Robótica

Objetos plásticos monitoram seu próprio uso - sem eletrônica

Objetos plásticos monitoram seu próprio uso - sem eletrônica
É tudo plástico impresso em 3D, mas com memória e conexão Wi-Fi. [Imagem: Mark Stone/University of Washington]

Objetos inteligentes

Pesquisadores da Universidade de Washington, nos EUA, desenvolveram uma tecnologia assistiva impressa em 3D capaz de rastrear e armazenar seu próprio uso - sem usar baterias ou circuitos eletrônicos.

Aparelhos impressos em 3D são perfeitos para a tecnologia assistiva, de próteses a frascos de comprimidos "inteligentes", capazes de ajudar os pacientes a lembrar-se de tomar seus medicamentos diários, porque são baratos e podem ser fabricados em qualquer lugar.

"Usar plástico para essas aplicações significa que você não precisa se preocupar com o esgotamento das baterias ou com o fato de o dispositivo ficar molhado. Isso pode transformar a maneira como pensamos a computação," disse o professor Shyam Gollakota. "Mas, se realmente quisermos transformar objetos impressos em 3D em objetos inteligentes, precisamos de mecanismos para monitorar e armazenar dados".

Gollakota lidera uma equipe que trabalha nisso há algum tempo, já tendo produzido objetos impressos em 3D que se conectam ao Wi-Fi sem componentes eletrônicos e meios de armazenar senhas na roupa também sem eletrônica.

Esses aparelhos puramente plásticos podem também medir se o conteúdo de um recipiente está acabando e então encomendar mais on-line automaticamente - seja um recipiente de remédio, detergente, refrigerante ou qualquer outra coisa.

Objetos plásticos monitoram seu próprio uso - sem eletrônica
A tecnologia simplifica o feedback de vários tipos de equipamento. [Imagem: UW/Gollakota Lab]

Código secreto na engrenagem

Os protótipos anteriores rastreavam o movimento em uma única direção, o que funciona bem para monitorar os níveis de detergente ou medir a velocidade do vento ou da água. Mas agora a equipe queria fabricar objetos que pudessem monitorar o movimento bidirecional, como a abertura e o fechamento de um frasco de comprimidos.

"Da última vez, nós tínhamos uma engrenagem que girava em uma direção. Conforme o líquido fluía pela engrenagem, ele pressionava um botão para contatar a antena," conta o pesquisador Vikram Iyer. "Desta vez temos duas antenas, uma na parte superior e outra na parte inferior, que podem ser contatadas por um interruptor acoplado a uma engrenagem. Assim, abrir uma tampa do frasco de medicamento move a engrenagem em uma direção, o que empurra a chave para entrar em contato com uma das duas antenas. E, em seguida, fechar a tampa do frasco de comprimidos vira a engrenagem na direção oposta, e o interruptor atinge a outra antena."

Como as duas antenas são idênticas, a equipe teve que planejar uma maneira de decodificar em qual direção a tampa estava se movendo, o que foi feito com duas engrenagens com um "código secreto". "Os dentes da engrenagem têm um sequenciamento específico que codifica uma mensagem. É como o código Morse. Então, quando você vira a tampa em uma direção, vê a mensagem indo para a frente. Mas quando você vira a tampa na outra direção, recebe uma mensagem invertida," explicou Justin Chan.

Objetos plásticos monitoram seu próprio uso - sem eletrônica
Engrenagens que codificam mensagens e bombas de medicamento que sabem quanto já foi usado. [Imagem: UW/Gollakota Lab]

Monitoramento remoto

Além de rastrear o movimento da tampa de um frasco de comprimidos, esse mesmo método pode ser usado para monitorar como as pessoas usam próteses.

Os pesquisadores demonstraram isso criando um objeto impresso em 3D que armazena suas informações de uso mesmo quando está fora do alcance do Wi-Fi. Para essa aplicação eles escolheram uma caneta de insulina que monitora seu uso em qualquer lugar.

"Você ainda pode tomar insulina, mesmo se você não tiver uma conexão Wi-Fi. Então, precisávamos de um mecanismo que armazenasse quantas vezes você usou. Quando estiver de volta à rede, você pode enviar os dados armazenados para a nuvem," disse Gollakota.

Esses dispositivos são apenas protótipos para mostrar que é possível que materiais impressos em 3D detectem movimentos bidirecionais e armazenem dados. O próximo desafio será pegar esses conceitos e miniaturizá-los, para que possam ser incorporados em frascos de comprimidos, próteses ou canetas de insulina reais.

Bibliografia:

Wireless Analytics for 3D Printed Objects
Vikram Iyer, Justin Chan, Ian Culhane, Jennifer Mankoff, Shyam Gollakota
Proceedings of th ACM Symposium on User Interface Software and Technology
http://printedanalytics.cs.washington.edu/wireless-analytics-3d.pdf




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