Sensor Flexível Revolucionário Oferece Confiabilidade Inigualável para Tecnologia de Saúde Vestível

Monitoramento de saúde em tempo real e habilidades de sensoriamento de robôs requerem eletrônicos macios, mas um desafio de usar tais materiais reside em sua confiabilidade. Ser elástico e maleável torna seu desempenho menos repetível. A variação na confiabilidade é conhecida como histerese. Guiados pela teoria da mecânica de contato, uma equipe de pesquisadores da NUS criou um novo material de sensor que tem significativamente menos histerese. Esta capacidade permite tecnologia de saúde vestível mais precisa e sensoriamento robótico.

Quando materiais macios são usados como sensores compressivos, eles geralmente enfrentam sérios problemas de histerese. As propriedades do material do sensor macio podem mudar entre toques repetidos, o que afeta a confiabilidade dos dados. Isso torna desafiador obter leituras precisas toda vez, limitando as possíveis aplicações dos sensores.

A inovação da equipe da NUS é a invenção de um material que tem alta sensibilidade, mas com desempenho quase livre de histerese. Eles desenvolveram um processo para rachar filmes finos de metal em padrões desejáveis em forma de anel em um material flexível chamado polidimetilsiloxano (PDMS).

A equipe integrou este filme metal/PDMS com eletrodos e substratos para um sensor piezorresistivo e caracterizou seu desempenho. Eles realizaram testes mecânicos repetidos e verificaram que sua inovação de design melhorou o desempenho do sensor. Sua invenção, chamada Pele Eletrônica Resistiva Tátil Anularmente Rachada, ou TRACE, é cinco vezes melhor que materiais macios convencionais.

"Com nosso design único, conseguimos alcançar precisão e confiabilidade significativamente melhoradas. O sensor TRACE poderia potencialmente ser usado em robótica para perceber textura de superfície ou em dispositivos de tecnologia de saúde vestível, por exemplo, para medir fluxo sanguíneo em artérias superficiais para aplicações de monitoramento de saúde," disse o Professor Assistente Benjamin Tee.

O próximo passo para a equipe da NUS é melhorar ainda mais a conformabilidade de seu material para diferentes aplicações vestíveis e desenvolver aplicações de inteligência artificial (IA) baseadas nos sensores. "Nosso objetivo de longo prazo é prever saúde cardiovascular na forma de um pequeno patch inteligente que é colocado na pele humana. Este sensor TRACE é um passo adiante em direção a essa realidade porque os dados que ele pode capturar para velocidades de pulso são mais precisos e também podem ser equipados com algoritmos de aprendizado de máquina para prever texturas de superfície mais precisamente," explicou Tee.

Outras aplicações que a equipe da NUS visa desenvolver incluem usos em próteses, onde ter uma interface de pele confiável permite uma resposta mais inteligente.