Notícia

Cientistas criaram sensor de movimento vestível capaz de identificar flexões e torções

Divulgação, Technion

Fonte

Technion | Instituto de Tecnologia de Israel

Data

segunda-feira, 30 agosto 2021 06:10

Áreas

Bioeletrônica. Biomecânica. Engenharia Biomédica.

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Israel (Technion) criaram um sensor de movimento vestível capaz de identificar movimentos como flexão e torção. Esta ‘e-skin’ inteligente foi produzida a partir de um material eletrônico altamente elástico, que essencialmente forma uma ‘pele eletrônica’ capaz de reconhecer a amplitude de movimento que as articulações humanas normalmente fazem, com até meio grau de precisão.

Esta descoberta é o resultado do trabalho colaborativo entre pesquisadores de diferentes áreas no Laboratório de Dispositivos Baseados em Nanomateriais do Technion, liderado pelo Dr. Hossam Haick, professor da Faculdade de Engenharia Química. Os resultados foram publicados na revista científica Advanced Materials, com destaque na capa da revista.

“Este sensor tem muitas aplicações possíveis. Ele pode ser usado no diagnóstico precoce de doenças, alertando sobre alterações respiratórias e distúrbios do sistema motor, como a doença de Parkinson. Ele pode ser usado para auxiliar na recuperação motora dos pacientes e ser integrado em membros protéticos. Na robótica, o feedback que ele fornece é crucial para um movimento preciso. Em usos industriais, tais sensores são necessários em sistemas de monitoramento, colocando-os no centro da quarta revolução industrial”, afirmou o professor Haick.

O laboratório do professor Haick está focado em dispositivos vestíveis para vários usos. Os sensores de movimento vestíveis atualmente existentes podem reconhecer o movimento de flexão, mas não a torção. Os sensores de torção existentes, por outro lado, são grandes e pesados. Este problema foi superado pelo doutorando Yehu David Horev e pós-doutorando Dr. Arnab Maity. Horev encontrou uma maneira de formar um material composto que era ao mesmo tempo condutor (e, portanto, utilizável como sensor) e flexível, elástico, respirável e biocompatível, e que não alterava suas propriedades elétricas quando esticado. O Dr. Maity resolveu então a matemática de analisar o sinal recebido, criando um algoritmo capaz de mapear o movimento de flexão e torção – a natureza do movimento, sua velocidade e seu ângulo. O novo sensor é respirável, durável e leve, permitindo que seja usado no corpo humano por períodos prolongados.

“Polímeros eletricamente condutores são geralmente muito frágeis”, disse Yehu Horev sobre o desafio que o grupo havia superado. “Para resolver isso, criamos um material composto que é um pouco como um tecido: os ‘fios’ de polímero individuais não podem suportar a tensão do material, mas seu movimento em relação ao outro permite que ele se estique sem romper. Não é muito diferente do [material] que permite alongamento às camisetas. Isso permite que o polímero condutor resista a condições mecânicas extremas sem perder suas propriedades elétricas”.

O que torna essa conquista mais importante é que os materiais usados pelo grupo são muito baratos, resultando em um sensor de baixo custo. “Se fizermos um dispositivo que é muito caro, apenas um pequeno número de instituições no mundo ocidental pode se dar ao luxo de usá-lo. Queremos que os avanços tecnológicos que alcançamos beneficiem a todos, independentemente de sua localização geográfica e condição socioeconômica ”, disse o professor Haick. Fiel à sua palavra, entre os outros projetos do laboratório está um adesivo para diagnóstico de tuberculose, extremamente necessário nos países em desenvolvimento.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Technion (em inglês).

Fonte: Hossam Haick, Technion. Imagem: Divulgação, Technion.

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