Vencedor do prêmio Create the Future 2019:Sensor inovador para detecção precoce de falhas de bateria

Sensor simples e econômico para detecção precoce de falhas na bateria

Steve Risser, Jim Saunders, Alex Morrow, Kevin Spahr, Krista Smith, Russ Kittel, Ben Eisenmann e Flora Li Battelle
Columbus, Ohio, EUA

Quando as baterias falham catastroficamente, elas podem superaquecer, romper e/ou explodir. As baterias de iões de lítio suscetíveis estão por todo o lado – em produtos de consumo como cigarros eletrónicos, telemóveis, carros elétricos e aviões. O uso generalizado da bateria e o risco de falhas tornaram a segurança da bateria uma preocupação crescente. Hoje, as verificações são realizadas verificando a tensão de uma célula inteira da bateria; no entanto, este método só detecta falhas potenciais quando já é tarde demais.

Uma das principais causas da falha catastrófica da bateria é o crescimento de dendritos – pequenas saliências metálicas que crescem a partir de um eletrodo. Numa bateria padrão, existe um separador entre os eletrodos, mas quando os dendritos ficam grandes o suficiente, eles podem perfurar o separador, preencher o espaço entre os eletrodos e causar um curto-circuito.

O sensor simples e econômico do Battelle detecta precocemente o início de falhas da bateria, durante o carregamento e o uso, sem afetar negativamente o desempenho da bateria. A tecnologia usa o separador de bateria para ajudar a detectar visivelmente quando os dendritos começam a se formar. O sensor ilumina um lado do separador e monitora a transmissão da luz para o outro lado. Sem dendritos, o caminho do feixe de luz não é bloqueado, proporcionando um padrão de luz “normal”. Quando os dendritos crescem, eles bloqueiam alguma parte da luz, alterando o padrão normal de transmissão da luz. Este padrão de luz alterado indica a presença dos dendritos.

A invenção de Battelle é a primeira a fornecer detecção local de dendritos em uma bateria em funcionamento. Ao reduzir o risco de falhas não detectadas, a bateria pode ser carregada mais e por mais tempo. O sensor também pode reduzir a necessidade de outros elementos de segurança no sistema geral, diminuindo os custos totais do sistema. Esses benefícios podem ser incorporados por menos de 10% do custo da bateria.

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MENÇÕES HONROSAS

Escreva uma vez, leia para sempre Armazenamento de dados de arquivo

Eric Rosenthal, Richard Solomon, Jonathan Smith, Clark Johnson e Brian Solomon,
Tecnologia Criativa LLC,
Hockessin, DE EUA

Esta mídia óptica de armazenamento de dados foi projetada para ser resistente ao ambiente espacial hostil e está atualmente sendo testada pela NASA na Estação Espacial Internacional. A mídia armazena dados na forma de “ondas estacionárias” de haleto de prata metálico de comprimentos de onda individuais de luz incorporados em uma suspensão estável e endurecida em um substrato. Esses comprimentos de onda, que representam vários bytes de dados, podem ser combinados em cada local de dados, definindo a próxima geração para arquivamento e armazenamento massivo de big data.

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Batida Inteligente

Nate Ruben,
Batida Inteligente, Smithfield,
UT EUA

Mais bebês morrem por perigos relacionados ao sono do que por qualquer outra causa. Smart Beat é um monitor de vídeo para bebês com detecção de respiração que alerta os pais se o bebê parar de respirar. Ele usa algoritmos de visão computacional para analisar a forma como os pixels mudam de cor cada vez que o corpo de um bebê se move. Ele extrapola o movimento da respiração e registra cada inspiração e expiração. Os aplicativos para Android e iOS oferecem aos pais um feed de vídeo, áudio bidirecional, um gráfico da frequência respiratória ao longo do tempo e uma forma de onda em tempo real de cada respiração. Um alarme soa se a respiração parar.

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Olho de Hórus:sistema de rastreamento ocular de código aberto

Jorge Mata Arribas, Luis Martín, Esther Borao, Fergus Reig e Borja Latorre,
Os IFs, Makeroni Labs,
Saragoça, Espanha

Eye of Horus é uma plataforma de código aberto para controlar qualquer dispositivo apenas olhando para ele. O dispositivo pode ajudar pessoas com deficiência física que não conseguem interagir com os dispositivos. Este sistema é um acessório vestível que ajuda as pessoas a interagir com computadores, dispositivos eletrônicos e objetos do cotidiano. Ele combina rastreamento ocular com uma câmera frontal para saber para onde você está olhando. Os dispositivos alvo são identificados por meio de faróis luminosos e controlados com protocolos sem fio.

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Telefone que salva vidas iAED

Samantha Horseman, Curtis Gonter, Chris Adusei-Poku, Hawra Al Dawood e Maryam Al Ghareeb,
efactory IT Future Center,
Dhahran, Arábia Saudita

Hoje, dispositivos desfibriladores externos automáticos (DEA) podem ser usados para aplicar um choque em vítimas de parada cardíaca súbita para restaurar o ritmo normal do coração; entretanto, os DEAs ainda são dispositivos estacionários desconectados. O design do iAED é baseado na IoT e conecta dispositivos móveis, redes em nuvem, crowdsourcing e nanotecnologia para funcionar como um dispositivo DEA. Ele incorpora impressão 3D e um circuito de reforço DC por meio da construção de sensor/chip em uma caixa de telefone, tornando o telefone celular um dispositivo carregado e pronto para implantação, com 360 joules necessários para reativar um batimento cardíaco.

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Veja o restante dos vencedores deste ano:

• VENCEDOR DO GRANDE PRÊMIO
• VENCEDOR DA CATEGORIA MÉDICA
• VENCEDOR DA CATEGORIA FABRICAÇÃO/ROBÓTICA/AUTOMAÇÃO
• VENCEDOR DA CATEGORIA AEROESPACIAL E DEFESA
• VENCEDOR DA CATEGORIA AUTOMOTIVO/TRANSPORTE
• VENCEDOR DA CATEGORIA PRODUTOS DE CONSUMO
• VENCEDOR DA CATEGORIA TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS