Ao analisar parâmetros como a força aplicada ao pressionar as teclas e o intervalo de tempo entre eles, um novo teclado inteligente não mecânico com alimentação própria poderia fornecer uma camada mais forte de segurança para os usuários de computador. O dispositivo com alimentação própria gera eletricidade quando as pontas dos dedos do usuário entram em contato com os materiais plásticos multicamadas que compõem o dispositivo.

"Este teclado inteligente muda a maneira tradicional em que um teclado é usado para entrada de informações, "disse Zhong Lin Wang, um professor regente da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais do Instituto de Tecnologia da Geórgia. "Cada batida das teclas produz um sinal elétrico complexo que pode ser registrado e analisado."

Os teclados convencionais registram quando um pressionamento de tecla faz um contato mecânico, indicando o pressionamento de uma tecla específica. O teclado inteligente registra cada letra tocada, mas também captura informações sobre a quantidade de força aplicada à tecla e o período de tempo entre um pressionamento de tecla e o próximo. Esse estilo de digitação é exclusivo para indivíduos, e assim poderia fornecer uma nova biometria para proteger computadores contra uso não autorizado.

Além de fornecer uma pequena corrente elétrica para registrar as teclas pressionadas, o novo teclado também pode gerar eletricidade suficiente para carregar um pequeno dispositivo eletrônico portátil ou alimentar um transmissor para tornar o teclado sem fio.

Um efeito conhecido como eletrificação de contato gera corrente quando as pontas dos dedos do usuário tocam um material plástico no qual uma camada de material de eletrodo foi revestida. A tensão é gerada por meio dos efeitos de indução triboelétrica e eletrostática. Usando o efeito triboelétrico, uma pequena carga pode ser produzida sempre que os materiais são colocados em contato e, em seguida, separados.

"Nossa pele é dielétrica e temos cargas eletrostáticas em nossos dedos, "Wang observou." Qualquer coisa que tocamos pode ser cobrada. "

Embora o recurso de autoalimentação possa fornecer um benefício de conveniência e potencialmente eliminar a necessidade de baterias em teclados sem fio, Wang acredita que o maior impacto do dispositivo pode ser ajudar a proteger os computadores usando padrões ou hábitos de digitação individuais como biométrico.

"Isso tem o potencial de ser um novo meio de identificar usuários, "disse ele." Com este sistema, uma senha comprometida não permitiria que um criminoso cibernético entre no computador. A maneira como cada pessoa digita até mesmo algumas palavras é individual e única. "

Para avaliar o potencial de autenticação do teclado, a equipe de pesquisa pediu a 104 pessoas que digitassem a palavra "toque" quatro vezes, e registrou os padrões elétricos produzidos. Usando técnicas de análise de sinal, eles foram capazes de diferenciar padrões de digitação individuais com baixas taxas de erro, Disse Wang.

Em vez de teclas mecânicas individuais como nos teclados tradicionais, O teclado inteligente de Wang é feito de filmes transparentes empilhados verticalmente. Os pesquisadores começam com uma camada de tereftalato de polietileno entre duas camadas de óxido de estanho e índio (ITO) que formam os eletrodos superior e inferior.

Próximo, uma camada de etileno propileno fluorado (FEP) é aplicada na superfície do ITO para servir como uma camada de eletrificação que gera cargas triboelétricas quando tocada pelas pontas dos dedos. Matrizes de nanofios FEP são formadas na superfície FEP exposta por meio de corrosão iônica reativa.

A operação do teclado é baseada no acoplamento entre a eletrificação de contato e a indução eletrostática, em vez da comutação mecânica tradicional. Quando um dedo entra em contato com o FEP, a carga é transferida na interface de contato, injetar elétrons da pele no material e criar uma carga positiva.

Quando o dedo se afasta, as cargas negativas no lado FEP induzem cargas positivas no eletrodo superior, e quantidades iguais de cargas negativas no eletrodo inferior. As teclas consecutivas produzem um campo elétrico periódico que impulsiona fluxos alternativos de elétrons entre os eletrodos. Embora eventualmente se dissipando, as cargas permanecem na superfície FEP por um longo período de tempo.

Wang acredita que o novo teclado inteligente será competitivo com os teclados existentes, em custo e durabilidade. O novo dispositivo é baseado em materiais baratos que são amplamente utilizados na indústria eletrônica.

Como parte do estudo, seu grupo de pesquisa avaliou o teclado em condições desafiadoras, incluindo a aplicação de umidade, sujeira e óleo. "Você poderia derramar café no teclado, e não seria danificado, "disse Wang." Porque é baseado em uma folha de plástico, os líquidos não vão prejudicá-lo. "