Novo sensor: “sexto sentido” para humanos e máquinas
A criação de um sensor de “sexto sentido” revolucionou como pessoas e máquinas percebem objetos à distância sem a necessidade de vê-los. Inspirados por campos biológicos, auras e conceitos esotéricos, cientistas de Hong Kong replicaram o sistema sensorial dos peixes da família mormyrid em patches biocompatíveis. Esses peixes conseguem detectar alimentos em águas turvas e até em lama ao sentir pequenas perturbações no campo eletromagnético, e agora essa habilidade foi transferida para humanos e automação.
“Ouvimos os professores Xinge Yu, do Departamento de Engenharia Biomédica da City University of Hong Kong, afirmar: ‘Desenvolvemos uma nova estratégia de posicionamento de movimento 3D usando pele eletrônica inspirada em “peixes-elétricos”.” O sensor utiliza capacitância para detectar objetos independentemente de sua condutividade, conforme descrito em um artigo publicado em novembro na revista Nature.
Uma camada do sensor atua como transmissor, gerando um campo elétrico que se estende além de suas bordas. Outra camada funciona como receptor, capaz de determinar tanto a direção quanto a distância de um objeto. Isso permite que o sistema sensorial “sinta” a localização de um objeto no espaço tridimensional. As camadas de eletrodos são feitas de biogel aplicadas em ambos os lados de um substrato dielétrico de polidimetilsiloxano (PDMS), um polímero à base de silício popular na biomedicina.
Padrões são criados nas partes transmissora e receptora, formando e reconhecendo campos eletromagnéticos, essencialmente atuando como antenas. Todo o sistema é encapsulado em um biogel transparente, flexível e compatível com a biologia humana, permitindo que o patch se estique e dobre, adaptando-se confortavelmente ao redor de um pulso humano.
Quando um objeto estranho entra no campo do sensor, o receptor o detecta. Graças a um array de sensores, a direção e a posição geral do objeto no espaço tridimensional são determinadas. O protótipo do sensor conseguiu reconhecer objetos no ar a até 10 cm e submersos até 1 m. Obstáculos leves, como tecidos ou papel, não impediram o reconhecimento de “perturbadores”, mas a presença de outra pessoa ou objetos massivos a menos de 40 cm do sensor reduziu a precisão do reconhecimento.
Os desenvolvedores focaram na eficiência energética da plataforma. O sensor transmite dados ambientais para um smartphone via Bluetooth, mas não transmite dados brutos, apenas resultados processados para o processamento final. Isso economiza energia, realizando transmissões intensivas em recursos apenas quando necessário. Um controlador simples e um circuito de processamento de dados estão incorporados no patch e encapsulados em biogel. A bateria de íon de lítio embutida é carregada sem fio através de uma bobina eletromagnética.
O desenvolvimento promete melhorar a orientação em ambientes complexos para pessoas e robôs, mas, por enquanto, o sensor só consegue reconhecer com precisão objetos de certo tamanho, especificamente 8 mm de diâmetro. Objetos menores são detectados com baixa precisão, e os maiores, muito lentamente. Atualmente, o dispositivo pode ser usado, por exemplo, para reconhecer gestos com as pontas dos dedos, mas ainda há muito trabalho a ser feito, e a pesquisa continuará.