El resurgir de la tecnología UWB

Existe una antigua, pero bastante desconocida, tecnología que en los últimos dos años está cogiendo fuerza y se está empezando a popularizar, se trata de la tecnología UWB o tecnología de banda ultra ancha. Fue a finales de 2019 cuando el concepto de UWB resurgió a raíz de la presentación del iPhone 11 Pro, el cual se convirtió en el primer smartphone en incorporar un chip con esta tecnología.

En ese momento los expertos empezaron a hablar de nuevo de esta tecnología olvidada, y en la actualidad se considera que jugará un papel muy importante en el ámbito de las smart home, la Realidad Virtual y Aumentada, la seguridad y la geolocalización. De hecho, se estima que el mercado global de UWB crezca de 1,1 mil millones de dólares en 2020 a 2,7 mil millones para 2025, a una tasa compuesta anual del 19,6%.

El resurgir de la tecnología UWB
Los principales factores que están impulsando este crecimiento es el despliegue de esta tecnología en varios dispositivos móviles, el crecimiento de la demanda de los sistemas de ubicación en tiempo real y el crecimiento de la adopción del Internet de las Cosas (IoT) y del Internet Industrial de las Cosas (IIoT).

UWB: la gran novedad en tecnología inalámbrica

UWB es un protocolo que permite comunicaciones inalámbricas de corto alcance que, como el Bluetooth o el Wi-Fi, utiliza ondas de radio para permitir que los dispositivos se comuniquen entre sí. Pero se diferencia sustancialmente en que opera a una frecuencia muy alta. Como su propio nombre indica, también utiliza un amplio espectro de varios GHz.

UWB transmite datos a distancias cortas y determina con precisión la ubicación midiendo cuánto tiempo tarda un pulso de radio en viajar entre los dispositivos. Además, debido al amplio espectro, los datos se pueden enviar muy rápidamente sin perder precisión. UWB puede alcanzar velocidades de datos de 4 Mbps a 675 Mbps o más, según la frecuencia. Eso es mucho más rápido que las velocidades estándar de NFC de 424 Kbps y Bluetooth de 2,1 Mbps, pero no tan rápido como las velocidades de 2 Gbps que se pueden lograr con WiFi-6.

Un transmisor UWB envía miles de millones de pulsos de radio a través de la frecuencia de amplio espectro y un receptor UWB traduce después esos pulsos en datos. Además, UWB logra una precisión en tiempo real porque envía hasta mil millones de pulsos por segundo (aproximadamente 1 por nanosegundo).

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A principios de la década del 2000, la tecnología UWB vio un uso limitado en radares militares y comunicaciones encubiertas, y se utilizó brevemente como una forma de imágenes médicas, como los sistemas de monitoreo cardíaco remoto. En aquel entonces, el coste de implementación y un rendimiento inferior al esperado inicialmente limitaron el uso de UWB en productos de consumo.

En la actualidad, los chips de UWB son lo suficientemente baratos y pequeños como para colocarlos en otros dispositivos, y la industria afirma que podría tener más éxito que el Bluetooth porque tiene una velocidad superior, es más barato, usa menos energía, es más seguro y proporciona una información de la ubicación y el rango de dispositivos superiores.

Beneficios y desventajas de la tecnología UWB

La tecnología UWB permite un rendimiento superior en comparación con los sistemas de banda ancha tradicionales. Además de esto, entre sus beneficios destacan:

  • Bajo consumo de energía: UWB es un sistema de bajo consumo, lo cual es un factor clave para los dispositivos móviles en términos de duración de la batería y usabilidad práctica.
  • Alta precisión: En lugar de depender de la intensidad de la señal, UWB utiliza técnicas ToF (Tiempo de vuelo), TWR (Rango bidireccional), TDoA (Diferencia en Tiempo de llegada), AoA (Ángulo de llegada), etc. para determinar la distancia que hay con otro dispositivo. Además, con varias antenas, UWB también puede medir el ángulo desde el que llega la señal.
  • Sin interferencia de señal: UWB utiliza una frecuencia de 3,1 a 10,6 GHz, por lo que existe una probabilidad muy limitada de que haya cualquier interferencia de señal, al contrario de lo que suele ocurrir con el Bluetooth y el Wifi.
  • Ultrarrápido: Bluetooth tarda al menos dos segundos en detectar la ubicación, UWB es mil veces más rápido, lo que significa que no hay retrasos y la experiencia del usuario es prácticamente perfecta.

Sin embargo, también existen ciertas desventajas de esta tecnología. Una de ellas es la pérdida de potencia de transmisión que limita las señales UWB para que solo puedan comunicarse en un rango corto de distancia. Pero la mayor desventaja es que otras tecnologías como el Wi-fi o el Bluetooth pueden interactuar con prácticamente todos los dispositivos que existen actualmente, UWB acaba de empezar y solamente se puede hacer uso de esta tecnología en unos pocos dispositivos. Sin embargo, se espera que UWB se ponga a la altura de esas dos tecnologías rápidamente, ya que muchos fabricantes de smartphones están haciendo lo mismo que hizo Apple en su día y están incluyendo tecnología UWB en sus dispositivos.

¿Cuáles son sus posibles usos?

Con su gran precisión, transmisión rápida y alta confiabilidad, la tecnología UWB está preparada para ayudar a las empresas a localizar personas y objetos en movimiento en todo tipo de entornos y procesos.

UWB tiene ventaja tanto en precisión como en seguridad sobre las tecnologías de Bluetooth y WiFi, y esa ventaja se puede utilizar en muchos casos de uso diferentes.

  • Smart Car: Con la tecnología UWB se puede conseguir una mayor seguridad y comodidad. Se puede usar para desbloquear un coche con un smartphone en el momento que el usuario se acerca a él. Los chips internos del vehículo se comunican entre sí y calculan la posición del propietario bloqueándolo en el caso de que otra persona que no es el propietario intente abrirlo. Al mismo tiempo gracias a la precisión de la localización y la determinación de distancias alrededor del vehículo el coche puede detectar si hay personas o animales cerca, tiene funcionalidades de aparcamiento automatizado, y el fácil acceso a los espacios de estacionamiento o el pago automático al salir son algunas de las posibles aplicaciones en este campo.
  • Pagos contactless: Es más seguro que la tecnología NFC y el usuario puede dejar su smartphone en el bolsillo sin necesidad de tener que sacarlo para pagar.
  • Acceso seguro a un edificio: Con UWB se pueden abrir automáticamente las puertas a un área segura dentro de un edificio en el momento que el usuario se acerca a ellas.
  • Retail: UWB puede ofrecer información útil sobre un producto que una persona acaba de recoger, así como de una oferta especial para comprar uno. Se pueden poner chips a los carros de la compra para tenerlos localizados, o saber dónde y por cuánto tiempo permanecen los clientes en la tienda. La localización y el análisis de datos a través de UWB proporcionan las respuestas y abren nuevas formas de marketing.
  • Seguimiento de deportes y del estado físico de una persona: En los deportes de equipo y extremos, la demanda de datos de rendimiento y de movimiento son particularmente altas. Con la tecnología UWB se puede rastrear a los jugadores en un campo para reproducir sus movimientos en tiempo real, así como ver las estadísticas tanto individuales como de equipo, y el análisis táctico todo también en tiempo real. La ubicación de una pelota de fútbol se puede actualizar 2000 veces por segundo.
  • Realidad Virtual y Realidad Aumentada: Con la tecnología UWB un usuario puede ver desde su smartphone y en Realidad Aumentada la ubicación exacta de otros objetos también equipados con UWB. Además, esta tecnología es un facilitador de Realidad Mixta, ya que ayuda a los dispositivos a cerrar la brecha entre el mundo físico y el digital, por ejemplo, pudiendo un usuario ver el mapa de una tienda, desde su smartphone, y navegar por ella para encontrar los productos que necesita.
  • Wearables de salud: La tecnología de UWB dentro de un dispositivo wearable como una pulsera puede controlar la temperatura corporal, los niveles de saturación de oxígeno, el movimiento corporal y la frecuencia cardíaca las 24 horas del día.
  • Radares médicos: UWB se puede usar para monitorear la respiración y los latidos del corazón de una persona a distancia leyendo las señales UWB reflejadas.
  • Posicionamiento en interiores: Con UWB una persona puede situarse con precisión dentro de un sitio, saber dónde está y dónde quiere ir. Por ejemplo, en un aeropuerto para encontrar la puerta de embarque o en un centro comercial para encontrar una tienda en concreto.
  • Smart Home: Los usos de UWB para smart home son muchos, desde la ubicación de unas llaves que se han perdido hasta el desbloqueo y bloqueo automático de puertas al acercarse o alejarse de ellas, y las restricciones de acceso inteligente para mascotas. Las luces, los altavoces y cualquier otro dispositivo conectado con capacidad de detección de UWB podrán seguir a los usuarios de una habitación a otra, por ejemplo, ajustar el volumen de un altavoz en función de dónde se encuentre o cambiar el perfil de Netflix dependiendo de quién encienda la televisión.
  • UWB para almacenes: Con UWB se puede realizar un seguimiento activo de las personas que trabajan en el almacén, de las máquinas y de los equipos que se encuentran en el interior, o encontrar un producto en un estante.

UWB y su uso frente al Covid-19

Con la llegada del Covid-19 surgió la necesidad de implementar una serie de estrategias para poder combatirlo, dos de las estrategias más importantes para hacer frente a la pandemia han sido el distanciamiento social y el seguimiento o el rastreo de contactos. Desde ese momento muchas organizaciones a nivel mundial comenzaron a usar la tecnología UWB para poder hacer frente a la crisis del Covid-19, ya que, gracias a la precisión en la medición en tiempo real de la ubicación y la distancia, esta tecnología puede determinar la ubicación exacta de un dispositivo a centímetros, tanto en interiores como en exteriores.

Esta precisión hace que UWB se adapte extremadamente bien a las aplicaciones de rastreo de contactos y de distanciamiento social que son tan necesarias y que se están desarrollando en muchos países para ayudar a prevenir la propagación de la pandemia. De hecho, UWB es la única tecnología disponible que puede ofrecer el nivel de precisión requerido para este tipo de aplicación.

A diferencia de otras tecnologías inalámbricas, UWB proporciona la precisión necesaria para estar absolutamente seguro de si alguien estaba lo suficientemente cerca de otros como para transmitir el virus, ya que puede calcular la distancia entre personas que se encuentran a centímetros de distancia y con precisión.

UWB también se utiliza en aplicaciones de distanciamiento social, que están diseñadas para garantizar que las personas mantengan una distancia segura entre ellos. Por ejemplo, en una empresa un empleado puede llevar un wearable con tecnología UWB y este le puede alertar, en tiempo real, cuando se acerque demasiado a alguien. Esta solución puede reducir la propagación del virus en una empresa, así como mejorar la seguridad de los empleados.

Conclusiones

A pesar de que se trata de una tecnología que empezó hace bastantes años, es como si fuese nueva, ya que es ahora cuando las empresas están empezando a trabajar en ella e incorporándola en sus dispositivos, pero este es solo el comienzo de una posible revolución de la tecnología UWB.

Su potencial apenas está comenzando a verse. La tecnología está habilitando una ola de aplicaciones que utilizan detección de distancia y ubicación de alta precisión para brindar nuevas experiencias y capacidades, incluidas muchas aplicaciones que antes no eran posibles.

UWB se puede utilizar potencialmente en casi todo, desde impresoras inalámbricas hasta pagos contactless, y desde el sector de la automoción hasta el de salud, smart home, logística, retail o deportes. Todo esto depende de encontrar esa aplicación o función que haga que valga la pena.

Es importante destacar que la tecnología UWB no necesariamente tiene que reemplazar al Wi-fi, NFC o Bluetooth, ya que puede funcionar con ellos.

El potencial de UWB es enorme y aunque seguramente haya que esperar bastante para poder ver esta tecnología más expandida a nivel global, una cosa es cierta: UWB está preparada para cambiar la forma en que las personas viven y trabajan.