Perguntas e respostas | Pesquisador da U of A em sensor sem bateria para rastrear sinais vitais em frio extremo

Pesquisadores da Universidade de Alberta e do Departamento de Defesa Nacional do Canadá desenvolveram um pequeno sensor sem bateria que pode ser usado para rastrear sinais vitais e detectar queimaduras de frio em soldados sob frio extremo. Mas seus usos potenciais não param por aí.

Ashwin Iyer, professor da faculdade de engenharia da Universidade de Alberta, lidera a equipe que trabalha em um projeto plurianual com o programa de Inovação para Excelência e Segurança em Defesa do Departamento de Defesa Nacional.

Iyer disse que a ideia por trás do programa é usar tecnologia de telecomunicações comerciais para os militares. Ele disse que a universidade possui pesquisa líder mundial em tecnologia de baixo tamanho, peso, potência e custo, também conhecida como sistemas SWaP-C.

Iyer conversou com Shannon Scott da CBC no The Trailbreaker na quarta-feira.

Esta entrevista foi editada para maior extensão e clareza.

Que problema você estava tentando resolver quando começou a trabalhar nisso?

Imaginámos o seguinte cenário: Soldados canadianos ou aliados num campo de batalha em condições extremamente duras. Por exemplo, no Alto Ártico, os comandantes fora do campo precisam de monitorizar a saúde das suas tropas, a fim de identificar potenciais problemas de saúde, como queimaduras pelo frio, para lhes fornecer a ajuda de que necessitam. Imaginamos uma rede de sensores biométricos usados ​​pelos soldados para rastrear sinais vitais, como frequência cardíaca, respiração, temperatura corporal central e temperatura nas extremidades. A ideia era fazer o que pudéssemos, exceto pegar em espingardas, para apoiar os nossos soldados nestas situações que eles enfrentaram para proteger as nossas liberdades.

Esses sensores foram projetados para funcionar em temperaturas tão frias quanto -70 C. Por que os dispositivos tradicionais alimentados por bateria falham nesse tipo de ambiente?

Todos nós já passamos por uma situação em que pegamos nossos telefones quando está extremamente frio e eles desligam repentinamente. Isso ocorre porque a tecnologia da bateria de íon de lítio não funciona bem no frio. É algo que grupos de investigação e empresas de todo o mundo estão a tentar resolver. Queríamos eliminar totalmente as baterias. Então [we found a way] para que esses sensores coletem energia de seus ambientes.

Como esses sensores mantêm a energia?

Existem diferentes maneiras de fazer isso. Por exemplo, você poderia colher energia apenas do movimento, da caminhada. A tecnologia que usamos nesses sensores é baseada na tecnologia de identificação por radiofrequência, que encontramos o tempo todo na vida cotidiana.

A maneira como os rastreamos [uses] o mesmo tipo de ondas que usamos para nos comunicarmos com nossos telefones celulares. Existem pequenos chips que absorvem a energia dessa onda de radiofrequência para se alimentarem, e então eles usam isso para fazer a detecção e retornar um sinal [with the information] como um espelho.

Como você descobriu isso?

Tínhamos que fazer com que esses sistemas atendessem a vários critérios: os sensores tinham que ser sem fio, tinham que ser ultrapequenos para não interferir nas operações regulares. As antenas que tornam esses sensores sem fio são muitas vezes as maiores partes desses sistemas sem fio e miniaturizá-los significa que eles param de funcionar como antenas. Tivemos que passar por cerca de 80 anos de pesquisa de antenas até a física fundamental para encontrar uma maneira de miniaturizá-las.

Um dos objetivos era detectar queimaduras pelo frio antes que se tornassem graves. Como seria isso em tempo real para alguém da área usando luvas com essa tecnologia?

[We would have] um [sensor] detectando a temperatura corporal central e outra nas pontas dos dedos, onde o congelamento ocorrerá primeiro. Temos esses leitores que estão analisando a temperatura nesses vários pontos e quando chega a um determinado limite levanta uma bandeira.

A ideia é soar um alarme para dar tempo suficiente para levar ajuda a essa pessoa.

Estou me perguntando, além do uso militar, como você vê essa tecnologia sendo potencialmente usada no norte?

Militar é apenas um caso de uso; a contrapartida direta seria a resposta a emergências. Queremos ser capazes de acompanhar o estado de saúde de qualquer pessoa que se coloque em perigo.

Esses sensores descem até -70 C, mas também atingem temperaturas muito altas. Portanto, eles podem ser usados ​​em todo o mundo.

Mas eles têm outros usos.

O interessante sobre esses sensores é que eles podem detectar parâmetros muito diferentes. [They could be used] apenas para detectar algo em sua casa, por exemplo, inundação no porão ou monóxido de carbono. As utilizações são múltiplas, muitas vezes as tecnologias com as quais confiamos todos os dias, de alguma forma ou forma, começaram com o investimento na inovação militar, esta pode ser uma dessas situações.