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quinta-feira, 14 de setembro de 2017

setembro 14, 2017

Wearable Tecnology, o que é?

Wearable. Do inglês, "vestível". Apesar de soar estranho, essa palavra traz em peso a mudança do significado de dispositivos eletrônicos do dia a dia.
Apesar do seu nome ser em inglês e trazer aquele "oohh" de coisa nova e chamativa, a tecnologia de vestir já existe há um bom tempo. Quem não lembra da déc. de 90, quando um colega tinha aquele relógio que além de marcar as horas podia resolver contas básicas de matemática?

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Relógio Casio Dbc32
Atualmente, esses gadgets tem ampla atuação no universo esportivo. Eles são capazes de coletar informações sobre o corpo humano e fornecem relatórios sobre o seu desempenho diário travestidos de relógios, meias e pulseiras, como a famosa Mi Band. Lançada em 2014, esse acessório tem como algumas funções primárias:
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Versão 2014 e Versão 2016

  • Monitor Fitness e o rastreador de sono;
  • Desbloquear o Android sem precisar de senha;
  • 30 dias de standby;


Os wearables não ficam só no sentido esportivo e fitness. Podemos citar acessórios como óculos, smartwatches, anéis, cintos, tênis e por aí vai a lista. 
Ao que tudo indica, o futuro dos wearables é promissor. Prova disso é que diversas empresas estão investindo em parcerias e desenvolvendo protótipos de gadgets vestíveis que prometem facilitar diversas áreas da nossa vida. Confira alguns gadgets que já estão no mercado:

Óculos VR
PlayStation VR usa áudio binaural para aumentar imersão do usuário (Foto: Divulgação/Sony)Hoje em dia, vê-se que a realidade virtual tem entrado no nosso mundo em quase tudo o que fazemos. Jogos, trabalho, cinema e parque de diversões são exemplos de áreas em que a virtual reality já está atuando ou até mesmo em testes. Esse óculos consiste em fornecer ao usuário uma experiência tridimensional de imagem e áudio, trazendo uma experiência ainda maior e mais empolgante. 


Smartwatch
Semelhante a um relógio, esse gadget além ter o relógio em si (analógico e digital) ele tem um sistema operacional próprio (que pode variar de acordo com a fabricante).  Nesse sistema, além de poder ter um monitoramento do seu corpo pode também instalar aplicativos e jogos.

Smart Ring
https://s3-sa-east-1.amazonaws.com/loja2/344752dbe6d2ce94ba8fa93149d37300.jpgOu anel inteligente, tem a função de facilitar o seu dia. É bem verdade que são difíceis de fazer e por isso não tem muitas funções, no entanto exitem vários tipos. Pode-se encontrar anéis com NFC, anéis que mostram as horas e anéis que mostram as notificações do seu celular. E não para por aí. Existem vários outros tipos no mercado.


Tênis Inteligente
Resultado de imagem para shiftwearDo mesmo jeito que os anéis, existem vários tipos de tênis inteligentes com funções variadas. Por exemplo, há um com uma tela e-paper que mostra imagens da sua escolha, há também outro com leds coloridas que podem ser sincronizadas com as musicas do smartphone e outro também que através de vibrações indica o caminho até o local pré-adicionado via GPS.

A tecnologia tem evoluído a cada segundo que se passa. E os gadgets não ficam de fora. E cada vez mais esses aparatos que nascem com foco no lazer estão sendo adaptados para a indústria, com foco na otimização da produção e diminuição de riscos. Parece que uma revolução está por vir!

segunda-feira, 31 de julho de 2017

julho 31, 2017

NANORROBÓTICA: UM EXEMPLO DE APLICAÇÃO DE DISPOSITIVO COM SISTEMA EMBARCADO INTERAGINDO COM O CORPO HUMANO

Introdução

Nanorrobôs são nanoequipamentos ou máquinas de controle usados para proteção ou tratamento do corpo humano contra agentes patogênicos. Esses nanoequipamentos usualmente tem dimensões que variam entre 0,5 e 3 microns de diâmetro (algo da ordem de grandeza do comprimento de onda da luz visível).
O principal elemento químico que compõe os nanorrobôs é o carbono, devido ao fato de ser inerte e possuir ligações químicas fortes quando arranjado na forma de diamante ou de fulereno:


Estruturas do diamante , grafite e fulereno. A estrutura da grafite, devido à sua forma de placas sobrepostas, é mais frágil que a estrutura do diamante e do fulereno, que possuem ligações direcionadas às 3 dimensões.
Fonte da imagem:http://www.tabelaperiodicacompleta.com/wp-content/uploads/2013/04/estruturas-diamante-grafite-fulereno.jpg 

Uma das principais vantagens apresentadas por nanorrobôs é a sua ação específica em determinados tecidos ou órgãos no corpo, como por exemplo as células cancerígenas. A aplicação de drogas diretamente em células cancerígenas reduz os efeitos colaterais da quimioterapia, por exemplo.
Outras aplicações factíveis dos nanorrobôs, além da aplicação localizada de drogas são: monitoramento de glicose em pacientes diabéticos, reconstrução óssea e regeneração de tecido nervoso. Também podem ser úteis no controle e monitoramento de concentração de nutrientes, tratamento de doenças de pele.

Concepção artística de um nanorrobô injetando medicamento em célula sanguínea
Fonte da imagem: https://goo.gl/images/CEnoEp
ESTRUTURA E DESENHO DE NANORROBÔS

Componentes de Nanorrobôs


Como já foi dito, o principal componente químico dos nanorrobôs é o carbono, devido às suas propriedades quando na forma diamantóide ou de fulereno. Os outros componentes principais são o hidrogênio, o oxigênio, o nitrogênio, o enxofre, o silício e o flúor.

Componentes de Nanorrobôs

Os vários componentes incluem: fonte de energia, tanque de armazenagem de energia, sensores, motores, equipamentos para manipulação, computadores embarcados, bombas, tanques pressurizados e estruturas suporte. As subestruturas num nanorrobô podem ainda incluir microcâmeras  .

Compartimento de medicamento

Trata-se de um seção oca do nanorrobô, usada para armazenar pequenas quantidades  de medicamento. O robô é capaz de dosar medicamento diretamente na célula doente ou infectada.

Sondas e  facas
São usados para remover e triturar placas, coágulos e materiais acumulados. Numa situação normal, se um pedaço de um coágulo  se solta e entra na corrente sanguínea, ele pode causar problemas no sistema circulatório.

Emissores de micro-ondas e geradores de sinais de ultrassom

Os médicos precisam de um método para destruir células cancerígenas sem rompê-las, pois o rompimento pode liberar substâncias que causam a proliferação da doença em outras partes do corpo.
Usando emissores de micro-ondas ou de sinais de ultrassom de comprimento de onda específico, um nanorrobô pode quebrar ligações químicas nas células doentes, matando-as sem romper a parede da célula. Alternativamente,  o robô pode emitir micro-ondas ou sinal de ultrassom para gerar calor suficiente para destruir a célula cancerígena. O ultrassom também pode ser usado para destruir pedras nos rins.

Eletrodos

Com a ajuda de eletrodos, nanorrobôs podem gerar corrente elétrica, aquecendo as células até elas morrerem. Os eletrodos montados podem formar a bateria a partir dos eletrólitos dissolvidos no plasma sanguíneo.


Luz Laser

A luz laser pode queimar materiais prejudiciais como células cancerígenas, coágulos sanguíneos e placas.

Fontes de energia

Podem ser tanto externas quanto internas, isto é, nanorrobôs podem obter energia diretamente do calor proveniente da corrente sanguínea do paciente ou pode carregar uma quantidade de energia interna.

Cauda de propulsão, motores e braços de manipulação

Os robôs precisam de um meio de propulsão para se locomoverem na corrente sanguínea. Caudas de propulsão e motores são geralmente utilizados. Os motores também são utilizados junto aos braços manipuladores.
Os braços manipuladores podem ser do tipo “montagem posicional” ou do tipo “automontagem”. Na automontagem, o braço do minirrobô ou um conjunto microscópico são usados para capturar moléculas e montar “manualmente” as estruturas desejadas. Na montagem posicional, os braços irão colocar bilhões de moléculas juntas, as quais irão se posicionar naturalmente, com base nas suas afinidades, na configuração  desejada. Os nanorrobôs tem sensores químicos que identificam as moléculas alvo.

Sistema de controle

O sistema de controle do nanorrobô é o software desenvolvido geralmente para atuação em ambiente fluido onde predomina o movimento Browniano. Tais sistemas fornecem “inteligência de enxame” aos nanorrobôs, para descentralização das atividades. Técnicas de inteligência de enxame são algorítmos projetados para conferir inteligência artificial aos nanorrobôs. Tais técnicas são inspeiradas no comportamento de animais sociais como as formigas e as abelhas, que trabalham de forma colaborativa, sem um controle centralizado. As três principais técnicas de inteligência de enxame são Otimização de Colônias de Formigas (ACO, sigla em inglês), Colônia de Abelhas Artificial (ABC) e Otimização de Pequenos Enxames (PSO).

TIPOS DE NANORROBÔS PARA SANGUE ARTIFICIAL

Os tipos de nanorrobôs projetados por Robert. A. Freitas Jr para o sangue artificial são:
- Respirócitos (Respirocytes);
- Microbívoros (Microbivores);
- Coagulócitos (Clottocytes).


Respirócitos

De forma resumida, Respirócitos são nanorrobôs desenhados para serem glóbulos vermelhos mecânicos artificiais. São esferas de 1 μm de diâmetro:

Nanorrobô : respirócito
A crosta externa é feita de material diamantóide (carbono) , com bombas de fluxo reversível. Os respirócitos realizam o transporte de oxigênio e de dióxido de carbono através da membrana.

Imagem em corte de um respirócito. Note o computador de 124 nm de diâmetro.

Microbívoros

Microbívoros são nanorrobôs que funcionam como um glóbulo branco sanguíneo artificial, também conhecido como fagócito nanorrobótico. Os microbívoros são dispositivos esferoides feitos de diamante e safira, com diâmetro interno maior de 3,4 μm e diâmetro interno menor de 2,0 μm. Consiste de estrutura atômica composto de 610 bilhões de átomos precisamente arranjados. Eles envolvem os patógenos presentes no sangue e o quebram em moléculas menores. A principal função dos microbívoros consiste em absorver e digerir componentes patogênicos do sangue pelo processo de fagocitose. Consistem de 4 componentes fundamentais:
- Uma matriz de sítios de ligações reversíveis;
- Uma matriz de garras telescópicas;
- Uma câmara de maceração;
- Uma câmara de digestão.

Mecanismo de fagocitose por um microbívoro

Coagulócitos

Hemostase é o processo de coagulação sanguínea pelas plaquetas que ocorre quando as células do endotélio dos vasos sanguíneos são danificadas
Estas plaquetas podem ser ativadas pela colisão do colágeno exposto pelo dano aos vasos sanguíneos. O processo natural de coagulação pode levar de 2 a 5 minutos.
A nanotecnologia se mostrou capaz reduzir o tempo de coagulação e consequentemente, reduzir a perda de sangue. Em alguns pacientes, os coágulos sanguíneos ocorrem de forma irregular. Esta anormalidade é tratada usando drogas como os corticosteroides. Tal tratamento é associado a efeitos colaterais tais como secreções hormonais. Sangue/plaquetas podem danificar os pulmões e causar reações alérgicas.

O projeto teórico de coagulócito contempla plaquetas mecânicas artificiais, que podem completar a hemóstase em aproximadamente 1 segundo. O coagulócito é esférico e alimentado por sérum-oxiglucose de aproximadamente 2 μm de diâmetro, contendo uma tela de fibra que é compactamente embrulhada. O tempo de resposta do coagulócito é de 100 a 1000 vezes mais rápido que o sistema hemostático natural.

Mecanismo de coagulação sanguínea dos coagulócitos

Funções de computadores embarcados de Nanorrobôs

Funções que são controladas por computadores embarcados de nanorrobôs:

1-      Bombeamento: deve ser um sistema primário nos nanorrobôs, como so respirócitos
2-      Vigilância coroporal : monitoramento contínuo dos sinais vitais e transmissão sem fio pode ser possível usando nanorrobôs;
3-      Odontologia: os nanorrobôs projetados para tratamento dentário são conhecidos como Odontorrobôs e podem conduzir processos de analgesia, dessensibilização dentária (anestesia), podem manipular tecidos para realinhar e endireitar dentes irregulares;
4-      Em cirurgias: nanorrobôs programados para cirurgias podem atuar como cirurgiões semi-autônomos no interior do corpo;
5-      Detecção e tratamento do câncer : conforme já descrito;
6-      Diagnóstico e tratamento de diabetes;
7-      Cirurgias delicadas:  nanorrobôs podem ser usados em breve para realizer micro-cirurgias
8-      Terapia genética: os nanorrobôs poderão tartar doenças comparando a estrutura do DNA e de proteínas  encontrados na célula.

Conclusão:

Os nanorrobôs usados em medicina são uma grande promessa para o futuro. Quando o lado severo dos efeitos colaterais das terapias existentes for considerado, os nanorrobôs serão uma alternativa  para o tratamento e diagnóstico de doenças vitais. A nanorrobótica exibe um grande potencial para diagnose e tratamento de várias doenças como o câncer, ataque cardíaco, diabetes, arteriosclerose pedra nos rins, etc. O nanorrobô pode nos oferecer tratamento personalizado, consequentemente alcançando alta eficiência contra diversas doenças.


julho 31, 2017

SISTEMAS EMBARCADOS





Fonte da imagem: http://e.cdn-hardware.com.br/static/20110823/embarcados.jpg


São sistemas computacionais completos e independentes, mais simples que um computador de propósito geral (desktops), encarregados de executar apenas uma função pré-determinada.
Sua unidade de processamento é completamente encapsulada e dedicada ao dispositivo que controla.

Esses dispositivos são compostos fundamentalmente pelos mesmos componentes de um computador pessoal, porém com tamanho e capacidade limitadas para o fim se destina.
São exemplos de aplicações que utilizam sistemas embarcados: aparelho de som, televisão, câmera digital, brinquedos, modem ADSL, etc..
Por serem muito simples, muitas vezes esses sistemas não têm flexibilidade de software e de hardware que lhes permita fazer outras tarefas quaisquer que não sejam aquelas para as quais foram desenhados e desenvolvidos.
Um grande responsável pelo expansão do uso e aplicação dos sistemas embarcados foi a utilização do microcontrolador, pelo seu baixo custo, versatilidade e tamanho reduzido. Muitas vezes é ele que desempenha sozinho todas as funções do aparelho, incluindo controladores para as diversas funções disponíveis e até mesmo uma pequena quantidade de memória RAM, entre outros recursos.
Existem no mercado os mais diversos tipos de microcontroladores, cada um com um conjunto próprio de periféricos e funções. Ao invés de desenvolver e fabricar seus próprios chips, as empresas passaram a cada vez mais utilizar componentes disponíveis no mercado, que são fabricados em massa e vendidos a preços incrivelmente baixos.
Muitos microcontroladores podem ser conectados a dispositivos analógicos, permitindo o uso de sensores diversos. Isso permite a criação de dispositivos simples, que monitoram temperatura, umidade, entre outros fatores, executando ações predefinidas em caso de mudanças
Embora os computadores pessoais normalmente roubem a cena, os sistemas embarcados são muito mais numerosos e são responsáveis por toda a estrutura que utilizamos no dia-a-dia. Eles são também uma das áreas mais promissoras dentro da área de tecnologia, já que um simples sistema embarcado pode ser programado para desempenhar praticamente qualquer função.

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