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Roupas eletrônicas ganham conectividade 1.000 vezes mais rápida


A rede corporal sem fios fica circunscrita a 10 centímetros do corpo do usuário, diminuindo as preocupações com segurança e privacidade.
[Imagem: NUS]

Redes corporais

As redes corporais, interligações para conectar os aparelhos e outras tecnologias de vestir, ganharam um impulso de uma área inesperada: os metamateriais, aqueles usados nas camuflagens e mantos de invisibilidade.

A eletrônica de vestir já inclui sensores, monitores de saúde e dispositivos inteligentes que tipicamente são conectados ao celular do usuário via sinais Bluetooth ou Wi-Fi. Mas, como os consumidores usam cada vez mais dispositivos portáteis, e à medida que os dados transmitidos aumentam rapidamente em sofisticação, a largura de banda logo se esgota, comprometendo o funcionamento dessas tecnologias emergentes.

Por isso, Xi Tian e colegas da Universidade de Cingapura partiram em busca de métodos de conexão mais inovadores e com maior largura de banda.

Rede corporal sem fios

A solução que eles encontraram envolve incorporar nas roupas fibras eletricamente condutoras tecidas para formar metamateriais, ou materiais artificiais que apresentam propriedades não encontradas em materiais naturais.

Em vez de transmitir os dados para o espaço ao redor da pessoa, criando uma "rede corporal sem fios" com um alcance de vários metros, o metamaterial cria ondas de superfície, que então viajam pela superfície dos tecidos eletricamente condutores, não se afastando mais do que 10 centímetros da pessoa.

Além de reduzir as preocupações com privacidade, como os dados não se espalham pelo ambiente a tecnologia consome menos energia e ainda garante sinais 1.000 vezes mais fortes do que os melhores obtidos com a conexão sem fios.

"Esta inovação permite a perfeita transmissão de dados entre dispositivos em níveis de energia que são mil vezes menores. Ou, alternativamente, esses têxteis de metamateriais poderiam aumentar o sinal recebido em mil vezes, o que poderia fornecer taxas de dados dramaticamente mais altas para a mesma potência," detalhou o professor John Ho.


Protótipo da roupa eletrônica com rede corporal sem fios com um sinal 1.000 vezes mais forte.
[Imagem: Xi Tian et al. - 10.1038/s41928-019-0257-7]

Rede sem fios com metamateriais

Na verdade, o sinal entre os dispositivos é tão forte que é possível transmitir sem fio a energia da bateria de um celular para o próprio aparelho, abrindo caminho para dispositivos portáteis sem bateria, eventualmente alimentados por nanogeradores.

Além disso, o reforço de sinal não requer alterações no celular ou em qualquer outro dispositivo Bluetooth - o metamaterial funciona com qualquer dispositivo sem fio existente na banda de frequência para a qual ele foi projetado.

"Nós começamos com um metamaterial específico, que era plano e podia suportar ondas de superfície. Tivemos que redesenhar a estrutura para que ela pudesse funcionar nas frequências usadas para Bluetooth e Wi-Fi, ter um bom desempenho mesmo quando perto do corpo humano, e que pudesse ser produzida em massa cortando folhas de tecido condutivo," disse o professor Ho.

A equipe está conversando com potenciais parceiros para comercializar a tecnologia e, no futuro próximo, irá testar os tecidos inteligentes como roupas esportivas especializadas e para o monitoramento de pacientes hospitalares.

Bibliografia:

Artigo: Wireless body sensor networks based on metamaterial textiles
Autores: Xi Tian, Pui Mun Lee, Yu Jun Tan, Tina L. Y. Wu, Haicheng Yao, Mengying Zhang, Zhipeng Li, Kian Ann Ng, Benjamin C. K. Tee, John S. Ho
Revista: Nature Electronics
Vol.: 2, pages 243-251
DOI: 10.1038/s41928-019-0257-7

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA

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