Os Desafios de Eletrônicos Vestíveis

• Infoentretenimento: usado para informar e entreter, incluindo música, fotos, vídeos, direções e e-mail.
• Monitoramento de atividades: usado para monitorar atividades e funções como caminhar, dormir, frequência cardíaca e consumo de alimentos, a fim de fornecer aos consumidores um feedback imediato e vital sobre o qual eles podem agir modificando seu comportamento.
• Monitoramento de saúde: usado para monitorar uma condição diagnosticada e, em seguida, para explicar o diagnóstico, embora os requisitos regulatórios e a preocupação com a privacidade exijam um longo período de desenvolvimento e testes para essa tecnologia.
• Industrial e empresarial: focado em terminais de pulso para fornecer dados em tempo real, incluindo monitoramento de processos de fábrica e atualização de estoque em armazém. Óculos e pulseiras inteligentes devem ser rapidamente adotados para trabalhadores remotos e “sem mesa” no segmento industrial.
• Sistemas de soldados: integre redes pessoais, sensores, comunicações externas e o poder de gerenciar esses sistemas. Um objetivo é conectar os soldados em um campo de batalha maior, com conectores e subsistemas de conexão de cabos necessários para serem de alto desempenho, duráveis e robustos, mas leves para soldados que estão a pé.

Os sensores são uma parte importante de eletrônicos vestíveis e estão ficando cada vez menores e mais sofisticados. Embora existam muitos tipos de sensores que podem ser usados, o mais comum é uma unidade de medição inercial – geralmente um acelerômetro. Um acelerômetro pode rastrear um movimento específico, sua direção e sua intensidade ou velocidade. Um exemplo simples de um acelerômetro é quando um celular ou tablet (inserção de dados) é girado e o dispositivo processa o movimento e gira a tela de acordo (o resultado).
Outros sensores comuns, incluindo pressão, temperatura, posição e umidade, suportam aplicativos como bússolas, GPS e giroscópios para detectar movimento. Os sensores usados em aplicações médicas podem ser usados para medir e monitorar o fluxo sanguíneo, pulso, pressão arterial, níveis de oxigênio no sangue, movimento muscular, gordura corporal e peso corporal. Os dispositivos vestíveis mais bem-sucedidos são aqueles que usam algoritmos para processar dados brutos e detectados em informações acionáveis e significativos para o usuário.

Os eletrônicos vestíveis devem ser capazes de se comunicar com o mundo exterior. Embora a conectividade sem fio por meio de rádio de curto alcance ou outros protocolos sem fio seja popular, a conectividade com fio por meio de uma porta USB é normalmente necessária.

Muitos dispositivos vestíveis têm uma tela de vídeo ou uma tela sensível ao toque para interação do usuário. Um desafio significativo para telas tão pequenas é a facilidade de uso. Mesmo uma tela de alta resolução em um relógio inteligente não oferece muito espaço. Manter a usabilidade requer o equilíbrio certo entre o quanto pode caber na tela em comparação com a legibilidade das informações resultantes. Gerenciar o consumo de energia desses monitores é um grande motivador para os principais fabricantes de dispositivos vestíveis. Eles fazem amplo uso de alternativas de baixo consumo de energia, como e-ink ou e-paper, em oposição a telas LCD ou OLED coloridas. Como acontece com qualquer dispositivo eletrônico, os dispositivos vestíveis devem ser alimentados por baterias recarregáveis ou outros métodos de carregamento. Isso geralmente requer uma porta para alimentação conectada para recarregar as baterias. A transmissão de energia sem fio está surgindo como um recurso fundamental a ser integrado em novos dispositivos vestíveis e apresenta a necessidade de impermeabilização. 

Outra característica comum dos eletrônicos vestíveis é a capacidade de executar uma variedade de aplicativos enquanto um aplicativo é atualizado ou alterado. Um relógio inteligente, por exemplo, é semelhante a um telefone celular. É um computador que permite ao usuário executar uma variedade de tarefas enquanto se conecta de forma independente à Internet para atualizações e downloads de aplicativos essenciais.

O fator-chave na IoT é o uso do IP (protocolo de Internet). O IP é um protocolo de comunicação usado pela Ethernet e pela Internet para controlar o fluxo de informações. Cada dispositivo conectado tem um endereço IP, dando-lhe a capacidade de se comunicar com todos os outros dispositivos IP. Firewalls, senhas e outras medidas de segurança controlam quais dispositivos se comunicam entre si. Os eletrônicos vestíveis, em virtude de um endereço IP, fazem parte da IoT.
Uma vantagem de fazer parte da IoT é que os eletrônicos vestíveis não precisam existir como dispositivos independentes. Os dados de atividade de uma pulseira de condicionamento físico podem ser baixados para um aplicativo em um computador, que pode fornecer uma análise detalhada das tendências ao longo do tempo para acompanhar o progresso. O reprodutor de música em um relógio pode recuperar músicas usando a computação em nuvem. O resultado final é que as pessoas em todos os lugares podem interagir com coisas, ou seja, TVs, casas, carros, eletrodomésticos e dispositivos que salvam vidas, como resultado de um pequeno dispositivo, mantido próximo ou em nossos corpos, apenas mergulhando no mundo da eletrônicos vestíveis e da IoT.

Acondicionar esses componentes no formato e nível de fabricação corretos é um desafio. Como líder em conectividade, a TE trabalha em estreita colaboração com designers e fabricantes de eletrônicos vestíveis. A Figura 2 mostra soluções típicas de conectores para um relógio inteligente. A principal característica para a maioria destes, assim como outros componentes, é um perfil baixo com um tamanho reduzido. O perfil baixo é especialmente importante para permitir que o próprio dispositivo assuma um design fino. 

Com imóveis em alta, a integração de peças não apenas simplifica o sistema, mas usa o espaço disponível para a máxima eficiência. As antenas podem ser embutidas diretamente na caixa, conforme mostrado na Figura 3 para um telefone celular. Esses dispositivos de interconexão moldados (MIDs) e tecnologias de antena emergentes permitem que traços de circuito, planos de aterramento e blindagem sejam integrados à peça moldada. O substrato pode ser um plástico de engenharia ou um composto. Os compostos estão se tornando cada vez mais atraentes em sua capacidade de aumentar a resistência do material e podem ser moldados e metalizados de forma econômica.

As desvantagens do carregamento sem fio incluem menor eficiência, maior geração de calor e carregamento mais lento. Cada um desses problemas está relacionado e será aprimorado por estruturas de bobina mais recentes e frequências de acoplamento mais altas. A maioria dos dispositivos vestíveis precisa de baixa potência, o que significa que o impacto dessas desvantagens pode ser mínimo.

O desafio do mercado de eletrônicos vestíveis é criar dispositivos que possam oferecer dados úteis que melhorem nossas vidas. Seja no pulso, na cabeça ou no pé, os dispositivos vestíveis devem ser modernos, robustos e facilmente recarregáveis.