Sem luvas grossas, sem sistemas sofisticados de câmera - apenas uma folha dourada ultrafina no dedo médio. Isso é tudo que os pesquisadores de Dresden precisam para controlar um panda virtual com a ajuda do campo magnético da Terra. Quando a mão desliza para a esquerda, em direção ao norte magnético, o animal também se move nessa direção (a). Um deslize para a direita, faz ir na direção oposta (b). Quando a mão se move em direção ao meio, o panda recua ligeiramente para a esquerda (c). Crédito:HZDR / G.S. Cañón Bermúdez
Enquanto os pássaros percebem naturalmente o campo magnético da Terra e o usam para orientação, humanos não compartilham esta habilidade - pelo menos, até agora. Pesquisadores do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) na Alemanha desenvolveram uma pele eletrônica (e-skin) com capacidades magneto-sensíveis sensíveis o suficiente para detectar e digitalizar o movimento do corpo no campo magnético da Terra. Como este e-skin é extremamente fino e maleável, pode ser facilmente afixado à pele humana para criar um análogo biônico de uma bússola. Isso pode não apenas ajudar as pessoas com problemas de orientação, mas também pode facilitar a interação com objetos em realidade virtual e aumentada. Os resultados foram publicados na revista Nature Electronics .
Basta deslizar a mão para a esquerda e o panda virtual na tela começará a se mover em direção ao canto inferior esquerdo. Passe a mão para a direita e você pode fazer o animal preto e branco ficar de frente para a direção oposta. Esta demonstração é uma reminiscência da famosa cena do filme Relatório Minoritário onde Tom Cruise controla um computador com nada além de gestos manuais. Este cenário de ficção científica agora se tornou realidade graças ao Dr. Denys Makarov e sua equipe de pesquisadores do HZDR. Tudo o que é preciso é uma lasca de folha de polímero, não mais do que um milésimo de milímetro de espessura, preso a um dedo - e o campo magnético da Terra.
"A folha é equipada com sensores de campo magnético que podem detectar campos geomagnéticos, "diz o autor principal Gilbert Santiago Cañón Bermúdez." Estamos falando de 40 a 60 microtesla - ou seja, 1, 000 vezes mais fraco do que o campo magnético de um ímã de geladeira típico. "
Esta é a primeira demonstração de skins eletrônicos altamente compatíveis, capazes de controlar objetos virtuais que dependem da interação com campos geomagnéticos. As demonstrações anteriores ainda exigiam o uso de um ímã permanente externo. "Nossos sensores permitem que o usuário verifique continuamente sua orientação em relação ao campo magnético da Terra. Portanto, se ele ou a parte do corpo que hospeda o sensor mudar de orientação, o sensor captura o movimento, que é então transferido e digitalizado para operar no mundo virtual. "
Como uma bússola normal
Os sensores, tiras ultrafinas do material magnético permalloy, trabalhar no princípio do chamado efeito magneto-resistivo anisotrópico. Cañón Bermúdez diz, "Isso significa que a resistência elétrica dessas camadas muda dependendo de sua orientação em relação a um campo magnético externo. Para alinhá-las especificamente com o campo magnético da Terra, decoramos essas tiras ferromagnéticas com placas de material condutor, neste caso ouro, dispostos em um ângulo de 45 graus. Assim, a corrente elétrica só pode fluir neste ângulo, o que muda a resposta do sensor para torná-lo mais sensível em campos muito pequenos. A tensão é mais forte quando os sensores apontam para o norte e mais fraca quando eles apontam para o sul. ”Os pesquisadores realizaram experimentos ao ar livre para demonstrar que sua ideia funciona em ambientes práticos.
Com um sensor conectado a um dedo indicador, o usuário começou do norte, primeiro indo para o oeste, depois para o sul e vice-versa - fazendo com que a voltagem suba e caia novamente de acordo. As direções cardeais exibidas correspondiam às mostradas em uma bússola tradicional usada como referência. "Isso mostra que fomos capazes de desenvolver o primeiro sensor portátil ultrafino e macio que pode reproduzir a funcionalidade de uma bússola convencional e, de forma prospectiva, conceder magnetocepção artificial aos humanos, "Diz Bermúdez. Os pesquisadores também conseguiram transferir o princípio para a realidade virtual, usando seus sensores magnéticos para controlar um panda digital no motor de jogo de computador, Panda3D.
Nestes experimentos, apontar para o norte correspondia a um movimento do panda para a esquerda, apontando para o sul para um movimento para a direita. Quando a mão estava à esquerda, ou seja, norte magnético, o panda do mundo virtual começou a se mover nessa direção. "Conseguimos transferir os estímulos geomagnéticos do mundo real direto para o reino virtual, "Denys Makarov diz.
Como os sensores podem suportar flexões e torções extremas sem perder sua funcionalidade, os pesquisadores veem um grande potencial em vários campos. "Psicólogos, por exemplo, poderia estudar os efeitos da magnetocepção em humanos com mais precisão, sem dispositivos volumosos ou configurações experimentais complicadas, que tendem a influenciar os resultados, "Gilbert Santiago Cañón Bermúdez diz.
