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Robótica

Comunicação por luz garante segurança para trocar dados com implantes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/04/2020

Comunicação por luz é segura o suficiente para rede corporal
Berço de testes desenvolvido pela equipe - aqui testando a comunicação com implantes dentro de um crânio (skull).
[Imagem: Iqrar Ahmed et al. - 10.1117/12.2545221]

Comunicações por luz

O conceito de comunicação por luz visível, também chamada de Li-Fi, não atingiu ainda um uso generalizado, mesmo com o desenvolvimento de técnicas híbridas, que mesclam comunicações sem fio por rádio e por luz.

Mas Iqrar Ahmed e Marcos Katz, da Universidade de Oulu, na Finlândia, acreditam ter encontrado o nicho que pode fazer a comunicação por luz decolar: usá-la para transmitir dados pelos tecidos humanos, viabilizando as também muito esperadas "redes corporais", que permitirão interconectar implantes médicos, aparelhos de vestir e roupas inteligentes.

A equipe demonstrou a viabilidade de usar luz para transmitir dados para aparelhos implantados no corpo.

"Nós estamos usando a luz infravermelha próxima para transmitir dados através dos tecidos biológicos," disse Katz. "Nesses comprimentos de onda, a propagação da luz dentro dos biotecidos é mais favorável, embora a transmissão de dados através dos biotecidos seja muito desafiadora."

Tudo ainda está em escala de laboratório, mas Ahmed e Katz montaram uma plataforma de testes que permite que eles simulem os aparelhos implantados em várias localizações e várias profundidades no corpo.

"Realizamos todos os experimentos com fantasmas ópticos fabricados artificialmente, além de ossos e amostras reais de carne fresca," contou Katz. "Os fantasmas ópticos usados nos experimentos foram desenvolvidos aqui na Universidade de Oulu."

Comunicação pelo corpo humano

A comunicação alcançou vários centímetros, o que é mais do que suficiente para trocar informações com marcapassos, desfibriladores e até implantes neurais. A velocidade ficou na casa dos kbps (mil bits por segundo), mas a equipe ainda não implementou nenhum protocolo típico de comunicações, o que deverá elevar a largura de banda em várias ordens de magnitude.

A comunicação por luz tem o grande benefício de poder ser empregada sem preocupações com a exposição à radiofrequência e a privacidade.

Terceiros ou usuários mal-intencionados podem, em princípio, obstruir links de comunicação, interceptar sinais e acessar aparelhos médicos. Testes recentes demonstraram que marcapassos e desfibriladores comerciais podem ser invadidos, o que acabou resultando em recalls massivos desses aparelhos. As comunicações baseadas em luz, por outro lado, são locais, o que praticamente impede tentativas remotas de hackeamento, ressalta Katz.

A equipe está seguindo estritamente regulamentações que definem a potência máxima permitida por milímetro quadrado no tecido humano. Apesar disso, ainda não há planos para medições in vivo porque resta muito trabalho a fazer.

"Planejamos continuar fazendo medições extensivas para poder caracterizar os tecidos biológicos como um meio para comunicações sem fio," disse Katz. "Com base nos resultados, poderemos desenvolver modelos de canais e projetar transmissores e receptores otimizados para o canal. Também planejamos comparar comunicações de rádio e ópticas em biotecidos."

Bibliografia:

Artigo: Wireless data transfer through biological tissues using near-infrared light: testing skull and skin phantoms
Autores: Iqrar Ahmed, Alexander Bykov, Alexey Popov, Igor Meglinski, Marcos Katz
Revista: Proceedings of the Neural Imaging and Sensing 2020
Vol.: 1122615
DOI: 10.1117/12.2545221





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