Um sensor óptico skin-like

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Um sensor óptico skin-like
A deformação externa pode ser detectada pelo comprimento de onda e intensidade do sinal de luz deste
sensor para melhor detecção e resistência à interferência.
Sensores semelhantes à pele têm um enorme potencial em robótica, saúde e reabilitação. Eles podem
ser facilmente usados para avaliar sinais vitais durante os esportes, avaliar de forma abrangente a saúde
de um paciente para informar as decisões em torno do tratamento ou ser estendido para permitir que
uma máquina interaja com seu ambiente.
Embora essa tecnologia seja promissora, muitos desafios estão dificultando seu uso generalizado,
incluindo o desenvolvimento de sensores flexíveis altamente elásticos baseados em materiais que não
se degradam rapidamente e que têm a capacidade de operar em ambientes extenuantes. Por exemplo,
criar sensores que podem ficar com a pele úmida, suportar calor extremo, frio ou alongamento
constante, bem como ter impacto.
Em um estudo recente publicado na Advanced Intelligent Systems, um sensor óptico semelhante à pele
foi relatado no qual a tensão externa pode ser detectada pelo comprimento de onda e intensidade do
sinal de luz do sensor.
Um método único de aquisição de sinal que extrai simultaneamente comprimento de onda e intensidade
de luz foi desenvolvido para melhorar a resistência à interferência ambiental, como a mudança de
temperatura, enquanto melhora a capacidade de extrair vários pontos de informação em uma única linha
https://www.advancedsciencenews.com/what-are-the-ethical-considerations-for-wearable-technology/
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de sinal. O comprimento de onda é usado como um “cartão de identidade” para identificar cada sensor, e
a intensidade da luz é usada como o sinal de saída do sensor SSOF para detectar a tensão externa.
Atribuído às vantagens inerentes, como estrutura simples, menos interferência e fortes capacidades de
monitoramento, uma fibra óptica cujo índice de refração muda periodicamente ao longo de seu
comprimento (chamada Fiber Bragg Grating) é usada no dispositivo. No entanto, eles geralmente são
feitos de sílica, que geralmente não é elástica, limitando sua aplicação em wearables.
Quando a fibra óptica é dobrada, o caminho de transmissão da luz no núcleo muda, fazendo com que
uma parte da luz seja refratada da fibra óptica, resultando em uma perda de intensidade de luz. Este
efeito de perda de intensidade de luz vai atenuar à medida que o raio de curvatura aumenta. O uso
deste princípio pode superar as deficiências dos sensores de fibra de sílica acima mencionados. Com
base nisso, o novo sensor foi preparado encapsulando uma fibra óptica com uma forma de ? em um
material flexível para aumentar sua deformação de tração. O alongamento e a contração do sensor
fazem com que o raio da fibra em forma de ? mude, o que afeta regularmente o sinal de intensidade de
luz, realizando assim a medição da deformação.
Em um teste de prova de conceito, a perda de sinal simulada, o impacto repentino e até mesmo a água
e as temperaturas extremas não afetaram o sinal de saída do sensor, provando que o novo sensor pode
se adaptar a uma variedade de ambientes e clima.
O sensor pode ser prontamente ligado à pele para monitorar a atividade fisiológica, convertendo sinais
digitais em instruções virtuais e projetá-los na interface homem-máquina. Por exemplo, uma interface de
rastreamento de movimento humano baseada em sinais de sensor foi construída: os sensores usados
no corpo humano capturaram o sinal de movimento humano e, em seguida, levaram o modelo 3D do
corpo humano simulado para realizar diferentes ações seguindo o corpo humano real. Além disso, essa
característica também foi apresentada em outras aplicações, como a avaliação da respiração humana e
da atividade muscular.
Embora ainda haja muitos problemas a serem resolvidos, este trabalho não apenas apresenta uma nova
ideia de design para sensores de fibra óptica semelhantes a pele, mas também fornece insights sobre
seu enorme potencial no monitoramento da saúde do paciente e no treinamento protético.
Referência: Tianliang Li, et al., Um sensor de fibra óptica de pele e altamente estirável com a codificação
híbrida da intensidade do comprimento de onda-Light, sistemas inteligentes avançados (2021). DOI:
10.1002/aisy.202100193
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aisy.202100193
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