Temos a tendência de considerar a função protetora de nossa pele garantida, ignorando seus outros papéis na sinalização de sutilezas como um coração palpitante ou uma onda de vergonha.

Agora, Os engenheiros de Stanford desenvolveram uma maneira de detectar sinais fisiológicos que emanam da pele com sensores que se fixam como band-aids e transmitem leituras sem fio a um receptor preso à roupa.

Para demonstrar essa tecnologia vestível, os pesquisadores colocaram sensores no pulso e no abdômen de um sujeito de teste para monitorar o pulso e a respiração da pessoa, detectando como a pele se esticava e se contraía a cada batimento cardíaco ou respiração. Da mesma forma, adesivos nos cotovelos e joelhos da pessoa acompanhavam os movimentos dos braços e das pernas, medindo o mínimo de contração ou relaxamento da pele cada vez que o músculo correspondente era flexionado.

Zhenan Bao, o professor de engenharia química cujo laboratório descreveu o sistema em um artigo de 15 de agosto na Nature Electronics, pensa que esta tecnologia vestível, que eles chamam de BodyNet, será usado primeiro em ambientes médicos, como monitoramento de pacientes com distúrbios do sono ou problemas cardíacos. Seu laboratório já está tentando desenvolver novos adesivos para detectar o suor e outras secreções para rastrear variáveis ​​como temperatura corporal e estresse. Seu objetivo final é criar uma série de sensores sem fio que se fixem na pele e funcionem em conjunto com roupas inteligentes para rastrear com mais precisão uma ampla variedade de indicadores de saúde do que os smartphones ou relógios que os consumidores usam hoje.

"Achamos que um dia será possível criar uma matriz de sensores de pele de corpo inteiro para coletar dados fisiológicos sem interferir no comportamento normal de uma pessoa, "disse Bao, que também é o K.K. Lee Professor na Escola de Engenharia.

Esticável, confortável, funcional

Os acadêmicos de pós-doutorado Simiao Niu e Naoji Matsuhisa lideraram a equipe de 14 pessoas que passou três anos projetando os sensores. O objetivo era desenvolver uma tecnologia que fosse confortável de usar e não tivesse baterias ou circuitos rígidos para evitar que os adesivos esticassem e contraíssem com a pele.

Seu projeto final atendeu a esses parâmetros com uma variação da tecnologia RFID - identificação por radiofrequência - usada para controlar a entrada sem chave em salas trancadas. Quando uma pessoa segura um cartão de identificação diante de um receptor RFID, uma antena no cartão de identificação coleta um pequeno pedaço de energia RFID do receptor e usa isso para gerar um código que então envia de volta para o receptor.

O adesivo BodyNet é semelhante ao cartão de identificação:ele tem uma antena que coleta um pouco da energia RFID de um receptor na roupa para alimentar seus sensores. Em seguida, faz leituras da pele e as envia de volta para o receptor próximo.

Mas para fazer o adesivo sem fio funcionar, os pesquisadores tiveram que criar uma antena que pudesse se esticar e se dobrar como a pele. Eles fizeram isso imprimindo tinta metálica em um adesivo de borracha. Contudo, sempre que a antena dobrou ou esticou, esses movimentos tornaram seu sinal muito fraco e instável para ser útil.

Para contornar este problema, os pesquisadores de Stanford desenvolveram um novo tipo de sistema RFID que pode enviar sinais fortes e precisos para o receptor, apesar das flutuações constantes. O receptor alimentado por bateria usa o Bluetooth para fazer upload periódico de dados dos adesivos para um smartphone, computador ou outro sistema de armazenamento permanente.

A versão inicial dos adesivos contava com minúsculos sensores de movimento para fazer leituras de respiração e pulso. Os pesquisadores agora estão estudando como integrar o suor, temperatura e outros sensores em seus sistemas de antena.

Para mover sua tecnologia além das aplicações clínicas e em dispositivos amigáveis ​​ao consumidor, os pesquisadores precisam superar outro desafio - manter o sensor e o receptor próximos um do outro. Em seus experimentos, os pesquisadores prenderam um receptor na roupa logo acima de cada sensor. Emparelhamentos um a um de sensores e receptores seriam adequados no monitoramento médico, mas para criar um BodyNet que alguém pudesse usar durante o exercício, as antenas teriam de ser tecidas em roupas para receber e transmitir sinais, não importa onde a pessoa coloque um sensor.