Desenvolvido por “linhas de transmissão suaves”, um novo tecido eletrônico pode dar origem a lençóis hospitalares inteligentes

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Em um artigo recente sobre uma roupa inteligente lavável, que emprega tinta condutora e circuitos à prova d’água, apontamos a tendência para têxteis eletrônicos ou “e-textiles”.

Pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne (EPFL) continuam essa tendência com um novo tecido inteligente que pode detectar e medir deformações no tecido.

O professor Fabien Sorin e o assistente de doutorado Andreas Leber da EPFL ajudaram a desenvolver o e-textile. Imagem usada cortesia de EPFL

Essa tecnologia têxtil pode ser útil nas indústrias médica e automotiva, pois o tecido oferece mais flexibilidade e interações mais seguras com o corpo humano.

“Imagine roupas ou lençóis de hospital capazes de monitorar sua respiração e outros movimentos vitais, ou tecidos com inteligência artificial que permitem que os robôs interajam de maneira mais segura e intuitiva com os seres humanos”, disse o assistente de doutorado Andreas Leber.

O sensor EPFL é baseado na teoria da linha de transmissão, que o colaborador da AAC, Arthur Anderson, discute com mais detalhes em sua introdução à linha de transmissão.

Este artigo abordará a funcionalidade dos têxteis macios da EPFL e algumas outras tecnologias vestíveis.

Os desafios do sensoriamento mecânico

Quando se trata de tecnologias leves, é preciso considerar a detecção mecânica. Este é o processo pelo qual os sensores são usados ​​para determinar a deformação no tecido. A deformação é então transformada em um sinal elétrico.

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A detecção mecânica pode ser difícil de implementar porque, normalmente, cada sensor é capaz de medir apenas um único parâmetro. Outro desafio é que os sensores podem facilmente quebrar sob muita pressão. Para que um tecido incorporado em sensor seja eficaz, você também precisa de muitos deles, o que muitas vezes prejudica o nível de conforto desses dispositivos vestíveis.

Uma “linha de transmissão suave”

O sensor de fibra EPFL é extremamente pequeno (500 µm) e mede simultaneamente o alongamento, a pressão e o torque em várias partes do tecido. Dentro das fibras existem condutores de metal líquido que aplicam refletometria elétrica em todo o tecido. Esses sensores são essencialmente as “linhas de transmissão flexíveis”.

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Pesquisadores descrevem os sensores como linhas de transmissão flexíveis

Os pesquisadores descrevem os sensores como linhas de transmissão flexíveis. Imagem usada cortesia de EPFL

O sensor EPFL funciona de maneira semelhante à do radar, exceto que o sensor EPFL envia pulsos elétricos em oposição às ondas eletromagnéticas. O tempo é medido a partir do momento em que o sinal foi enviado até o momento em que o sinal foi recebido, e esse domínio do tempo informa a localização, a intensidade e o tipo da deformação no tecido.

Como o sensor EPFL se distingue de outros E-Textiles

Esse sensor difere de outras tecnologias vestíveis usando têxteis eletrônicos, porque normalmente outros sensores usam toque intencional para concluir um circuito. No caso do sensor EPFL, o sensor detecta automaticamente o movimento e age em conformidade.

Medir a resistência do tecido eletrônico quando esticado

Medir a resistência do tecido eletrônico quando esticado. Imagem usada cortesia de EPFL

Criar o tecido para o sensor EPFL final não foi uma tarefa fácil. Os pesquisadores usaram um processo de fabricação de fibra óptica, incluindo elastômeros e metais líquidos condutores. O tecido resultante é essencialmente um sensor grande.

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O próximo passo dos pesquisadores é reduzir o tamanho dos eletrônicos periféricos para obter uma pegada mais portátil.

Wearables causam polêmica nas indústrias médica e automotiva

Tecnologias vestíveis e e-têxteis estão surgindo continuamente em aplicações mais práticas. No campo da medicina, um sensor como o da EPFL poderia ser usado para monitorar sinais vitais, como respiração e freqüência cardíaca. Uma empresa, a Siren, até criou “meias inteligentes” embutidas em sensores para ajudar pacientes com neuropatia diabética. E-têxteis também foram desenvolvidos para ajudar pacientes propensos à queda e desequilíbrio.

A indústria automotiva pode usar sensores como esses para aquecer e resfriar bancos ou volantes. Roupas de ginástica também podem implementar tecidos inteligentes para detectar movimentos corporais e enviar informações sobre o desempenho atlético. É provável que, à medida que os têxteis inteligentes continuem progredindo, eles tornem os eletrônicos vestíveis mais seguros e confortáveis.

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