante 5 el aportado por las siguientes Patentes:

US2014198034A1 Muscle interface device and method for interacting with content displayed on wearable head mounted displays (Thalmic Labs Inc).

US2013303087A1 Connected Device Platform (Cookoo ConnecteDevice) 10

US2014028546A1 Terminal and control method thereof (LG ELECTRONICS INC)

US2014045547A1 Wearable Communication Device and User Interface (Martian Watches – “Jeffrey Hsieh”)

Y los siguientes Diseños Industriales: 15

US D0710220 (Isaac S Daniel)

US D0709876 (Samsung)

US D0709875 (Samsung)

US D0709874 (Samsung) 20

US D0709873 (Samsung)

US D0709476 (LG Electronics)

US D0708964 (Tudor Watch)

US D0708074 (Citizen)

US D0708072 (Sowind) 25

US D0706143 (Omega)

US D0703204 (TOMTOM INT)

US D0703069 (I Am Symbolic LLC)

US D0701504 (Microsoft)

US D0690210 (Citizen Holdings) 30

US D0690208 (Citizen)

US D0672255 (I'M SpA)

US D0650706 (I'M SpA)

US D0635472 (I'M SpA)

US D0552572 (Samsung Electronics) 35

US D0543192 (LG Electronics)

US D0435460 (Motorola)

Como referente más cercano del estado del arte a la presente invención, no obstante no referirse a un SmartWatch, se consideran los productos de la empresa norteamericana Thalmic Labs, concretamente, su brazalete MYO, que funciona captando la actividad eléctrica de nuestros músculos y las traduce en señales que se 5 envían a nuestro ordenador personal o a nuestro Smartphone en forma de comandos con los que podremos subir el volumen de la música, cambiar de canal o, incluso, transformar el movimiento de nuestro brazo en el dispositivo con el que controlar el personaje de nuestro videojuego favorito.

MYO puede diferenciar entre distintos movimientos de dedos y detectar la rotación y el 10 movimiento de la mano mediante la medición de los distintos patrones de impulsos eléctricos que generan los movimientos, y usa un sensor inercial para entender tales movimientos.

Esta información se envía a un procesador en el brazalete, y un algoritmo la traduce 15 en comandos que se envían a través de Bluetooth de bajo consumo al dispositivo que estás tratando de controlar, como por ejemplo un teléfono inteligente.

Se coloca en el antebrazo, su peso es de 95 gramos, tiene un procesador ARM y posee una batería recargable. Se conecta mediante Bluetooth 4.0 y tiene también una 20 conexión USB.

La diferencia entre Kinect y MYO radica en que Kinect interactúa mediante gestos y movimientos gracias a un sistema de visión artificial, mientras el funcionamiento de MYO está basado en las señales eléctricas de nuestro brazo y, por tanto, no será 25 necesario estar delante del receptor (PC, Smartphone, etc.) para enviar nuestras órdenes a distancia.

Problema Técnico:

30

Un problema técnico que la presente invención resuelve es la limitada capacidad actual de control gestual, que los Smartwatch actuales ofrecen en condiciones de uso relativamente frecuentes, y donde la amplitud de los movimientos necesarios para ser reconocidos como un gesto de control no son factibles, como a modo de ejemplo, en la conducción de vehículos. 35

Los eventos eléctricos en el interior del cuerpo humano, causan diferencias de potencial en la piel, que se pueden medir con un electrodo de superficie, que es, de hecho, nada más que un transductor electroquímico, convirtiendo las diferencias de potencial debido al flujo de iones dentro de los músculos, en diferencias de voltaje observables. Las fibras de los músculos son capaces de producir pequeñas corrientes 5 eléctricas, antes de la producción de la fuerza muscular.

Estas corrientes, son el resultado de intercambio de iones, a través de membranas de las fibras musculares y son inherentemente parte, de la cascada de señales que indican a un músculo que se contraiga. Estas señales se pueden medir con electrodos 10 conductores sobre la superficie de la piel o invasivamente, dentro del músculo. La EMG superficial es menos invasiva y por lo tanto más común, sobre todo en la práctica no médica.

La precisión en las mediciones de EMG es dependiente de una variedad de factores. 15 La amplitud de la señal de EMG de superficie tiene un rango entre unos pocos microvoltios a unos pocos milivoltios. El tiempo y la frecuencia de estas señales dependen de la duración y la intensidad de las contracciones, las propiedades del tejido que recubre, las propiedades del electrodo y amplificador, la distancia del electrodo de la zona de los músculos activos y la calidad de la resistencia de contacto 20 entre el electrodo y el tejido de la piel.

Por otra parte, un electrodo capacitivo, es un conductor recubierto con una capa aislante. Cuando se aplica a la piel, el electrodo está acoplado capacitivamente a la piel, y por lo tanto su potencial es representativo del potencial de la piel. La capa 25 aislante tiene que ser muy delgada, y por tanto es vulnerable. En un verdadero electrodo capacitivo no hay conducción entre el metal y el electrolito. El componente capacitivo del electrodo es libre de ruido. Por lo tanto el electrodo capacitivo se puede utilizar para el estudio de los procesos de ruido del electrodo, como si la interacción entre el electrodo y el electrolito hubiera sido eliminada". 30

La contracción de las fibras musculares tiene lugar cuando los potenciales de acción se generan en la neurona motora que las suministra. Cuando estos AP llegar a la NMJ exceden el umbral de despolarización en la membrana postsináptica de la unión neuromuscular, se convierte en un potencial de acción muscular. A diferencia de los 35 potenciales de acción del nervio, el potencial de acción muscular se propaga en ambas direcciones de la fibra muscular.

La mecanomiografía (MMG) es una técnica no invasiva que permite cuantificar las oscilaciones laterales de baja frecuencia e intensidad que se producen en los músculos durante la contracción. Estas oscilaciones son función del cambio de dimensión del músculo debido al acortamiento y/o elongación, y a las pequeñas oscilaciones laterales producidas por la suma de las fibras musculares activas durante 5 la contracción.

La señal mecanomiográfica (MMG) ha sido analizada en el dominio temporal y en el dominio frecuencial con la intención de estudiar diversas características de la función muscular. En general, se ha encontrado un alto coeficiente de correlación positivo 10 entre diversos parámetros de amplitud de la señal MMG y la fuerza producida por el músculo.

La solución aportada al producto es una integración de las señales mecanomiográficas (MMG) en un reloj inteligente o “SmartWatch”, de forma funcional y económicamente 15 ventajosa, y de fácil implementación de la tecnología de la electromiografía para el reconocimiento de movimientos musculares como entrada de información, mediante un novedoso método de captura de datos y gestión de los mismos y el dispositivo que utiliza dicho método..

20

Descripción detallada de la invención.

La Excitabilidad Celular es la capacidad que tiene la célula para reaccionar ante un estímulo. Existen diferentes tipos de estímulos: eléctricos, químicos, mecánicos, fotónicos (luz). 5

Las células pueden ser clasificadas en función de sus propiedades eléctricas:

-Las células no excitables son aquellas que mantienen un potencial de membrana fijo, o que varía muy poco. Este potencial suele estar alrededor de los – 60 mV. 10

-Las células excitables, por el contrario las son aquellas, que en respuesta a determinadas señales o estímulos pueden cambiar este potencial y originar un potencial de acción.

En las células excitables la mayoría de las señales implican cambios en el potencial de 15 membrana (hiperpolarización y despolarización). La hiperpolarización disminuye la habilidad de las células para generar potenciales de acción (señal inhibidora), mientras que la despolarización aumenta la posibilidad de generación de un potencial de acción (señal excitadora).

20

La excitabilidad celular está muy relacionada con la conductancia (permeabilidad), que es la capacidad de la membrana celular para transportar la corriente eléctrica.

De esta forma, la neurona, como célula especializada en generar y propagar impulsos nerviosos debido al flujo de iones que se produce a través de la membrana plasmática 25 neuronal, en reposo, presenta una distribución distinta de iones a ambos lados de la membrana.

En el interior de la célula existe una gran concentración de aniones fosfato y K+ con respecto al exterior, donde hay una mayor concentración de Na+ y Cl—. Esta 30 distribución se debe a la permeabilidad selectiva de la membrana, la cual es nula para los iones fosfato, baja para el Na+ y más alta para el K+.

Debido a la permeabilidad de la membrana, el K+ tiende a salir a favor de gradiente, aumentando las cargas positivas del exterior. Esta salida genera una diferencia de 35 potencial con el exterior positivo y el interior negativo, denominado potencial de reposo, donde la membrana está polarizada (-70mV).

La diferencia de cargas se mantiene gracias a la bomba de Na-K existente en la membrana que expulsa el Na+, e introduce el K+, gastando energía metabólica en forma de ATP.

Cuando llega un estímulo a la neurona, los canales de sodio (que normalmente están 5 cerrados), se abren y el sodio entra masivamente a favor de gradiente. La entrada de sodio cambia la polaridad de la membrana, de manera que el interior se hace positivo y el exterior negativo. Este cambio eléctrico brusco de la polaridad de la membrana, se llama potencial de acción o impulso nervioso, donde la membrana se dice que está despolarizada (+40mV). 10

Período refractario: durante los primeros 25 mseg después de un estímulo el nervio no puede ser excitado por otro estímulo de cualquier intensidad (periodo refractario absoluto), pero, desde ese momento hasta aproximadamente 12 mseg la excitabilidad del nervio es menor de lo normal, pero aumenta gradualmente (periodo refractario 15 relativo.). Después, hasta aproximadamente 28 mseg hay un periodo de excitabilidad aumentada (periodo refractario supernormal).Posteriormente el nervio regresa a su estado de excitabilidad antes del primer estímulo.

Las características del potencial de acción pueden ser resumidas de la siguiente 20 forma:

I. El potencial de acción sigue la ley de todo o nada. Para que el potencial de acción se haga efectivo la intensidad de la señal debe superar un cierto umbral, si la señal no alcanza ese umbral no se transmite el impulso, y si lo alcanza o lo supera el impulso se transmite en su máxima amplitud. 25

II. Una vez generado se automantiene y propaga por retroalimentación positiva: la apertura de canales de Na+ provoca la apertura de otros.

III. El tiempo que los canales dependientes de voltaje permanecen abiertos es independiente de la intensidad del estímulo.

IV. Un estímulo supraumbral no aumenta la despolarización celular (la amplitud 30 del pico).

La base de la presente invención, se encuentra en los músculos esqueléticos, unidos al esqueleto y formados por células o fibras alargadas y multinucleadas. Dichas células facilitan el movimiento y mantienen la unión hueso-articulación a través de la 35 contracción, que suele ser voluntaria (a través de inervación nerviosa).

Los músculos de tipo esquelético son el tipo más abundante del sistema muscular. Forman el aparato locomotor junto al esqueleto (huesos y articulaciones) al que se une mediante los tendones. También se llama músculo estriado debido a que al microscopio se pueden ver bandas claras y oscuras. Nos podemos encontrar con músculos esqueléticos de tamaño, masa y forma extremadamente variable. Desde 5 músculos pequeños a enormes masas musculares. Desde formas cilíndricas a formas planas y triangulares. Es el tejido con más capacidad de adaptación morfológica del cuerpo humano.

Los músculos esqueléticos suelen trabajan en grupos de forma coordinada para 10 desarrollar fuerzas de tracción y empuje que resultan en movimientos precisos como puede ser caminar. La contracción del músculo esquelético responde a órdenes enviadas desde el cerebro a través de fibras nerviosas que conectan con los receptores situados en el músculo esquelético. Estas órdenes, salvo contadas excepciones, son de tipo voluntario. Además de la locomoción, el músculo esquelético 15 también tiene funciones de sostén contribuyendo a mantener los huesos unidos a través de las articulaciones y a mantener la postura.

Para que se produzca la despolarización, los estímulos deben alcanzar un cierto valor, llamado umbral de excitación. La neurona obedece a la ley del todo o nada, es decir, 20 el potencial de acción se produce solo cuando se alcanza el umbral de excitación, pero no se toman valores intermedios.

La apertura de los canales de sodio dura poco tiempo. Cuando estos se cierran, se abren los canales de potasio facilitando la salida del potasio al exterior, haciéndolo otra vez positivo con respecto al interior, volviendo al potencial de reposo (repolarización 25 de la membrana).

El impulso nervioso o potencial de acción se propaga a las zonas próximas, debido a que los canales de sodio cercanos a la zona despolarizada, se abren. El potencial de acción se transmite a lo largo de la neurona en dirección del axón, por contagio, como 30 una onda. El proceso de despolarización y repolarización va recorriendo la neurona hasta entrar en contacto con otra neurona (sinapsis) o con un músculo (placa motora).

El potencial de acción es el mecanismo básico que utiliza el sistema nervioso para transmitir información entre células nerviosas (sinapsis) o desde células nerviosas a 35 otros tejidos corporales, como el músculo.

Se puede definir como una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular modificando su distribución de carga eléctrica, es decir, se trata de un cambio transitorio muy breve (milisegundos) en el cual la membrana de la célula se “despolariza”.

5

El potencial de acción consiste en una inversión del potencial electroquímico de la membrana, desde -70mv hasta alcanzar +40 mv. Un cambio que se produce gracias a la apertura de los canales iónicos, que controlan el voltaje.

Las etapas del potencial de acción son las siguientes: 10

 El estímulo induce la apertura de canales Na+. Su difusión al citoplasma despolariza la membrana celular.

 Al alcanzarse el potencial umbral se abren más canales Na+. El aumento en la entrada de Na+ despolariza aún más la membrana. 15

 Cuando el potencial alcanza su máximo (valores positivos) se cierran los canales Na+.

 La apertura de los canales K+ permite la salida del catión y la repolarización de la membrana.

 Tras un breve periodo de hiperpolarización, la bomba Na+/K+ restablece el 20 potencial de reposo.

o Despolarización: el potencial se eleva en dirección positiva, primero gradualmente hasta un umbral y luego de forma brusca.

o Repolarización: el potencial cae rápidamente en dirección negativa hacia el potencial de reposo (hiperpolarización). 25

 Despolarización lenta. -70 mv hasta -55 mv

 Despolarización rápida. - 55 mV hasta +35 mV.

 Repolarización rápida. + 35 mv 2/3 del descenso

 Repolarización lenta (hasta - 70 mV)

 Hiperpolarización. -70 mV hasta - 75 mV. 30

De esta forma, la Electromiografía (EMG) es una disciplina especializada que se ocupa de la evaluación clínica y neurofisiológica de la patología neuromuscular y de ciertos aspectos de la patología del Sistema Nervioso Central (SNC).

35

La Electromiografía registra y analiza la actividad eléctrica que se genera en los nervios y en los músculos mediante la utilización de estímulos eléctricos superficialmente.

Un equipo instrumental basado en la Electromiografía consta de: 5

Electrodos: Recogen la actividad eléctrica del músculo, bien por inserción dentro del mismo o bien a través de la piel que lo recubre, previo acoplamiento por medio de pasta conductora. Según esto, se pueden clasificar los electrodos entre profundos o superficiales. 10

Electrodos Superficiales. Son pequeños discos metálicos (fabricados de plata o acero inoxidable) que se adaptan íntimamente a la piel. Para reducir la resistencia de contacto se utiliza pasta conductora. Con estos electrodos se puede obtener una idea de la electrogénesis global de músculo pero no 15 detectan potenciales de baja amplitud o de elevada frecuencia.

Amplificadores: Su finalidad es la de amplificar los diminutos potenciales recogidos en el músculo de tal forma que puedan ser visualizados en la pantalla de un osciloscopio. El factor de amplificación puede ser superior al 20 millón de veces (60 dB).

Dado que los potenciales electromiográficos presentan una banda de frecuencia muy variable, el amplificador debe ser capaz de responder con fidelidad a señales comprendidas entre los 40 y los 10.000 Hz. 25

Sistema de registro: actualmente se emplean ordenadores aunque los registros permanentes pueden realizarse sobre papel, por medio de plumillas y tinta como en electroencefalografía (en desuso).

30

Mediante sensores de EMG (Electromiografía), el SmartWatch es capaz de reconocer gestos de la mano del usuario que lo lleva. Dichos gestos se convierten en información que el SmartWatch puede analizar, procesar y utilizarla para activar sus propias funciones, o enviarla mediante sistemas de comunicación a otros dispositivos.

35

Los gestos reconocidos mediante EMG se dividen en varios bloques, independientes por cada dedo de la mano y por combinaciones entre varios dedos, mediante la detección del potencial de acción que activa las células musculares cuando estas son activadas

5

Método de operación de un Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual.

El presente método, describe un método para el control gestual de un dispositivo mediante control gestual.

Dicho método comprende las fases de: 10

 Obtención de señales de la actividad muscular de una mano (comprendiendo e individualizando la actividad de dedos y sus movimientos) mediante sensores en la correa de sujeción a la muñeca de un “reloj inteligente” o dispositivo SmartWatch, dotado de sensores (121), electrodos o actuadores que registran dicha actividad muscular mediante mecanomiografía (MMG) y/o 15 Electromiografía (EMG).

 Trasmisión de dichas señales o impulsos eléctricos obtenidos en los sensores (121), electrodos o sensores a un microprocesador especifico que amplificará dichas señales o impulsos analógicos y los convertirá en señales digitales o datos de salida, para ser procesados por un microprocesador. 20

 Procesamiento de dichas señales digitales consistente en dividir estas en varios bloques, independientes por cada dedo de la mano y por combinaciones entre varios dedos, mediante la detección del potencial de acción que activa las células musculares cuando estas son activadas

 Reconocer de los gestos de la mano del usuario, mediante software de forma 25 que el SmartWatch es capaz convierten esta información, que el SmartWatch puede analizar, procesar y utilizarla para activar sus propias funciones, o enviarla mediante sistemas de comunicación a otros dispositivos.

 Interpretación contextual, en combinación con las informaciones obtenidas por otros sensores, que permite identificar un complejo y amplio número de gestos 30 en comandos de control gestual.

De forma que, cada posición de la muñeca, mano y dedos podrá ser reconocido como un comando especifico, que en colaboración con la información de otros sensores e interpretado en el contexto permitirá al dispositivo reconoce de forma inequívoca por el dispositivo, de forma no limitativa, gestos tales como: 35

 Confirmación: Pulgar levantado con brazo extendido parcial o totalmente horizontal.

 Anulación: Pulgar extendido hacia abajo con brazo parcial o totalmente horizontal

 Retroceso: Pulgar extendido hacia atrás y antebrazo levantado. 5

 Avance: movimiento repetido de flexión desde posición extendida a contraída de los dedos.

 Retroceso: movimiento repetido de flexión desde posición contraída a extendida de los dedos.

 Stop: Mano con dedos extendidos y palma extendida al frente, con brazo 10 parcial o totalmente horizontal.

 Introducción de números: mediante extensión de uno a cinco dedos (dígitos 1 a 5), puño cerrado y extensión de uno a cinco dedos (dígitos 6 a 10) y puño cerrado (digito 0)

 Señalador: Índice extendido y brazo parcial o totalmente extendido, de forma 15 que en colaboración con los otros sensores se determine exactamente la dirección señalada (esto es: izquierda, derecha, arriba, abajo).

Cualquier experto en la materia puede fácilmente sugerir formas y símbolos obvios que pueden ser interpretados por el dispositivo, de entre un conjunto de gestos que un método y dispositivo inteligente que no incorpore EMG y/o MMG será incapaz de 20 interpretar, ampliando pues la funcionalidad y utilidad el presente método y el dispositivo que implemente los dispositivos necesarios, y opere según el método descrito.

A modo ilustrativo se incorpora la figura 4 de la patente US 2014/0055352 de eyeCam LLc, como ejemplos de gestos reconocibles, si bien dicha patente considera el 25 reconocimiento gestual mediante una matriz o conjunto de lentes montados en la muñeca que incluye un sistema de proyección, un mapeo y exploración de la luz en varias dimensiones (2D, 3D o 4D).

30

Descripción de los dibujos

Leyenda

1. reloj Inteligente o “SmartWatch” con control gestual

5

15 Medios electrónicos

16 Sensores

110 Cuerpo o caja del reloj inteligente o “SmartWatch” (1)

111 Botones 10

112 Botón pulsador de direccionamiento, desplazamiento

113 Botón pulsador de confirmación

114 Botón de bloqueo/desbloqueo

115 LED Notificación

15

120 Correa o Banda intercambiable

121 Sensores EMG

122 Enganche básico

123 Enganche con microUSB (125) (correa con sensores EMG y/o MMG)

124 Pasador 20

125 Conector Macho MicroUSB

140 Vidrio protector y de cierre

141 Pantalla táctil OLED de visualización e interacción con el dispositivo

142 Placa superior 25

143 Conexión entre placas

144 Placa inferior

145 Batería

146 Conector Hembra MicroUSB

30

151 Procesador principal

152 Memoria DRAM

153 Memoria Flash

154 Codificador Audio y amplificador de auriculares estéreo

155 Magnetómetro IMU 35

156 Procesador EMG

157 Sensor mecanomiografía MMG,

158 Receptor de carga inalámbrica

159 Cargador de batería inteligente

40

161 Altavoz

162 Micrófono

163 Receptor de Radio Wi_- Bluetooth

164 Receptor del Sistema Global de Navegación por Satélite, GPS (GNSS

165 Motor vibrador 45

166 Giroscopio, Acelerómetro y Brújula

168 Sensor de Luz Ambiental.

La figura 1, muestra una vista de planta del SmartWatch con control gestual objeto de la presente invención.

La figura 2, muestra una vista de perfil del SmartWatch con control gestual objeto de la presente invención. 5

La figura 3, muestra una vista isométrica del SmartWatch con control gestual objeto de la presente invención.

La figura 4, muestra una vista en explosión de una forma de realización del reloj 10 Inteligente o “SmartWatch” (1) según la presente invención

La figura 5, muestra la relación funcional entre sensores y controladores del dispositivo.

15

La figura 6, muestra un plano de ingeniería de la ejecución práctica de la caja o cuerpo (110) del SmartWatch con control gestual objeto de la presente invención.

La figura 7, muestra un plano de ingeniería de la ejecución práctica del Enganche básico (122) y del Enganche con microUSB (123) del SmartWatch con control gestual 20 objeto de la presente invención.

La figura 8, muestra un plano de ingeniería de la ejecución práctica de las correas intercambiables (120) del SmartWatch con control gestual objeto de la presente invención. 25

La figura 9, muestra un plano de ingeniería de la ejecución práctica del Vidrio protector y de cierre (140) del SmartWatch con control gestual objeto de la presente invención.

La figura 10, muestra un plano de ingeniería de la ejecución práctica de los Botones 30 (111) del SmartWatch con control gestual objeto de la presente invención.

La figura 11 muestra una solución diferente en el estado del arte, según la figura 4 de la patente US 2014/0055352 de eyeCam LLc.

35

Exposición de un modo de realización de la invención.

La presente invención se refiere a un reloj inteligente, que opera bajo el control de un sistema operativo Android (Android Wear), compatible con dispositivos con sistema operativo Android o iOS, con ordenadores bajo Windows, Mac, OS o Linux, y también 5 compatible con múltiples dispositivos y consolas, pudiéndose conectar con estos mediante Bluetooth 4.0.

De esta forma, mediante comandos de voz del sistema operativo Android (como “Ok Google” + comando) o selección manual, el dispositivo permite la selección del perfil 10 deseado de forma rápida e intuitiva.

Algunos ejemplos de perfiles son los siguientes:

Desconectado: el modo predeterminado que impide un gasto innecesario de 15 batería si el servicio no se va a utilizar

Latente: es el perfil determinado para el uso diario, es un perfil que hasta que no recibe un tipo de notificación pre configurada, por ejemplo una llamada, un mensaje que leer, responder o descartar permanece desconectado, pero una 20 vez recibida la notificación, activa el sensor de electromiografía y este reconoce los impulsos nerviosos, transfiere la información y es interpretada, actuando en consecuencia de las combinaciones registradas. Una vez respondida o descartada la notificación, vuelve a un estado latente donde espera una nueva notificación para interactuar. 25

Perfil activo: Se trata de un perfil activado por voluntad expresa del usuario, sin necesidad de una notificación externa previa para ser activado, dicho perfil es elegido por el usuario de forma manual, o bien por comando de voz, como por ejemplo “Ok Google perfil de juego”. Una vez seleccionado, el reloj actúa en 30 consecuencia y carga el programa que detectara los gestos y permitirá su interactuación hasta que el usuario desactive el perfil.

Entre sus funciones destacan, de forma no limitativa, las clásicas de los relojes conocidos como “SmartWatch”, tales como: Reloj, Notificación de Llamadas (entrantes y perdidas), Correo, Mensajes de texto, Chats, Alarma, Calendario, Clima, Redes Sociales (Facebook, Twitter), RSS, Notificaciones mediante vibración, Aplicaciones de terceros (app’s), Pantalla retroiluminada, LEDs. 5

El objeto de la presente invención, cumple con las especificaciones de certificación IP67: protección total contra el polvo “6” además de que pueda ser sumergido en agua hasta un máximo de un metro “7”.

10

Los componentes electrónicos, del Smartwatch (1) comprende:

 Sensores: EMG, MMG, acelerómetro, magnetómetro (IMU), sensor de luz ambiental.

 Pantalla táctil 15

 Cuatro botones físicos, tres en un lateral y uno en el lateral contrario.

 Memoria interna de 1 a 16 Gb, que sirve para almacenar música, fotografías, perfiles e información y memoria RAM de 4Gb

 Batería interna con autonomía de 2 a 3 días.

20

La presente invención contempla dos soluciones de correas intercambiables, un tipo elástico por tallas que contiene los sensores de EMG, y un segundo tipo clásico de correa, regulable de forma manual.

Dichos sensores Electromiográficos (EMG) permiten al SmartWatch adquirir la función 25 de podómetro y pulsómetro, entre otras funciones que aportan al objeto de la presente invención, una versatilidad de funciones novedosas en el estado del arte.

Exposición detallada de diversos modos de realización de la invención.

La presente invención se refiere, a un Método de operación mediante control gestual de un reloj inteligente o “SmartWatch” y a un Dispositivo SmartWatch con capacidad 5 de control gestual que opera según dicho método.

Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual que opera según dicho método descrito anteriormente.

10

La figura 4 muestra una vista en explosión de una forma de realización del reloj Inteligente o “SmartWatch” según la presente invención, mostrando, el cuerpo del reloj (110), los Enganches, básico (122) o con microUSB (123) que unen la caja (110) con la Banda elástica (120) que puede contener los Sensores EMG (121), mediante unos

Pasadores (124) 15

En el interior de la caja o cuerpo del reloj, se alojan, en orden de montaje, una Placa inferior (144), que contiene entre otros elementos la Batería (145), y que está conectada mediante un sistema de conexión entre placas (143) con la Placa superior (142). 20

En la citada Placa inferior (144), se alojan los micro interruptores (no mostrados) asociados a los Botones (111), siendo visibles tres Botones (111) pulsador para realizar las funciones de direccionamiento, desplazamiento (112) de confirmación (113) y el Botón de bloqueo/desbloqueo (114). 25

Sobre esta placa inferior (144) se sitúa una placa superior (142) unida a esta mediante un conector (143, y sobre esta placa superior (142) se sitúa una Pantalla (141), preferiblemente una Pantalla táctil OLED, protegida por un vidrio de reloj (140), preferiblemente una vidrio Corning Gorilla Glass 3, vidrio que sirve de cierre del 30 dispositivo.

En dicha placa inferior (144), entre otros se sitúan, los LED de Notificación (115).y el resto de componentes, no mostrados en la figura y cuya relación funcional esta descrita en la figura 5, pueden estar situados y distribuidos en cualquiera de las placas (142 ó 144) y que de forma no limitativa, y que comprenderán entre otros:

5

 al menos un Procesador principal (151),

 al menos una Memoria RAM (152),

 al menos una Memoria Flash (153),

 al menos un Codificador Audio (154),

 al menos un Magnetómetro IMU (155), 10

 al menos un microcontrolador EMG (156),

 al menos un Chip de carga inalámbrica (158),

 al menos un Cargador de batería inteligente (159),

 al menos una Batería (149),

 al menos un conector de salida para Altavoz (161) y de entrada de Micrófono 15 (162),

 al menos un chip de recepción y control de Radio Wifi-Bluetooth (163),

 al menos un chip Receptor y procesador de señal GPS (164) y

 al menos un conector hembra MicroUSB (146).

20

De forma preferida, los medios electrónicos (14) y sensores (15), distribuidos entre la placa inferior (144) y superior (142), cuya funcionalidad es suficientemente conocida en el estado del arte y por tanto no necesario su detalle, cumplirán al menos las especificaciones mínimas de los siguientes dispositivos::

25

 Procesador principal tipo TI AM3715, Sitara™ ARM® Cortex™-A8 (151),

 Memoria RAM-DRAM (152) tipo Samsung K4B1G0446G de1 Gb,

 Memoria Flash tipo Samsung KLMAG2WE4A de arquitectura eMMC y 16 GB (153),

 Codificador Audio tipo TI TLV320AIC3101 dispositivo de baja potencia con 30 amplificador de auriculares estéreo y con 6 entradas, 6 salidas, altavoz / HP Amplificador y efectos digitales estéreo mejorados (154),

 Magnetómetro IMU 9DOF (155),

 Giroscopio, Acelerómetro y Brújula (166) MPU-9250 Nine-Axis Motion Tracking de 9 ejes, de InvenSense™ 35

 Microcontrolador EMG tipo ThalmicLabs MYO752 (156),

 Chip de carga inalámbrica tipo TI BQ51021 (158),

 Cargador de batería inteligente tipo TI BQ24187 (159),

 Batería del tipo Polímero de Litio 1S-600 mAh (149),

 Conector de salida para Altavoz (161) y de entrada de Micrófono (162) estéreo,

 Chip de control de Radio Wi-Fi-Bluetooth tipo FMNFC Broadcom BCM43341 5 (163) dual-band (2.4 GHz / 5 GHz) IEEE 802.11 a/b/g y single-stream IEEE 802.11n MAC/baseband/radio, Bluetooth 4.0 y radio FM,

 Receptor GPS tipo GLONASS Broadcom BCM47521 (164) y

 Conector hembra MicroUSB (146) embutido en la caja o cuerpo del reloj (110)

 Motor vibrador (165) sin ejes: Precision Microdrives 308-100 Pico Vibe™. 10

Dichos medios electrónicos (14) y sensores (15), dotan al Dispositivo SmartWatch con de una capacidad de control gestual extendida, muy superior a la de similares dispositivos conocidos en el estado del arte, puesto que al combinar posicionamiento GPS, inclinómetros, giroscopios y con los sensores EMG y MMG y su capacidad de 15 reconocimiento de gestos implementados en el software de control, multiplican la expresividad gestual de cualquier usuario y por tanto las capacidades de control e interacción con el dispositivo y otros dispositivos en comunicación con él, pero de los que el Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual de la presente invención no depende para su operatividad. 20

Forma preferida de realización de la invención

En la presente invención la función Electromiográfica, mejora sustancialmente la tecnología actual obviando el requerimiento de un contacto directo de los sensores con 25 la piel, mediante la implantación de estos en la correa del reloj, mediante correas intercambiables de tipo elástico o tradicionales, tales como las de plástico semirrígido, presentando la figura 8 detalles de su diseño y tallages, mientras la figura 7 hace especial mención y detalle a los anclajes (122 y 123).

30

Las figuras 6, 9 y 10, muestran la realización práctica de la caja (110), del vidrio de cierre (140) y de los botones (111).

En una forma de realización no preferida, cuando no son usados los sensores EMG (121), los anclajes pueden ser idénticos en ambos extremos de la correa, es decir 35 anclajes básicos (122).

El tipo elástico es el que mejor solventa los problemas de contacto de los sensores de EMG, que han de estar en contacto directo con la piel y moverse lo mínimo posible para aumentar la precisión de su reconocimiento eléctrico.

5

La banda elástica en la que están integrados permiten abrazar la muñeca y generar una ligera presión según el tallaje elegido, que como resultado de los estudios antropométricos, puede, de forma no limitativa, consistir en una solución de 4 tallas según el perímetro de circunferencia de la muñeca, S, M, L y XL.

10

Las tallas y sus correspondientes perímetros son los siguientes:

S 13-16 cm

M 16-18 cm

L 18-20 cm

XL 20-23 cm 15

Dado que se tiene en cuenta el factor elástico de la banda, la longitud se ve reducida para asegurar una presión en la muñeca que permita actuar a los receptores y así, la medida final a la banda elástica, cuyas medidas finales, a modo de ejemplo, son las siguientes: 20

S: 7 cm

M: 10 cm

L: 12 cm

XL: 14 cm

25

Por otra parte, el segundo tipo de correa se trata de una correa de tipo estándar, donde una misma correa sirve para todas las circunferencias de muñeca, permitiendo una regulación manual a gusto del usuario.

Físicamente el dispositivo objeto de la presente invención está constituido, de forma 30 preferida, por una estructura o cuerpo (110) formada por una caja metálica o plástica, que alojará los diferentes dispositivos electrónicos (15) y sensores (16), cerrada en su parte superior por un Vidrio protector (140), preferiblemente Corning Gorilla Glass 3. bajo la que será actuable una Pantalla Táctil (preferiblemente una Pantalla OLED táctil). 35

Cabe destacar que es un SmartWatch diseñado y orientado hacia un público adulto, por lo que las dimensiones son las correspondientes a una muñeca de adulto.

Dicha caja (110), en sus laterales, dispondrá de diferentes botones (111) actuables, preferentemente y de forma no limitativa, 2 Botones direccionales de selección o 5 desplazamiento (112) y un Botón confirmación (113) en uno de los laterales de la caja y un Botón Bloqueo / Desbloqueo (114) en el lateral contrario.

Para su colocación en la muñeca del usuario, se utilizará una Correa o Banda elástica

Dotada de Enganches (122, 123) con el Cuerpo del reloj (110), mediante los 10 correspondientes pasadores (124), mostrando la figura 8 detalles de construcción de diferentes tipos de correas y la figura 7 el diseño de los anclajes de unión de estas a la caja (11) del Smartwatch.

Adicionalmente, la caja del dispositivo (110) estará dotada con al menos un LED de 15 Notificación (115) y uno de los enganches (123), estará dotado con un Micro USB (125) que realizará el enganche básico de los Sensores EMG (121) incluidos en la corra o banda elástica.

Dentro de la caja del dispositivo (110) se alojan los siguientes dispositivos o 20 componentes, distribuidos en al menos una Placa Superior (142) y una Placa Inferior (144), con una Conexión entre dichas placas (143) y entre estas y la pantalla táctil:

 Pantalla OLED táctil (141) Pantalla OLED con tecnología de protección Corning Gorilla Glass 3 y un tamaño de 1,8 pulgadas en formato circular y una 25 resolución de 320 x 320 píxeles

 Dispositivos con funcionalidad de Giroscopio, Acelerómetro y Brújula (166) MPU-9250 Nine-Axis MotionTracking de 9 ejes, de InvenSense™ (3-axis gyroscope, 3-axis accelerometer and 3-axis compass) 30

 Microprocesadores de alto rendimiento (151) Texas Instruments AM3715, Sitara™ ARM® Cortex™-A8

 Memoria Flash (153) Samsung KLMAG2WE4A de arquitectura eMMC y 16 Gb. 35

 Memoria DRAM (152) Samsung DRAM K4B1G0446G de 1 Gb

 Dispositivos de conectividad (163) Broadcom BCM43341 (163) dual-band (2.4 GHz / 5 GHz) IEEE 802.11 a/b/g y single-stream IEEE 802.11n MAC/baseband/radio, Bluetooth 4.0 y radio FM, que cumple con Especificación Bluetooth Core.

5

 Sistema GPS-GNSS (164), Sistema Global de Navegación por Satélite (el dispositivo Broadcom BCM47521, es un ejemplo de este tipo de dispositivo, donde las funciones de procesamiento se dividen entre la BCM47521 y la CPU en el sistema host, ofrece una Capacidad multi-constelación que utiliza simultáneamente señales de cuatro constelaciones de satélites GPS, 10 GLONASS, QZSS y SBAS .

 Cargador de baterías de Li-Ion (158) Texas Instruments BQ24187 es un cargador cuyos parámetros de carga son programables usando la interfaz I2C y soportar aplicaciones USB OTG) 15

 Receptor de carga inalámbrica (157) ejemplo el Texas Instruments BQ51021 es un dispositivo capaz de operar con el protocolo v1.1 WPC que permite que un sistema de energía inalámbrica entregue hasta 5 W)

20

 Códec de audio estéreo (154) Texas Instruments TLV320AIC3101, dispositivo de baja potencia con amplificador de auriculares estéreo y con 6 entradas, 6 salidas, altavoz / HP Amp y efectos digitales estéreo mejorados.

 Motor vibrador (165) Precision Microdrives 308-100 Pico Vibe™ es un motor 25 vibrador sin ejes con circuitos de conmutación de metales preciosos, y un imán de neodimio de disco.

De esta forma, las señales de la actividad muscular de una mano (comprendiendo e individualizando la actividad de dedos y sus movimientos) mediante sensores en la 30 correa de sujeción a la muñeca de un “reloj inteligente” o dispositivo SmartWatch (1), dotado de sensores (121), electrodos o actuadores que registran dicha actividad muscular mediante mecanomiografía (MMG) y/o Electromiografía (EMG).

Dichas señales o impulsos eléctricos obtenidos en los sensores (121), electrodos o actuadores , son trasmitidas a un microprocesador especifico (156) que amplificará 35 dichas señales o impulsos analógicos y los convertirá en señales digitales o datos de

salida, para ser procesados por un microprocesador (151) de forma que dividirá estas en varios bloques, independientes, por cada dedo de la mano y por combinaciones entre varios dedos, mediante la detección del potencial de acción que activa las células musculares cuando estas son activadas, y el dispositivo, a través del software implementado, podrá reconocer de los gestos de la mano del usuario, de forma que el 5 SmartWatch (1) es capaz de convertir esta información, analizarla, procesarla e interpretarla contextualmente, en combinación con las informaciones obtenidas por otros sensores, que permite identificar un complejo y amplio número de gestos en comandos de control gestual para utilizarla para activar sus propias funciones, o enviarla mediante sistemas de comunicación a otros dispositivos. 10

Susceptibilidad de aplicación industrial.

Si bien la necesaria Susceptibilidad de aplicación industrial puede ser obvia a la luz de lo descrito en la presente memoria y la reivindicaciones que posteriormente serán realizadas, una importante ventaja adicional de este dispositivo, es la de que, una vez 15 reconocidos los gestos, las aplicaciones pueden ser múltiples e incluso novedosas, en función de la programación de las aplicaciones instaladas, y así, pueden citarse, de forma no limitativa, los siguientes

Ejemplos de uso: 20

Control de vehículos:

El usuario camina cargado hacia su vehículo, por proximidad el reloj detecta el vehículo y este lo autoriza. Una vez autorizado, si el usuario 25 cierra el puño la puerta del maletero se eleva permitiendo al usuario descargar lo que lleva cargado.

Puede, con otro gesto diferente, abrir las puertas del piloto y copiloto si así lo desea. 30

Una vez dentro, y gracias a la sincronización del reloj con el móvil y este con el coche, el usuario puede mediante comandos de voz interactuar con el vehículo, programar el GPS, cambiar la música etc., sin dejar de prestar atención a la conducción 35

Ticketing y pago:

El reloj es capaz de comunicarse mediante NFC con las centrales de pago de comercios y locales, permitiendo al usuario pagar sin tener que extraer su cartera del bolsillo. 5

También permite la certificación de entrada a locales como cines o conciertos.

Dicho función puede ser activada mediante el selector de perfil, el dispositivo mantendrá el NFC en primer plano con la entrada o la tarjeta 10 preparada para la certificación o pago.

Intercambio de información:

Gracias a la variedad de sistemas de comunicación del dispositivo, el usuario puede predefinir y controlar que información transferir y de qué 15 forma

Mediante un apretón de manos, dos usuarios con este reloj activan mediante NFC el protocolo de intercambio de información y pueden intercambiar automáticamente tarjetas de visita (Envío de datos y 20 documentos a través del dispositivo).

Pulsómetro:

Gracias a los sensores de electromiografía, el dispositivo es capaz de 25 medir la frecuencia cardíaca del usuario tiempo real, mostrando en pantalla información diversa y estadísticas recogidas a lo largo de la ejecución del programa.

Control remoto: 30

Existe un área de interactuación con otros dispositivos, uno de los principales es el control remoto de sistemas, ya sea interactuación con interfaz básica de ordenador (Windows, Linux, iOS)

Control remoto de pantallas, robots o juguetes mediante conexión Wifi, 35 Bluetooth gracias a la IMU y la electromiografía.

Ejemplo con pantallas:

Convirtiendo al reloj y sus movimientos en un ratón inalámbrico virtual, reconociendo diferentes dedos de la mano como diferentes botones de dicho ratón 5

Ejemplo con juguetes:

Gracias a la IMU, se puede registrar rotaciones laterales de la muñeca como ordenes de giro gradual izquierda o derecha, la inclinación 10 respecto al horizonte como inclinación del juguete y la apertura o cierre de la mano como aceleración o freno gradual.

Ejemplo con robots:

15

El SmartWatch es calibrado y sincronizado con un brazo robótico, dicho brazo, reconoce la orientación de la mano, su inclinación y posición. La electromiografía permite el movimiento de dedos articulados o de comandos específicos programados con anterioridad que responden a los impulsos nerviosos del portador del dispositivo 20

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un dispositivo SmartWatch o “reloj inteligente” con capacidad de control gestual (1), capaz de realizar tareas propias de teléfonos inteligentes (Smartphone), PDA’s y ordenadores portátiles, y de comunicarse con ellos y que comprende:

   a. un cuerpo o caja (110) donde están alojados los dispositivos eléctricos y electrónicos.

   b. una correa (120) intercambiable, dotada con enganches (122, 123) para su fijación al cuerpo del dispositivo (110).

   c. Una pantalla táctil (141) para la visualización de notificaciones imágenes e información que permiten la interacción con el dispositivo.

   d. al menos un botón pulsador (111), de direccionamiento, desplazamiento, confirmación, bloqueo y/o desbloqueo que permiten la interacción con el dispositivo.

   e. al menos un led de notificación (115)

   f. Medios electrónicos (15) y Sensores (16)

   caracterizado porque:

    la comunicación con otro dispositivo (2) se realiza mediante tecnologías inalámbricas, implementadas en un receptor-emisor Wi-Fi, Bluetooth o NFC (163) de forma que el dispositivo (1) es capaz de sincronizarse con un teléfono móvil o cualquier otro dispositivo y actuar como centro de recepción de notificaciones.

    el dispositivo es controlado mediante un programa o software basado en un sistema operativo Android, iOS, o Windows, a través de una interfaz táctil y funcionalidades adaptadas a dispositivos.

    la Pantalla Táctil (141) es un Pantalla OLED táctil con tecnología de protección que permite ver e interactuar con las notificaciones del Smartwatch (1) o con otros dispositivos y ver información útil dependiendo del contexto.

    dichos sensores (16) incluyen dispositivos con funcionalidad de Magnetómetro (155), Giroscopio, Acelerómetro y Brújula (166) y de Sensor de Luz Ambiental (168)

    dichos sensores (16) comprenden: Sensores EMG (121) y Sensores MMG (157) incorporados en la correa intercambiable (120) que mediante el procesado de sus señales por un chip o procesador especifico (156) en colaboración con los medios electrónicos (15) y otros sensores, confieren capacidad de control gestual al dispositivo, mediante la conversión de gestos de la mano y movimientos de esta.

    la conexión de los sensores EMG-MMG (121) situados en la correa (120) con los medios electrónicos (15), se realiza a través de un conector macho microUSB (125) implementado en el enganche (123) y su conexión con el conector hembra MicroUSB (146) instalado en cualquiera de las placas (142, 143) sobre las que se disponen los medios electrónicos (15) y otros sensores (16).

    la capacidad de control gestual es materializada mediante la conversión de las señales de los sensores (15) a través de los medios electrónicos (16) y un programa, que opera bajo un sistema operativo implementado en la memoria del microprocesador (151).

    dichas correas intercambiables (120), son de tipo elástico o regulable de forma manual y contiene los sensores de EMG (121).
2. 2. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos Medios electrónicos (15) y Sensores (16) comprenden:

   a. al menos una Batería (145).

   b. al menos un microprocesador (151), consistente en uno o más microprocesadores de alto rendimiento.

   c. al menos una memoria una Memoria RAM-DRAM (152) interna

   d. al menos una memoria. Memoria Flash (153) interna

   e. un Receptor del Sistema Global de Navegación por Satélite (164)

   f. un Codificador Audio y amplificador de auriculares estéreo (154)

   g. un conector para Altavoz (161)

   h. un conector para Micrófono (162)

   i. un Procesador EMG (156)

   j. un Receptor de carga inalámbrica (158)

   k. un Cargador de batería inteligente (159)

   l. un Motor vibrador (165)
3. 3. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema operativo es Android Wear.

   .
4. 4. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque la Pantalla Táctil (141) es un Pantalla OLED táctil con tecnología de protección Corning Gorilla Glass 3 y un tamaño de 1,8 pulgadas en formato circular y una resolución de al menos 320 x 320 píxeles.
5. 5. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque mediante sensores (121) de EMG (Electromiografía), el SmartWatch (1) es capaz de reconocer gestos de la mano del usuario que lo lleva. Dichos gestos se convierten en información que el SmartWatch puede analizar, procesar y utilizarla para activar sus propias funciones, o enviarla mediante sistemas de comunicación (163) a otros dispositivos (2).
6. 6. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual(1) según la reivindicación 1, caracterizado porque los gestos reconocidos mediante EMG se dividen en varios bloques, independientes por cada dedo de la mano y por combinaciones entre varios dedos, mediante la detección del potencial de acción que activa las células musculares cuando estas son activadas
7. 7. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual (1) según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicha memoria interna (152) es Memoria interna RAM de 1 a 16 Gb, que sirve para almacenar música, fotografías, perfiles e información.
8. 8. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual (1) según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dichos receptor-emisor Wi-Fi, Bluetooth o NFC (163) cumple con la Especificación “Bluetooth Core”.
9. 9. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual(1) según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicha batería (145) es un batería de Li-Ion y los parámetros de carga de dicho dispositivo cargador (159) son programables usando la interfaz I2C y aplicaciones USB OTG.
10. 10. Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos sensores Electromiográficos (121) permiten al SmartWatch adquirir la función de podómetro y pulsómetro.
11. 11. Método de operación de un Dispositivo SmartWatch con capacidad de control gestual, que comprende:

     Obtención de señales de la actividad muscular de una mano (comprendiendo e individualizando la actividad de dedos y sus movimientos) mediante sensores en la correa de sujeción a la muñeca de un “reloj inteligente” o dispositivo SmartWatch (1), dotado de sensores (121), electrodos o actuadores que registran dicha actividad muscular mediante mecanomiografía (MMG) y/o Electromiografía (EMG).

     Trasmisión de dichas señales o impulsos eléctricos obtenidos en los sensores (121), electrodos o sensores a un microprocesador especifico que amplificará dichas señales o impulsos analógicos y los convertirá en señales digitales o datos de salida, para ser procesados por un microprocesador (151).

     Procesamiento de dichas señales digitales consistente en dividir estas en varios bloques, independientes por cada dedo de la mano y por combinaciones entre varios dedos, mediante la detección del potencial de acción que activa las células musculares cuando estas son activadas

     Reconocer de los gestos de la mano del usuario, mediante software de forma que el SmartWatch es capaz convierten esta información, analizarla, procesarla y utilizarla para activar sus propias funciones, o enviarla mediante sistemas de comunicación a otros dispositivos.

     Interpretación contextual, en combinación con las informaciones obtenidas por otros sensores, que permite identificar un complejo y amplio número de gestos en comandos de control gestual.

    De forma que, cada posición de la muñeca, mano y dedos podrá ser reconocido como un comando especifico y que, en colaboración con la información de otros sensores (16) permitirá al dispositivo (1) reconocer gestos de forma inequívoca, interpretándolos en el contexto que incorporen combinaciones de señales procedentes de varios sensores (15) simultáneamente.