A Economia Baseada em Sensores

O minúsculo sensor eletrônico está causando um grande impacto em nossas vidas. A cada momento de cada dia, esses pequenos, mas essenciais, operários da tecnologia transformam fluxos de dados em decisões que mudam a vida.

Os benefícios podem ser imensos. Nos últimos anos, os sensores deixaram sua maior marca como a vela de ignição no motor da Internet das Coisas (IoT). Centenas de bilhões de sensores já estão incorporados em uma vasta gama de objetos físicos em rede, permitindo tudo, desde sofisticados dispositivos de saúde que monitoram remotamente a frequência cardíaca e a ingestão de medicamentos até sistemas que rastreiam chaves perdidas, desligam o forno a partir de um comando no smartphone ou ajudam manter as plantas de interiores vivas.

Isso é só o começo.

“O próximo passo nesta nova era de metadados é que veremos padrões que ninguém sabia que existiam”, diz Brian Ream, engenheiro principal de aplicações em campo para sensores da TE Connectivity. “Os sensores estão nos levando rapidamente a um lugar onde podemos coletar, sintetizar e entender enormes quantidades de dados muito rapidamente”. E, à medida que objetos mais inteligentes se tornam onipresentes e interligados, um novo mundo de oportunidades surgirá dos conjuntos de dados maiores e mais ricos que esses dispositivos produzem. Pesquisadores de vários setores podem fornecer previsões e insights mais precisos vinculados ao mundo ao nosso redor, mas somente se forem capazes de coletar e entender com sucesso as informações que chegam. Em economias emergentes em todo o mundo, a tecnologia orientada por sensores pode promover desenvolvimento socioeconômico e aumentar a capacidade do país de competir no cenário mundial. O SWEETLab da Portland State University está trabalhando em vários projetos desenvolvidos para ajudar a melhorar a vida em ambientes difíceis e chamar a atenção para o que o laboratório chama de “Internet das Coisas Quebradas”. Seus monitores têm sido usados em projetos que vão desde bombas de água no Quênia até fogões na Índia e filtros de água na Indonésia. Da mesma forma, em pequenas fazendas no Vietnã, a “agricultura inteligente” orientada pela IoT está sendo usada para melhorar a eficiência da produção, protegendo as fazendas contra pragas e flutuações climáticas e aumentando a qualidade do que é cultivado. Os sensores monitoram os níveis de irrigação, o desembolso de fertilizantes e as flutuações de temperatura, além de reduzir custos e o risco de doenças.

Para muitos especialistas, esses meta desenvolvimentos são mais empolgantes em sensores. “É fácil ficar empolgado com os novos desenvolvimentos na tecnologia de sensores de ponta, mas você perderia o panorama geral”, diz Chris Curran, tecnólogo-chefe da PricewaterhouseCoopers. “A verdadeira vantagem, e o maior desafio, virá do uso dos dados e da obtenção de valor das informações que você está coletando. Essas são as chaves para este reino.”

O objetivo de qualquer sensor é bastante simples: coletar informações (vibração, temperatura, pressão, tensão) que podem ser alimentadas em algoritmos e análises para uma melhor tomada de decisão em tempo real. Quanto mais dados os sensores coletarem, melhor será a análise em tempo real dessas informações. Os sensores foram inicialmente desenvolvidos para plataformas industriais grandes e caras, como motores a jato, para ajudar a descobrir peças defeituosas em produtos semanas antes que eles realmente falhem. “A maioria das aplicações de sensores começou em sistemas de segurança”, diz Steve Merkt, presidente de soluções de transporte da TE Connectivity. “Então eles encontram seu caminho para outros setores”.

Estimativas de pesquisadores dizem que haverá quase 6,4 bilhões de objetos conectados este ano, um aumento de 30% em relação a 2015 e crescendo para chegar a 20,8 bilhões em 2020.  A IoT está a caminho de conectar 50 bilhões de coisas "inteligentes" até 2020 e 1 trilhão de sensores logo depois, de acordo com para a Fundação Nacional de Ciências.

Dispositivos equipados com sensores já estão gerando uma enorme quantidade de dados. Especialistas do setor estimam que criamos tanta informação todos os dias quanto foi gerada desde o início da civilização até 2003. Alguns especialistas até acreditam que 90% dos dados do mundo foram criados apenas nos últimos dois anos. Agora, mais do que nunca, as análises em tempo real se tornaram essenciais, pois os insights alimentados por dados continuam a destacar novas eficiências na forma como trabalhamos e fabricamos mercadorias.

“De muitas maneiras, estamos olhando para uma economia baseada em sensores”, diz Bob Brumley, diretor administrativo da Pegasus Global Holdings, uma empresa de desenvolvimento de tecnologia de Washington. “Os sensores estão se tornando uma plataforma na qual podemos construir uma ampla gama de oportunidades'.

Como essas novas oportunidades estão tomando forma? Conversamos com vários especialistas para descobrir.

Os sensores já estão bem estabelecidos no mundo da medicina, onde são usados diariamente em muitos hospitais para monitorar informações essenciais para a operação de equipamentos e atendimento ao paciente. Em equipamentos de diálise, por exemplo, sensores de pressão, força e temperatura monitoram os parâmetros essenciais que ajudam a manter o bombeamento de sangue dos pacientes. 

Os sensores também fazem parte de uma tendência maior de levar os cuidados de saúde para dentro de casa, em parte porque quase 13 milhões de idosos vivem sozinhos nos Estados Unidos, de acordo com a ClearCare, fabricante de software para agências de atendimento domiciliar com sede em São Francisco. As empresas médicas esperam que esses dispositivos baseados em sensores permitam que os idosos mantenham sua independência por mais tempo, reduzindo os custos associados aos cuidadores profissionais. Essas ferramentas podem assumir várias formas: frascos de comprimidos que sabem se foram abertos, meias que monitoram os passos de uma pessoa, dispositivos sob travesseiros que registram quantas horas alguém dormiu, até pequenos adesivos na pele que mantêm registros da temperatura do corpo. Estas informações essenciais serão retransmitidas para um médico que pode responder caso algo pareça não estar certo.

Monitoramento semelhante pode ser feito em tempo real para qualquer coisa, desde pressão arterial até nível de glicose, evitando eventos potencialmente prejudiciais ou fatais.

“O corpo humano já é como um supercomputador, com entradas sensoriais de todos os lugares”, diz Ream. “Em breve, poderemos medir coisas que nem sabemos que o corpo está fazendo. Quanto mais deles pudermos capturar e medir, melhor será a imagem da saúde de um paciente”.

Outros produtos baseados em sensores também podem desempenhar um papel na melhoria da saúde mental. Designer e criador Chloe Meineck criou o Music Memory Box, um dispositivo para ajudar pessoas que vivem com demência. Os usuários anexam etiquetas RFID a objetos familiares, como um prêmio antigo ou um pequeno presente recebido. Quando um objeto é colocado no centro da Music Memory Box, um leitor pega o número RFID individual e toca a música ou sons apropriados, talvez despertando memórias inacessíveis no paciente. O projeto de Meineck baseia-se em pesquisas médicas que mostram que a lembrança em pessoas com demência pode ser desencadeada pela música, especialmente uma música ou melodia do passado do paciente.

O carro autônomo é sexy, sem dúvida.  Mas ao mesmo tempo em que chama a atenção por seu apelo de ficção científica, também está ampliando as fronteiras das tecnologias baseadas em sensores para tornar a direção mais segura e eficiente. Isso se deve à sua dependência de sensores lidar (radar de luz), que mapeiam os arredores do veículo em 3-D, refletindo a luz do laser em objetos próximos para detectá-los e determinar sua proximidade. O Lidar tem um alcance muito menor do que o radar, mas os comprimentos de onda mais curtos resultam em um aumento maciço na resolução. Muitos carros autônomos usam um sensor lidar que escaneia 2,2 milhões de pontos de dados em seu campo de visão a cada segundo e pode identificar a localização de objetos a até 120 metros de distância com precisão de centímetro.

No caso de veículos autônomos, a comunicação sem fio conecta os veículos entre si e permite o monitoramento do entorno, incluindo pedestres e ciclistas. O resultado: maior segurança. As agências federais de transporte dos EUA podem exigir que todos os carros novos tenham transporte de veículo para veículo habilitado por sensores, conhecido como V2V, já no outono de 2017.

As cidades podem ser um lugar difícil de se viver. Elas são barulhentas, lotadas, estressantes. Mas elas não precisam ser sempre assim. Os sensores estão fazendo grandes incursões na saúde e na redução do estresse em ambientes urbanos. Empresários de Londres, por exemplo, estão experimentando um sistema de monitoramento baseado em sensores projetado para ajudar as pessoas expostas ao ruído constante de aeronaves, conhecido por aumentar o risco de doenças cardiovasculares. O sistema coleta dados de ruído de uma rede de sensores próximos aos aeroportos para aumentar a conscientização sobre os possíveis riscos à saúde da exposição prolongada ao ruído dos motores dos aviões. Os criadores dizem que esperam usar as evidências coletadas para combater a construção de uma terceira pista em Heathrow.

Mas talvez o maior e mais futurista projeto ocorra em uma cidade que não é realmente uma cidade. O CITE (Center for Innovation, Testing and Evaluation, Centro de inovação, teste e avaliação) é uma cidade artificial que está sendo desenvolvida no deserto do Novo México, a cerca de 100 quilômetros ao norte da fronteira mexicana. Criada pela Pegasus Global Holdings, a CITE foi projetada para se assemelhar a uma modesta cidade americana com uma população de 35.000 habitantes espalhados por cerca de 15 milhas quadradas. Incluirá prédios de escritórios altos, becos estreitos, parques, casas, igrejas, uma rodovia interestadual simulada, um posto de gasolina e até uma grande loja. Mas ninguém vai morar lá.

O objetivo do CITE é fornecer uma oportunidade para testar experimentos de tecnologia baseados em sensores em larga escala e interconectados em condições do mundo real. Os experimentos podem girar em torno de sistemas de transporte inteligentes (como gerenciamento de tráfego habilitado para IA e estradas cheias de veículos de entrega sem motorista), geração de energia alternativa (incluindo solar e geotérmica), tecnologias de rede inteligente e experimentos na coleta de dados, sensores, redes públicas monitoramento, segurança e sistemas de computador.

“Estamos tentando criar um ambiente operacional expansivo e imersivo baseado em sensores que mostrará o efeito cascata, como um sistema afeta outros”, diz Brumley. “Uma vez que você tenha tudo conectado, é aí que as coisas começam a ficar realmente interessantes”.

Seja na área de saúde, planejamento urbano ou transporte, os sensores estão desempenhando um papel fundamental em uma nova era de eficiência global, centrada em máquinas que aprendem e fazem previsões. À medida que mais dispositivos encontram nova vida e eficiência por meio de sensores, caberá à próxima geração de engenheiros, inovadores e artistas aproveitar as oportunidades quase infinitas que nosso mundo repleto de dados apresenta. Ao monitorar e organizar os enormes dados gerados pelos sensores, podemos tomar decisões mais inteligentes que tornam a vida mais saudável e agradável.