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Correio Braziliense

Sensores em 3D conseguem se conectar a redes wi-fi sem utilizar eletrônicos

A solução criada por pesquisadores dos Estados Unidos poderá ajudar no controle de questões cotidianas, como vazamentos de água e falta de produtos de limpeza


postado em 29/01/2018 07:00

A internet das coisas — IoT, na sigla em inglês — é uma rede que conecta diversos objetos físicos e permite que eles troquem informações entre si e com a própria internet. A ideia é que objetos do cotidiano, não apenas computadores e outros eletrônicos, possam ser controlados a distância e forneçam dados aos usuários. Como uma embalagem de detergente que detecte quando o produto está acabando e mande um aviso ao dono da casa ou peça outro automaticamente. Esse, porém, é um dos grandes desafios da IoT. Botar componentes eletrônicos em objetos que não os têm, por exemplo, os plásticos, pode ser caro e exigir a implantação de baterias e outras modificações adicionais.

Pesquisadores da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, trabalham em uma forma de resolver esse problema. Eles criaram sensores impressos em 3D capazes de enviar informações para redes wi-fi sem o uso de eletrônicos. A técnica usa uma antena feita de plástico para modificar a amplitude de um sinal de wi-fi de forma a codificar informações simples nas ondas, que podem ser decodificadas com um sensor específico.

Entre as aplicações previstas estão sensores que detectam vazamentos de água, uma balança e um botão para controlar o volume de uma música, tudo isso utilizando apenas plástico. “A ideia central do projeto é comunicar através de reflexos. Nós fazemos isso refletindo sinais de wi-fi no ambiente, de forma similar a como usamos um espelho para refletir a luz. Os sensores que criamos podem traduzir movimentos mecânicos para reflexos nos sinais de wi-fi”, explica Justin Chan, um dos autores da pesquisa, cujos resultados foram apresentados recentemente na Conferência e Exibição de Gráficos de Computador e Técnicas Interativas em Bangkok, na Tailândia.

Essa técnica é chamada backscatter, ou espalhamento, e é bastante presente no cotidiano. Um exemplo são os cartões eletrônicos de ônibus. O leitor envia um sinal de rádio para o chip do cartão, que o modifica e o envia de volta com informações como a quantidade de passagens que o usuário possui. Essa aplicação, porém, requer que as duas partes estejam próximas para que a comunicação ocorra.

Os pesquisadores de Washington criaram uma antena capaz de criar esse espalhamento em ondas de wi-fi que podem ser transmitidas em distâncias maiores. A peça é feita de um plástico especial que contém partículas de cobre em sua composição, tornando-o capaz de refletir ondas eletromagnéticas (Leia Para saber mais). A antena é dividida ao meio e um sistema mecânico utilizando engrenagens e uma mola em espiral, todas impressas em 3D, conecta as duas partes em um ritmo específico, a fim de gerar modificações na amplitude do sinal. Um sensor é capaz de detectar essas mudanças e traduzir a mensagem para a rede.

“Eles usam uma técnica parecida com a usada em relógios, com uma mola em espiral conectada a uma engrenagem”, explica o professor Luiz Cláudio Schara Magalhães, do laboratório MídiaCom, na Universidade Federal Fluminense. “A informação é codificada na engrenagem e a mola a faz girar.” A tecnologia pode permitir que objetos do dia a dia se comuniquem sem a necessidade de eletrônicos, que muitas vezes são caros e consomem energia. “Imagine ser capaz de imprimir sensores que controlem seu estoque de detergente e peça automaticamente outra garrafa quando ele acaba. Ou imagine botões que possam ser impressos para controlar as luzes e os dispositivos inteligentes na sua casa”, ilustra Chan.

Obstáculos


Além desses dispositivos, os pesquisadores criaram uma balança, um sensor para detectar vazamentos de água em tubulações e um anemômetro, instrumento usado para determinar a velocidade do vento. Todos eles também enviam informações para a rede wi-fi.

Para Schara, a grande novidade do trabalho americano é a possibilidade de fazer os dispositivos usando uma impressora 3D. O especialista, porém, acha que pode haver dificuldade na aplicação. “A ideia é excelente, mas não sei até que ponto ela é viável no mundo real. Você tem que medir, com precisão, mudanças pequenas no sinal em um ambiente com diversos sinais de wi-fi. Se você mora em um condomínio, deve haver umas 15 redes na sua casa”, explica.

Os pesquisadores querem disponibilizar todos os projetos para que qualquer um com uma impressora 3D em casa possa ter a tecnologia. Porém, segundo Schara, os dispositivos só foram possíveis por causa do uso do plástico especial, um produto relativamente recente. Ainda: o receptor usado para captar as mudanças de amplitude das ondas não é encontrado facilmente.

Apesar dessas dificuldades, esse tipo de tecnologia está chegando cada vez mais próximo do uso em grande escala, ressalta Sérgio da Costa Côrtes, coordenador da graduação em ciência de dados e inteligência artificial do Centro Universitário Iesb. “O que eu acho mais legal disso é o que pode trazer para a vida das pessoas. Hoje, é muito comum você ter uma casa totalmente automatizada, você conversa com ela para ligar os aparelhos.”

Segundo o professor, pesquisas como a americana aproximam o trabalho das universidades da vida dos cidadãos. “Eles pegaram alguns experimentos que são fáceis de a população entender. Quando eles criaram o sensor para o detergente, o que faz medições, tudo isso são coisas que ficam muito próximas das pessoas e conseguem aproximar a pesquisa da sociedade”, diz.

Antes de chegar aos lares, os dispositivos devem passar por melhorias nos próximos estudos. “Transformar nossos protótipos em produtos viáveis é uma parte do trabalho futuro”, afirma Chan. “Em especial, criar um aplicativo para celulares que pode decodificar as informações dos nossos sensores é uma das áreas que estamos pesquisando.”

* Estagiário sob a supervisão da subeditora Carmen Souza

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