Investigadores de la Universidad Northwestern presentaron EITWatch, un sistema abierto de reconocimiento de gestos de mano basado en tomografía de impedancia eléctrica (EIT) que cabe dentro de la caja de un reloj convencional. El proyecto corre sobre una placa Seeed Studio XIAO ESP32-S3 y usa ocho electrodos montados en la cara posterior del reloj para detectar los cambios de impedancia que producen los músculos y tendones bajo la piel.
A diferencia de otros sistemas EIT de muñeca, que rodean el brazo con una banda circular de electrodos, EITWatch concentra los ocho contactos en la parte trasera de la caja. La zona sensora es un anillo de 31 mm de diámetro que entra en una caja estándar de 40 mm, mientras una extensión de PCB de 20 mm carga el front-end analógico discreto.
¿Qué lleva por dentro EITWatch?
- Placa inalámbrica: XIAO ESP32-S3 con SoC Espressif ESP32-S3R8, microcontrolador Tensilica LX7 de doble núcleo hasta 240 MHz con instrucciones vectoriales para aceleración de IA.
- Memoria: 512 KB de SRAM y 8 MB de PSRAM, más 8 MB de flash SPI.
- Conectividad: Wi-Fi 4 y Bluetooth 5.0 en modo dual (Classic y BLE), con antena externa u.FL y puerto USB Tipo-C para alimentación y programación.
- Superficie sensora: 8 electrodos de disco de acero inoxidable con baño de oro, de 2 mm de diámetro, dispuestos en un anillo de 31 mm con separación aproximada de 11,9 mm entre contactos adyacentes.
- Front-end analógico: generador de forma de onda AD5930 que entrega una sinusoide de 50 kHz, excitación por corriente con ADA4841 de cerca de 1 mA peak-to-peak, amplificador de instrumentación AD8220 y conversor AD7450 de 12 bits por SPI.
- Control de ganancia y ruteo: potenciómetros digitales AD5270 para fijar corriente de excitación y ganancia de lectura, más cuatro matrices de conmutación ADG738 de 8 canales.
- Alimentación: 5 V por USB Tipo-C o batería de 3,7 V y 300 mAh, con regulador TLV73325PDBV de 2,5 V.
- Dimensiones: 60 x 40 mm sobre un PCB de 6 capas, pensado para quedar bajo una caja de reloj de 40 mm.
¿Cómo escanea el gesto sin rodear la muñeca?
Como un arreglo plano no puede envolver la muñeca, EITWatch abandona la inyección adyacente clásica y usa un protocolo de barrido multiprofundidad. El sistema mantiene un electrodo fijo como fuente y va rotando el sumidero negativo por las siete posiciones restantes, lo que le permite medir distintas profundidades y trayectorias angulares de corriente. El resultado son 35 mediciones de impedancia por cuadro a 48 Hz.
¿Qué tan preciso es en la práctica?
El reloj corre una aplicación sobre ESP-IDF (v5.2 o superior) que transmite los datos EIT por Wi-Fi a un PC para registro y clasificación. En esas condiciones alcanza 92,5% de acierto en macrogestos sostenidos y 91,5% en microgestos como pellizcos y deslizamientos.
El dato más revelador del paper, sin embargo, es cómo se degrada esa cifra. Ordenada como tabla, la caída queda a la vista:
| Escenario de prueba | Macrogestos | Microgestos |
|---|---|---|
| Sesión inicial | 92,5% | 91,5% |
| 48 horas después | 73,2% | 70,4% |
| Usuarios nuevos | 63,1% | 55,3% |
La pérdida de casi 30 puntos porcentuales al cambiar de usuario marca el límite actual de la técnica: el modelo aprende la anatomía de quien lo entrenó.
El estudio evaluó seis macrogestos (Six, Gun, Point, Thumb Up, Stretch y Fist) y cinco microgestos (Swipe Left, Swipe Right, Pinch, Splay y Wrist Flip), además de una clase de reposo.
Todo el procesamiento dentro del reloj
El equipo también probó con éxito un flujo completamente autónomo, sin PC: un núcleo del ESP32-S3 se encarga de la adquisición de datos y el otro del preprocesamiento de señal y la inferencia con un clasificador ExtraTrees. Esa configuración consume alrededor de 35 mA a 4,3 V, lo que equivale a unas 8,6 horas de autonomía continua con una batería idealizada de 300 mAh.
Vale la pena notar la elección del clasificador: ExtraTrees es un ensamble de árboles de decisión, no una red neuronal. Es una decisión de ingeniería coherente con el presupuesto de memoria del ESP32-S3 y evita la dependencia de un runtime de inferencia dedicado.
¿Cómo se compara con otros relojes abiertos?
CNX Software ya había cubierto varios proyectos de relojes abiertos y caseros. La diferencia que introduce EITWatch es el sensado de gestos, ausente en todos los anteriores:
| Proyecto | Plataforma | Reconocimiento de gestos |
|---|---|---|
| MutantW V1 | ESP32 | No |
| Sensor Watch Pro | Arm Cortex-M0 | No |
| Core 2 Duo | PebbleOS | No |
| EITWatch | ESP32-S3 | Sí, por impedancia |
Licencias y archivos disponibles
EITWatch es completamente abierto. Los archivos de hardware, incluidos los diseños de PCB en Altium, los Gerbers y la lista de materiales, se publicaron bajo licencia CERN-OHL-P-2.0, mientras el firmware en C para el ESP32-S3 va bajo Apache-2.0. Esa combinación permite replicar y comercializar el diseño sin pago de regalías, un detalle relevante para talleres y laboratorios universitarios de la región que quieran fabricar la placa localmente.
Todos los recursos están en el repositorio de GitHub del proyecto, y los detalles técnicos completos en el sitio de Xuanyou Liu. El autor también publicó una demostración en vivo en LinkedIn.
