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Microantenas para interface cérebro-computador

29.08.2017

Cientistas da Northeastern University em Boston (EUA), liderados pelo engenheiro e cientista de materiais Nian Sun, criaram microantenas que são várias ordens de magnitude menores e mais eficientes do que as antenas tradicionais.

As antenas recebem informações na forma de ondas eletromagnéticas, que convertem em tensão elétrica alternada. De acordo com as leis da física, para isso, o tamanho da antena deve corresponder aproximadamente ao comprimento da onda eletromagnética - ou seja, deve ser bastante grande. Por outro lado, a antena também pode ressoar em resposta a ondas acústicas de mesma frequência, que são muito mais curtas em comprimento. Foi essa "brecha" que Sun e seus colegas usaram.

A antena que eles inventaram é revestida por fora com uma camada de material piezomagnético que se expande e se contrai dependendo do estado do campo magnético. Assim, ele traduz as vibrações eletromagnéticas em som. Em seguida, a próxima camada de material piezoelétrico traduz essas vibrações em uma corrente elétrica alternada. Ao enviar um sinal, tudo acontece na ordem inversa. Assim, a antena realmente recebe e envia vibrações sonoras - e, portanto, pode ser cerca de 1000 vezes menor que uma antena tradicional.

Os autores do artigo criaram dois tipos de antenas com base nesse princípio. O primeiro, com membrana redonda, opera na faixa de gigahertz, que é utilizada, entre outras coisas, pela tecnologia Wi-Fi. A segunda, com membrana retangular, é para a faixa de megahertz usada pela TV e rádio. Em experimentos com novas antenas, eles receberam e enviaram um sinal com frequência de 2,5 GHz cerca de 100 mil vezes mais eficiente que as antenas convencionais.

Segundo o principal autor do estudo, o principal desafio do projeto foi encontrar um material piezomagnético com as características certas – no final, foi escolhido um conjunto de ferro, gálio e boro – e produzi-lo na qualidade certa.

O desenvolvimento, pelo menos, pode abrir caminho para a criação de dispositivos mais compactos e poderosos - de telefones celulares a satélites. No futuro, também é possível usar novos transmissores em miniatura na "Internet das Coisas" em rápido desenvolvimento. Grandes perspectivas estão se abrindo para a medicina - transmissores em miniatura poderão penetrar em qualquer tecido ou vaso para coletar dados no local e enviá-los ao médico. Teoricamente, implantes cerebrais também são possíveis para criar uma interface cérebro-computador – para que possamos controlar as coisas diretamente com o poder do pensamento.

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