Eletrônica

Objetos plásticos conectam-se à rede WiFi sem eletrônicos e sem baterias

Redação do Site Inovação Tecnológica -  06/12/2017

Conexão WiFi usando apenas peças plásticas impressas em 3D dará um impulso à internet das coisas. [Imagem: Vikram Iyer et al. - 10.1145/3130800.3130822]

Plástico substitui eletrônica

Pesquisadores da Universidade de Washington descobriram uma maneira de fazer com que objetos plásticos conectem-se a redes WiFi sem usar qualquer tipo de circuito eletrônico - logo, sem baterias.

Para demonstrar a tecnologia, eles usaram uma impressora 3D para fabricar peças plásticas que podem informar quando o conteúdo de um recipiente está se esgotando, balanças, sensores de vento e botões que enviam sinais de alerta para a rede com base em uma variedade de sensores.

A novidade representa um impulso para a internet das coisas, em que se pretende que praticamente qualquer objeto possa se conectar à rede e coletar informações ou enviar comandos.

Com esta tecnologia torna-se possível monitorar o conteúdo dos frascos de alimentos ou produtos de limpeza e gerar uma lista de supermercado para sua reposição, por exemplo.

"Nosso objetivo era criar algo que acabe de sair da sua impressora 3-D em casa e possa enviar informações úteis para outros aparelhos. Mas o grande desafio é como você se comunica sem fio com WiFi usando apenas plástico? Isso é algo que ninguém havia conseguido fazer antes," disse Vikram Iyer, membro da equipe.

O sistema funciona de forma passiva, refletindo as ondas do roteador WiFi. [Imagem: Vikram Iyer et al. - 10.1145/3130800.3130822]

WiFi sem eletrônica

Para 3-D imprimir objetos que podem se comunicar com receptores Wi-Fi comerciais, a equipe empregou técnicas de retroespalhamento das ondas eletromagnéticas presentes no ambiente - é o mesmo processo das redes sem fios e sem baterias que usam sinais de TV no ambiente.

As peças refletem os sinais de rádio emitidos pelo roteador WiFi ou outro dispositivo. As informações incorporadas nesses padrões refletidos podem então ser decodificadas por um receptor WiFi. A antena é incorporada no interior do objeto impresso 3-D na forma de um filamento condutor que mistura plástico com cobre.

As funções normalmente realizadas por componentes eletroeletrônicos para geração dos sinais foram substituídas por movimento mecânico ativado por molas, engrenagens, interruptores e outras peças que podem ser fabricadas em impressoras 3D. Um movimento físico qualquer - pressionar um botão, despejar o conteúdo de um recipiente, retirar um martelo de um quadro de ferramentas - aciona as engrenagens e molas fazendo com que um interruptor conecte e desconecte intermitentemente a antena, alterando seu estado reflexivo.

A informação - na forma de 0s e 1s - é codificada pela presença ou ausência do dente da engrenagem. A energia de uma mola similar à de um relógio controla o sistema de engrenagem, e a largura e o padrão de dentes da engrenagem controlam quanto tempo o interruptor faz contato com a antena, criando padrões de sinais que podem ser decodificados por um receptor WiFi.

Esquema do mecanismo interno das peças plásticas usado para codificar as informações. [Imagem: Vikram Iyer et al. - 10.1145/3130800.3130822]

Faça você mesmo

Com os modelos CAD que a equipe está disponibilizando ao público, os entusiastas da impressão em 3-D poderão criar objetos com plásticos comercialmente disponíveis que possam se comunicar sem fio com outros dispositivos inteligentes. Isso pode incluir um controle deslizante sem bateria que controle o volume da música, indicadores de que o conteúdo de embalagens está no final, um sensor de água que envia um alarme para o telefone quando ele detecta um vazamento etc.

Os modelos serão disponibilizados no site do projeto, no endereço http://printedwifi.cs.washington.edu (em inglês).

Bibliografia:

3D Printing Wireless Connected Objects
Vikram Iyer, Justin Chan, Shyamnath Gollakota
ACM Transactions on Graphics
Vol.: 36, No. 6, Article 242
DOI: 10.1145/3130800.3130822