Sensor mecânico com controle por voz opera sem necessidade de bateria

Se mencionarem a você sobre um sensor mecânico de som, é provável que sua mente associe automaticamente a um microfone. No entanto, existe uma diversidade de sensores projetados para captar vibrações, utilizados em diversas aplicações, desde monitorar infraestruturas como pontes e edifícios até dispositivos médicos, como próteses auditivas.

A característica comum a todos esses sensores é a necessidade de um suprimento constante de energia. Geralmente, essa energia é proveniente de baterias, as quais precisam ser substituídas quando descarregam, resultando em manutenção dispendiosa e resíduos ambientais.

Recentemente, pesquisadores suíços desenvolveram um novo tipo de sensor mecânico que soluciona esse problema. A pesquisadora Tena Dubcek, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH), explicou: “O sensor opera de maneira puramente mecânica e não requer uma fonte externa de energia. Ele utiliza simplesmente a energia vibracional presente nas ondas sonoras.”

No entanto, sua funcionalidade vai além disso: sempre que um som específico é emitido, as ondas sonoras alcançam o sensor, provocando sua vibração. Esse sensor pode ser configurado para reconhecer qualquer onda sonora, como uma palavra específica, por exemplo. A energia vibracional resultante é suficiente para gerar um pequeno pulso elétrico que ativa um dispositivo eletrônico associado, mantendo-o em modo de espera.

O sensor mecânico, um metamaterial, obtém suas propriedades especiais não do material utilizado, mas sim de sua estrutura. O dispositivo, composto exclusivamente de silicone, destaca-se por não conter metais pesados tóxicos ou terras raras, presentes em sensores eletrônicos tradicionais, conforme ressaltado pelo professor Marc Serra-Garcia.

A estrutura do sensor é formada por dezenas de placas interligadas por pequenas barras que funcionam como molas. Essas molas determinam se uma fonte sonora específica ativará o sensor. O protótipo, em um exemplo prático, diferencia entre as palavras faladas “três” e “quatro”. A palavra “quatro”, devido à sua maior energia sonora, ressoa no sensor, gerando vibrações, enquanto a palavra “três” não o faz. Isso implica que a palavra “quatro” pode acionar um dispositivo ou iniciar processos adicionais, ao passo que nada ocorreria com a palavra “três”.

A equipe está atualmente desenvolvendo variantes mais avançadas capazes de reconhecer até doze palavras distintas, como comandos padrão de máquinas (“ligar”, “desligar”, “para cima”, “para baixo”, etc.). Em comparação com o protótipo de tamanho da palma da mão, as novas versões estão sendo miniaturizadas para dimensões aproximadas a uma unha do polegar.

Possíveis usos do sensor mecânico nas áreas de engenharia e medicina

Potenciais aplicações em engenharia e medicina foram destacadas pelos pesquisadores para o sensor mecânico sem baterias. Na engenharia, o dispositivo pode ser útil no monitoramento de edifícios, estruturas civis, detecção de terremotos e acompanhamento de poços de petróleo esgotados, identificando vazamentos de gás.

No campo da medicina, há oportunidades para a utilização em implantes cocleares, dispositivos vitais para pessoas com deficiência auditiva, que normalmente dependem de baterias para processar sinais e enfrentam desafios com trocas frequentes. Os novos sensores também poderiam desempenhar um papel na medição contínua da pressão ocular, oferecendo possibilidades inovadoras para monitoramento médico.

De acordo com Wiley.

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