Biohacking Wearables - Tecnologias para Ativação e Privacidade

PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 2 LISTA DE FIGURAS Figura 21 Representação de sistema de monitoramento para pacientes 5 Figura 22 Rede de sensores corporais 6 Figura 23 Sensor flexível ECG sem fio 7 Figura 24 Tecidos inteligentes e seus sensores 8 Figura 25 Tecidos inteligentes em equipamentos de segurança para ciclistas 9 Figura 26 Relógio inteligente 9 Figura 27 Monitoramento de ambientes 10 Figura 28 Computação Ubíqua 12 Figura 29 Oculus Rift 15 PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom SUMÁRIO 2 BIOHACKING WEARABLES 4 21 Tecnologias para ativação 6 211 Tecnologias que viabilizam os wearables 7 22 Privacidade e wearables 11 221 Tecnologias wearable e a privacidade dos usuários 13 2211 Privacidade e os WristMounted Devices WMD 13 2212 Privacidade e os HeadMounted Devices HMD 15 REFERÊNCIAS 18 GLOSSÁRIO 20 PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 4 2 BIOHACKING WEARABLES De acordo com Patel et al 2012 dadas as melhorias verificadas ao longo das últimas décadas em relação aos cuidados com a saúde os moradores de países industrializados gozam agora de maior longevidade embora às vezes com múltiplas e frequentemente complexas condições de saúde Ainda segundo esses autores tal fato aliado a outros fatores tem suscitado questões fundamentais por exemplo como cuidar de um número crescente de indivíduos com condições médicas complexas Como oferecer atendimento de qualidade àqueles em áreas de difícil acesso E ainda como maximizar a independência e a participação de um número cada vez maior de pessoas portadoras de algum tipo de deficiência Naturalmente a solução para tais problemas poderá ser consideravelmente complexa exigindo desde maiores investimentos até eventualmente a reformulação da maneira como a saúde é tratada Entretanto parte da solução poderá também recair sobre a melhor maneira de explorar os recursos tecnológicos existentes e em desenvolvimento em áreas correlatas Wearable sensors sensores vestíveis por exemplo podem ser utilizados para fins de diagnóstico ou mesmo monitoramento incluindo sensoriamento fisiológico e bioquímico e ainda detecção de movimento BONATO 2012 A Figura Representação de sistema de monitoramento para pacientes traz um exemplo de como um indivíduo afetado por um distúrbio de equilíbrio poderia ser monitorado durante suas atividades físicas em um centro clínico ou academia Na figura estão ilustradas algumas das diversas formas de um paciente ser avaliado O desempenho e as respostas fisiológicas do paciente tais como suas frequências cardíaca e respiratória seriam monitorados por meio de sensores vestíveis Sistemas de comunicação sem fio com base em bluetooth ou wlan entre outras possibilidades poderão ser empregados para a transmissão dos dados do paciente a um smartphone ou access point Estes por sua vez procederiam à retransmissão de tais informações via Internet a um centro de monitoramento remoto PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 5 Figura 21 Representação de sistema de monitoramento para pacientes Fonte Bonato 2012 Emergências como por exemplo quedas poderão ser detectadas por meio da análise de dados efetuada por esses sistemas sendo então uma mensagem de alerta sobre a ocorrência enviada ao referido centro de monitoramento ou de atendimento de emergência solicitando imediata assistência ao paciente Além de emergências familiares e cuidadores também poderão ser alertados em relação a outras situações nas quais o paciente necessite de assistência como por exemplo no momento de seus medicamentos De acordo com Patel et al 2012 o monitoramento fisiológico poderá contribuir tanto para o diagnóstico como para o tratamento contínuo de indivíduos acometidos pelos mais variados tipos de doenças neurológicas cardiovasculares e disritmias entre outras Entretanto ainda de acordo com esses autores os sistemas de monitoramento remoto baseados em wearable sensors não apresentam apenas potenciais vantagens mas também grandes desafios a serem vencidos antes que possam ser utilizados em larga escala como por exemplo as limitações apresentadas pelas baterias utilizadas Bonato 2010 afirma que o desenvolvimento de sistemas vestíveis baseados em tecnologias sem fio promove a miniaturização de sensores a disponibilidade de rádios de baixa potência e o desenvolvimento de sistemas operacionais dedicados por exemplo TinyOS para pequenas unidades sensoras e redes de sensores Tais redes são referidas como redes de sensores corporais e as unidades de sensores como nós sensores PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 6 Uma representação esquemática de uma rede de sensores corporais é ilustrada na Figura Rede de sensores corporais na qual uma unidade SHIMMER no destaque é utilizada como nó sensor Um indivíduo é retratado usando nós de sensores ligados aos seus pulsos e tornozelos em uma configuração adequada ao monitoramento das principais atividades motoras Uma cinta na região torácica permite monitorar as frequências cardíaca e respiratória capturando assim suas respostas fisiológicas às atividades motoras e potenciais problemas cardiovasculares os quais podem ser detectados por exemplo por meio da análise da frequência cardíaca e sua variabilidade Figura 22 Rede de sensores corporais Fonte Bonato 2010 Na Figura Rede de sensores corporais os nós se comunicam com uma estaçãobase não representada na figura a qual pode ser um registrador de dados usado pelo indivíduo ou um computador localizado no ambiente ao seu redor 21 Tecnologias para ativação Patel et al 2012 afirmam que os sistemas vestíveis para monitoramento remoto de pacientes consistem de três blocos principais a o hardware de detecção PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 7 e coleta de dados para registro dos dados fisiológicos e de movimento b hardware e software de comunicação para a transmissão dos dados a um centro remoto e finalmente c técnicas para a análise dos dados e a extração das informações clinicamente relevantes dos dados fisiológicos e de movimentos coletados Segundo os referidos autores um dos maiores obstáculos para a adoção de tecnologias de sensoriamento especialmente em relação a aplicações vestíveis tem sido o tamanho dos sensores e a eletrônica de ponta Eles no passado tornavam muito intrusivo o hardware para a aquisição dos dados fisiológicos e de movimento e portanto inadequado a aplicações de monitoramento de longo prazo 211 Tecnologias que viabilizam os wearables A grande evolução no campo da microeletrônica tem possibilitado aos pesquisadores desenvolver circuitos miniaturizados integrando sensores amplificadores frontend funções de microcontroladores e transmissores de rádio A Figura Sensor flexível ECG sem fio exemplifica um circuito com tal tecnologia Figura 23 Sensor flexível ECG sem fio Fonte IMEC The Netherlands 2020 O circuito flexível mostrado na Figura Sensor flexível ECG sem fio é um exemplo de sensor flexível sem fio que permite coletar dados fisiológicos e transmiti los por meio de tecnologia wireless a um registrador de dados valendose de um rádio de baixa potência Particularmente relevantes para aplicações no campo da reabilitação tais dispositivos são avanços na tecnologia de fabricação de sistemas microeletromecânicos MEMS Microelectromechanical Systems A tecnologia PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 8 MEMS permitiu o desenvolvimento de sensores inerciais miniaturizados que têm sido utilizados para o monitoramento da atividade motora e de outros sistemas A microeletrônica também vem sendo usada para integrar outros componentes como microprocessadores e circuitos de comunicação via rádio em um único circuito integrado resultando em implementações SystemonChip BRAND 2006 Ainda de acordo com Patel et al 2012 progressos também em relação aos materiais permitiram o desenvolvimento de sistemas etextile tecidos inteligentes ou seja sistemas que conferem capacidade de sensoriamento a peças de vestuário Figura Tecidos inteligentes e seus sensores Figura 24 Tecidos inteligentes e seus sensores Fonte Smartex Itália 2020 A Figura Tecidos inteligentes e seus sensores ilustra como sensores podem ser agregados a uma peça de vestuário a fim de coletar dados eletrocardiográficos ECG eou eletromiográficos EMG entre outros aplicandose eletrodos diretamente ao tecido A coleta de dados relacionados ao movimento poderá ser feita incorporandose ao tecido elementos condutivos com base em elastômeros e observandose as alterações causadas à sua resistência em função das contrações e alongamentos impostos à peça originados dos movimentos do usuário PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 9 Figura 25 Tecidos inteligentes em equipamentos de segurança para ciclistas Fonte httpwwwleemyungsucom 2020 Rápidos avanços nesse campo já permitem incorporar o circuito eletrônico diretamente aos tecidos inteligentes para as mais diferentes finalidades a exemplo do demonstrado na Figura Tecidos inteligentes em equipamentos de segurança para ciclistas nos quais eles compõem equipamentos de segurança para ciclistas Conforme anteriormente citado a comunicação sem fio é fator de notória relevância para alavancar o crescimento dos wearables Naturalmente o Google não poderia ficar fora desse mercado por isso em março de 2014 lançou o Android Wear rebatizado de Wear OS uma versão especial do Android especificamente desenvolvido para wearables especialmente smartwatches Figura Relógio inteligente que podem ser pareados com smartphones que executem Android 43 ou superior ou IOS 82 ou superior Figura 26 Relógio inteligente Fonte httpshothardwarecom 2020 PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 10 O Wear OS disponibiliza o Google Assistant um assistente pessoal virtual desenvolvido para a execução de tarefas cotidianas tais como fazer ligações enviar mensagens e fazer pesquisas no Google entre outras possibilidades Patel et al 2012 afirmam que os sensores vestíveis podem ser combinados com sensores de ambientes por exemplo para o monitoramento de pacientes em seus domicílios Figura Monitoramento de ambientes Figura 27 Monitoramento de ambientes Fonte httpscreatehealthcom 2020 Procedimentos para a análise de dados especificamente desenvolvidos poderão ser empregados para detectar quedas por meio do processamento dos dados de movimento e sinais vitais do indivíduo Nesse contexto sensores ambientais podem ser usados em conjunto com sensores vestíveis para melhorar a precisão na detecção de quedas e ainda mais importante para possibilitar a identificação de quedas mesmo em momentos em que os indivíduos não usam os sensores De acordo com Kang et al 2010 ambientes monitorados abrangem sensores e detectores de movimento instalados em portas por exemplo de armários de remédios geladeiras e até a porta da frente da casa a fim de acusar sua abertura Tecnologias características das casas inteligentes smart houses incluindo o sensoriamento e o monitoramento ambientais vêm sendo incorporadas a várias aplicações relacionadas à reabilitação Uma dessas aplicações é o ambiente de subsistência assistido AAL Ambient Assisted Living que faz referência a sistemas inteligentes de assistência à saúde no local onde o indivíduo vive FERNÁNDEZ BLASCO e HERNÁNDEZ PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 11 2009 abrangendo conceitos produtos e serviços que se entrelaçam e aprimoram novas tecnologias e o ambiente social As tecnologias AAL são incorporadas distribuídas em todo o ambiente ou diretamente integradas a eletrodomésticos ou mobiliário personalizadas adaptadas às necessidades dos usuários adaptativas responsivas ao usuário e ao ambiente dele e proativas antecipando os desejos dos usuários na medida do possível sem mediação consciente Stefanov et al 2004 afirmam que o conceito de casa inteligente é frequentemente associado a pessoas com necessidades especiais e em decorrência disso vários tipos distintos de smart houses são desenvolvidos Ainda de acordo com esses autores as diferenças entre as smart houses recaem sobre os tipos e arranjos dos dispositivos instalados classificandoas em cinco grandes grupos embora os autores alertem também para o fato de que em termos práticos nem sempre é fácil se distinguir entre um grupo e outro 1 Casas inteligentes para pessoas com deficiências motoras 2 Casas inteligentes para idosos 3 Casas inteligentes para pessoas com baixa capacidade visual 4 Casas inteligentes para pessoas com deficiência auditiva 5 Casas inteligentes para pessoas com deficiência cognitiva 22 Privacidade e wearables Para se discutir melhor aspectos fundamentais referentes à privacidade e aos wearables vale abordar rapidamente alguns conceitos relacionados os quais também integram o contexto Weiser 1991 foi o primeiro a utilizar o termo computação ubíqua que Motti e Caine 2015 definiram como a integração entre soluções computacionais no ambiente físico possibilitando assim que objetos inanimados adquiram inteligência detectando processando e comunicando dados ou de forma mais simples a ubiquidade faz referência a algo onipresente ao nosso redor Silva et al 2015 afirmam ainda que a computação ubíqua é o resultado da intersecção entre a computação pervasiva e da computação móvel Figura Computação Ubíqua PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 12 Figura 28 Computação Ubíqua Fonte Silva et al 2015 adaptado por FIAP 2019 Embora alguns pesquisadores considerem os três termos ubíqua pervasiva e móvel equivalentes Silva et al 2015 afirmam haver diferenças significativas entre eles De acordo com esses autores o conceito mais abrangente de computação pervasiva é o que a define como invisível ao olho nu do ser humano mas sabese que ela está presente no espaço oferecido por Zhao e Whang 2011 Um exemplo já muito comum de computação pervasiva é a casa inteligente na qual diversos sensores e atuadores trabalham conjuntamente para o monitoramento e o controle das condições do ambiente como por exemplo as condições de luminosidade e a temperatura ambientes O conceito de computação móvel por sua vez já é bem mais natural para a maioria das pessoas podendo ser sinteticamente entendido como o acesso à informação em qualquer lugar a qualquer momento por intermédio de dispositivos como smartphones tablets e similares LAAD et al 2010 Nesse contexto a função dos dispositivos móveis recai basicamente sobre a recepção das informações enviadas pelo ambiente e o envio de eventuais comandos emitidos pelo usuário do dispositivo móvel Ainda para Motti e Caine 2015 analogamente à computação ubíqua e à computação móvel a privacidade em dispositivos vestíveis se apresenta como um dos maiores desafios ainda a ser resolvido não apenas porque tais dispositivos são capazes de coletar processar e armazenar informações particulares sobre seus usuários mas também pelo fato de serem capazes de fazêlo de forma contínua e discreta PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 13 Além disso acrescentam Motti e Caine 2015 os usuários podem não compreender claramente os possíveis riscos ameaças e complicações inerentes à coleta de dados executada pelos wearables tendendo a subestimálas e eventualmente acabando por comprometer sua privacidade 221 Tecnologias wearable e a privacidade dos usuários As pesquisas de Motti e Caine 2015 apontaram 13 pontos de preocupação dos usuários em relação ao tema Privacidade vs Wearables evidenciando estar essa preocupação intimamente ligada ao tipo de dados que cada dispositivo coleta armazena processa e compartilha Destaque especial foi observado quanto a sensores incorporados como câmeras e microfones na medida em que tais dispositivos possibilitam a captura de dados particulares e eventualmente confidenciais não apenas do indivíduo como também de pessoas ao seu redor por vezes sem conhecimento nem consentimento delas Outros sensores a exemplo de monitores de frequência cardíaca e rastreadores de atividade física foram frequentemente considerados como de menor risco à privacidade dos usuários Dos 13 pontos evidenciados na pesquisa dos referidos autores seis são relacionados a dispositivos usados nos pulsos WMD WristMounted Devices e sete a dispositivos usados na cabeça HMD Head Mounted Devices 2211 Privacidade e os WristMounted Devices WMD À primeira vista dispositivos WMD coletam dados menos sensíveis do que os coletados por dispositivos HMD visto que estes últimos possibilitam a coleta de áudios vídeos e imagens os quais tendem a ser mais invasivos à privacidade do usuário Dispositivos WMD por sua vez geralmente registram apenas dados referentes à atividade física do usuário por isso normalmente são considerados menos invasivos à sua privacidade Entretanto eles costumam registrar também o deslocamento do usuário via GPS informação que se mostrou a maior preocupação dos usuários de dispositivos PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 14 WMD especialmente considerandose que tais informações podem ser compartilhadas online em tempo real Além disso o formato desses dispositivos semelhante a relógios e pulseiras a fim de se encaixarem melhor às vestimentas convencionais pode atrair a atenção de outras pessoas Em seu trabalho Motti e Caine 2015 constataram estarem os usuários de dispositivos WMD apreensivos principalmente em relação à coleta e ao compartilhamento de seus dados em função de I Implicações sociais gerais pela falta de conscientização o compartilhamento dos dados coletados por um dispositivo WMD em redes sociais especialmente localização e fotos sem a devida permissão de eventuais terceiros envolvidos pode levar à quebra de privacidade deles II Direito ao esquecimento quando dados são continuamente coletados armazenados publicados e compartilhados o usuário poderá se recordar mais tarde Entretanto o mesmo poderá acontecer com eventos e fatos que os usuários não estavam dispostos a capturar ou pelos quais não desejam ser posteriormente lembrados III Divulgação de sua localização o acesso à localização e aos trajetos feitos pelos usuários pode auxiliar pessoas malintencionadas a conhecer a rotina deles facilitando assim ações delituosas como assaltos e sequestros entre outras IV Vazamento discreto de informações confidenciais WMDs como smartwatches frequentemente exibem notificações que poderão revelar informações sensíveis a pessoas próximas ao usuário Logo a capacidade de ocultação de tais notificações é considerada uma boa prática por muitos usuários V Falta de controle de acesso usuários conscientes em relação ao armazenamento de dados em nuvem temem que as organizações ou o próprio governo venham a usar seus dados pessoais sem seu conhecimento ou consentimento por exemplo para fins abusivos ou maliciosos VI Vigilância e Sousveillance embora a maior parte dos usuários de wearables reconheça os benefícios de poder coletar e rastrear suas PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 15 informações pessoais eles temem a vigilância contínua e as possíveis implicações que ela poderá lhes trazer no futuro 2212 Privacidade e os HeadMounted Devices HMD Dispositivos HMD voltados à realidade aumentada realidade virtual ou mesmo jogos Figura Oculus Rift não constituem preocupação em relação à privacidade dos usuários Isso porque são coletados dados com baixa confidencialidade e o dispositivo não armazena ou compartilha informações Figura 29 Oculus Rift Fonte Amazon 2020 Por outro lado dispositivos como o Google Glass equipados com câmeras e microfones geralmente são sincronizados com um smartphone permitindo que os usuários se conectem a aplicativos de mídia social Isso suscita diferentes preocupações em relação à privacidade de acordo com o apurado pela análise dos comentários feitos pelos entrevistados quando da pesquisa de Motti e Caine 2015 Entre essas preocupações destacamse I Divulgação de conversas o uso de tecnologias para reconhecimento de voz permite aos usuários interagirem com o dispositivo sem uso das mãos Entretanto quando há pessoas ao redor e o usuário precisa lidar com PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 16 informações confidenciais o áudio como única modalidade de entrada de dados poderá ter sérias implicações sobre a privacidade II Vigilância sousveillance e abuso a coleta de dados sem consentimento eou sem conhecimento por parte do usuário poderá levar ao seu mau uso Na opinião dos usuários entrevistados há muitas preocupações em relação à invasão de privacidade espionagem e situações em que as pessoas estão mais preocupadas em registrar um evento do que se envolver com ele MOTTI e CAINE 2015 III Gravação clandestina de áudio e vídeo embora dispositivos móveis como smartphones e tablets também sejam equipados com câmeras e microfones HMDs permitem aos usuários gravar de forma mais discreta IV Vigilância sousveillance e implicações sociais como o dispositivo HMD pode vir a capturar informações também das pessoas ao redor de seu usuário as questões inerentes à privacidade são imediatamente estendidas ao ambiente social já que essas pessoas geralmente não têm conhecimento eou não consentiram com a coleta de seus dados V Reconhecimento facial e capacidade de identificação os usuários reconhecem os benefícios do reconhecimento facial entretanto eles também estão cientes de que preocupações com sua privacidade provavelmente surgirão em futuro próximo image analysis This of course raises all sorts of new privacy concerns with things like identifying people through facial recognition associated with Facebook pictures MOTTI CAINE 2015 VI Sincronização automática com mídias sociais alguns usuários não concordam com a ideia de seus dispositivos sincronizarem automaticamente com mídias sociais compartilhando seus dados sem que eles tenham o devido controle sobre o processo PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 17 VII Visão obstruída HMDs como Oculus Rift e Sony HMzT1 cobrem o campo visual de seu usuário permitindolhes interagir desapercebidamente com o dispositivo PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 18 REFERÊNCIAS BONATO P Wearable sensors and systems IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine v 29 n 3 p 2536 30 mar 2012 Disponível em httphdlhandlenet1721169890 Acesso em 16 jun 2020 BRAND O Microsensor integration into systemsonchip Proceedings of the IEEE v 94 n 6 p 11601176 2006 Disponível em httpsieeexploreieeeorgdocument1652903 Acesso em 16 jun 2020 CREATEHEALTH Ambient sensing Disponível em httpscreatehealthcomblognewproductsoftransformativehealthambient sensing Acesso em 16 jun 2020 FERNÁNDEZ L BLASCO J M HERNÁNDEZ J F Wireless sensor networks in ambient intelligence Book Wireless Sensor Networks in Ambient Intelligence City Technologies for Health and Wellbeing Institute ITACA Universidad Politécnica de Valencia 2009 GOOGLE Google Wear OS Disponível em httpswearosgooglecom Acesso em 16 jun 2020 KANG H G MAHONEY D F HOENIG H HIRTH V A BONATO P HAJJAR I LIPSITZ L A In situ monitoring of health in older adults 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pervasiveandubiquitouscomputing Acesso em 16 jun 2020 PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom Biohacking wearables Página 20 GLOSSÁRIO Atuador Elemento que produz movimento em resposta a comandos manuais elétricos ou mecânicos Frontend e Back end Termos genéricos que fazem referência às etapas inicial e final de um processo O frontend é responsável por coletar e processar a entrada do usuário a fim de adequála a uma especificação que permita sua utilização pelo backend Sensor Dispositivo que detecta estímulos físicos calórico luminoso sonoro e magnético entre outros e transmite uma resposta mensurável ou operante correspondente Sousveillance Termo cunhado pelo pesquisador canadense Steve Mann como um contraste à palavra inglesa derivada do francês surveillance em que o prefixo sur significa acima enquanto sous significa abaixo Simplificadamente pode ser entendido como a vigilância do observador pelo observado o governo observa o cidadão portanto o cidadão passa a observar o governo também PDF exclusivo para Fernanda Alane Dos Santos Xavier rm86504 fernandaalannyhotmailcom