Tecidos inteligentes ganham lógica e força

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/09/2022

Esquema e protótipo do elemento principal da lógica fluídica, um atuador pneumático.
[Imagem: Preston Innovation Lab/Rice University]

Lógica têxtil

As roupas eletrônicas podem ganhar poder computacional sem que seja necessário adicionar-lhes as tradicionais placas eletrônicas e nem tampouco baterias.

Anoop Rajappan e colegas da Universidade Rice, nos EUA, projetaram elementos lógicos fluídicos para serem incorporados em tecidos.

Essa "lógica digital fluídica" tira proveito de como o ar flui através de uma série de canais "torcidos" para formar bits, os 1s e 0s nas memórias do computador.

A ideia é que essas portas lógicas baseadas em têxteis suportem atuadores pneumáticos, idealmente em conjunto com um sistema de coleta de energia do movimento do usuário da roupa - mas os protótipos atuais não dependem de eletricidade.

"A ideia de usar fluidos para construir circuitos lógicos digitais não é nova. E, de fato, na última década, as pessoas estão se movendo para implementar a lógica fluídica em materiais macios, coisas como elastômeros.

"Mas, até agora, ninguém havia dado o passo para implementá-la em materiais à base de folhas, um feito que exigiu redesenhar toda a abordagem desde os primeiros princípios," disse o professor Daniel Preston.

Lógica fluídica

No centro do conceito está uma porta "NOT", um componente básico dos circuitos eletrônicos, também conhecido como inversor. A saída dessa porta lógica é o inverso (ou oposto) da entrada; em um circuito eletrônico, a porta está ligada ou desligada (1 ou 0), mas a porta pneumática substitui esses termos por pressão de ar "alta" ou "baixa".

"Pensamos no elemento lógico como, em seu nível mais fundamental, contendo um relé e um resistor fluídico. Isso seria equivalente a ter um relé eletrônico, ou transístor, emparelhado com um resistor, que é a base da lógica típica de transístor-resistor," disse Rajappan.

Demonstração prática da tecnologia.
[Imagem: Preston Innovation Lab/Rice University]

O sistema pneumático depende de uma geometria de torção projetada matematicamente, implementada em válvulas de pressão controlável que cortam o fluxo de ar da mesma forma que uma mangueira de jardim dobrada interrompe a água - tecnicamente é uma válvula de torção.

As válvulas, cada uma com cerca de 2,5 cm quadrados, são laminadas nos tecidos, mostrando-se robustas o suficiente para lidar com 20.000 ciclos liga-desliga e 1 milhão de ciclos de flexionamento - mas apenas 20 ciclos em uma máquina de lavar doméstica padrão.

Capuz automático

A equipe testou sua lógica têxtil construindo dispositivos que auxiliam os usuários com movimento físico, incluindo um sistema para levantar e abaixar o capuz de uma jaqueta com o apertar de um botão - sem eletricidade envolvida.

"Achamos que há várias maneiras de implementar isso para ajudar as pessoas a realizar suas atividades diárias. Uma das próximas áreas que estamos analisando é a detecção de intenção. Assim que o usuário iniciar um curso de ação, podemos oferecer assistência para o restante dessa ação.

"Por exemplo, você pode começar a agarrar um objeto e, se o sistema detectar sua intenção, ele lhe dará alguma ajuda para fechar a mão em torno desse objeto para que você possa levantá-lo", disse," disse Preston.

Mais tópicos