Do Silício ao Algodão: A Nova Arquitetura das Roupas Digitais

Computador dentro de fibra óptica

As fibras ópticas são ótimas não apenas para transmitir dados, mas também para coletá-los, graças à facilidade de integração de sensores em seu interior – mude o mínimo que seja em seu ambiente e isso altera o modo como a luz se comporta em seu interior, permitindo medir coisas com muita precisão.

Isso rapidamente levou à questão: E se pudéssemos colocar a computação dentro das fibras ópticas? Afinal, fazer o processamento dos dados dentro da própria fibra pode ser vantajoso não apenas em velocidade, mas também na economia de energia.

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Esse conceito de “computação na fibra” levou à criação de chaves fotônicas no interior das fibras ópticas e até ao roteamento dos dados dentro das fibras. Mas o ponto alto dessa tecnologia até o momento era a integração de um hardware de inteligência artificial dentro de uma fibra óptica.Agora, Qianyi Cheng e colegas da Universidade Jiaotong e do Instituto de Nanotecnologia e Nanobiônica Suzhou, ambos na China, superaram largamente esses feitos.

Eles criaram um computador de fibra óptica única que integra o sensoriamento e a comunicação, que já eram feitos dentro de fibras ópticas, com a computação e o armazenamento, tudo dentro de uma única fibra extremamente robusta – além de flexível, ela é elástica até mesmo lavável à máquina, ampliando as possibilidades de seu uso em roupas eletrônicas, ou eletrônica de vestir.

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Computador de vestir

Cada fibra incorpora oito circuitos microeletrônicos, incluindo uma unidade microcontroladora (MCU) de 32 bits, todos os módulos necessários para a comunicação de mão-dupla (Bluetooth e óptico) e quatro sensores experimentais, sendo um fotodetector, um sensor de temperatura, um acelerômetro e um sensor PPG, ou fotopletismografia, um exame que usa luz para medir as variações no volume de sangue nos vasos sanguíneos pela pele.

Já antecipando os primeiros usos práticos que a equipe tem para o seu computador na fibra óptica, o primeiro projeto envolveu a detecção e o reconhecimento preciso em tempo real de movimentos humanos complexos, como agachamentos, pranchas, investidas e rotações de braços.

De fato, o uso da fibra óptica como plataforma de computação facilita muito a integração da tecnologia eletrônica com a biologia: O dispositivo construído pela equipe apresentou mais de 60% de elasticidade, resistência à lavagem à máquina e a dispensa de tecnologias específicas para a fiação e a tecelagem.

Com a demonstração da prova de conceito, a equipe pretende agora otimizar os protocolos de comunicação, reduzir o consumo de energia e integrar o aprendizado distribuído avançado para melhorar ainda mais o desempenho e a adaptabilidade do sistema aos dados a serem coletados.

As aplicações mais visadas são os têxteis inteligentes, fazendo a chamada computação de borda diretamente em tecidos e roupas, para o monitoramento de saúde, análises esportivas e interação humano-computador.

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