Pele humana dispensa baterias ao carregar dispositivo com energia corporal
Nova tecnologia Power-over-Skin utiliza o corpo do próprio paciente como circuito elétrico para fornecer energia a vestíveis médicos usados internamente, sem necessidade de baterias
Um importante upgrade está revolucionando a tecnologia dos Sistemas de Transferência Transcutânea de Energia (IBPT na sigla em inglês), que permitem o carregamento de baterias de implantes médicos através da pele.
Apresentada durante o 37º Simpósio Anual ACM de Software e Tecnologia para Interfaces de Usuário (UIST), em Pittsburgh nos EUA, a novidade se chama Power-over-Skin (energia sobre a pele), e elimina o uso de baterias.
No artigo, publicado nos Anais do UIST 2024, os autores explicam como desenvolveram uma forma de usar o corpo humano como condutor de energia para alimentar diversos dispositivos vestíveis sem que eles necessitem de uma bateria própria.
A ideia é usar o corpo do paciente como parte de um circuito elétrico, aproveitando sua capacitância natural, e ondas de alta frequência (RF) para transmitir a energia, com um contato físico mínimo.
Assim que implantada, a tecnologia promete beneficiar uma multidão de pessoas que usam marcapassos, desfibriladores ou monitores cardíacos; bem como pacientes que utilizam sensores contínuos de glicose, monitores de pressão arterial ou controladores de dor crônica.
O carregamento sem fio e contínuo melhora a experiência do usuário, eliminando a experiência de peso e volume das baterias, assim como as operações de remoção e recarga periódicas do dispositivo.
Em que situações o Power-over-Skin é a melhor opção?
Para os autores, o Power-over-Skin é indicado particularmente para demandas de detecção longitudinal de saúde, ou seja, em rastreamentos que ocorrem ao longo de períodos mais longos.
Na prática, a nova tecnologia é a mais adequada para monitorar mudanças em biossinais que acontecem ao longo de períodos mais longos, como em temperatura corporal, níveis de hidratação ou outros que se alteram lentamente.
Isso é possibilitado pelo receptor, um componente do dispositivo que funciona como uma bateria, acumulando e armazenando energia para uso posterior.
A energia armazenada é suficiente para alimentar um microcontrolador, espécie de computador capaz de realizar monitoramentos continuamente.
No caso de um eletrocardiograma, por exemplo, o aparelho faz a transmissão dos dados coletados para um dispositivo externo que guarda essas informações de forma duradoura.
Essa capacidade de armazenamento do microcontrolador permite que ele fique distante do receptor. Assim, o transmissor pode ficar no sapato do paciente ou acoplado ao seu celular.
Isso é como ter uma pequena bateria recarregável que permite que o dispositivo funcione por mais tempo e continue se comunicando com outros aparelhos mesmo quando a fonte transmissora esteja longe do corpo.
Um “cardápio” de dispositivos para demonstrar o poder do Power-over-Skin
Exemplificando o funcionamento do processo, os pesquisadores fizeram um patch de medição contínua da temperatura corporal. O adesivo mede a temperatura com seus sensores e envia os resultados via Bluetooth para um laptop.
Para demonstrar a eficácia e o potencial da nova abordagem, eles construíram na verdade “vários dispositivos de demonstração, variando de controladores de entrada a biossensores longitudinais”, diz o estudo.
Essa plasticidade é possível porque, como o transmissor coporta um tamanho maior (pois contém a única bateria do sistema), os receptores podem ser pequenos e leves.
Em uma pegada fashion, eles criaram até mesmo um brinco com fundo decorativo e um LED. Nesse modelo, os componentes pesados (bateria/transmissor) ficam acomodados em uma faixa de cabelo.
Como o brinco tem de ser mais leve (e elegante), ele recebe a energia e a armazena em um capacitor que, quando está carregado, faz o LED piscar. Então o processo se repete em forma de piscadas controladas.
Após realizarem mais de uma dúzia de experimentos para demonstrar o design de sistema, o resultado mais importante “foi manter o fornecimento de energia em uma diversidade de localizações e distâncias no corpo, apesar de nossa pequena placa receptora”, concluem os autores.
