Domande e risposte | Ricercatore dell’U of A sul sensore senza batteria per monitorare i segni vitali in condizioni di freddo estremo

I ricercatori dell’Università di Alberta e del Dipartimento di Difesa Nazionale del Canada hanno sviluppato un minuscolo sensore senza batteria che può essere utilizzato per tracciare i segni vitali e rilevare il congelamento nei soldati in condizioni di freddo estremo. Ma i suoi potenziali usi non si fermano qui.

Ashwin Iyer, professore presso la facoltà di ingegneria dell’Università di Alberta, guida il group che lavora su un progetto pluriennale con il programma Innovazione per l’eccellenza e la sicurezza della difesa del Dipartimento di difesa nazionale.

Iyer ha affermato che l’thought alla base del programma è quella di utilizzare la tecnologia delle telecomunicazioni commerciali per i militari. Ha detto che l’università ha una ricerca chief a livello mondiale sulla tecnologia di piccole dimensioni, peso, potenza e costo, nota anche come sistemi SWaP-C.

Mercoledì Iyer ha parlato con Shannon Scott della CBC su The Trailbreaker.

Questa intervista è stata modificata per motivi di lunghezza e chiarezza.

Quale problema stavi cercando di risolvere quando hai iniziato a lavorarci?

Abbiamo immaginato il seguente situation: soldati canadesi o alleati su un campo di battaglia in condizioni estremamente dure. Advert esempio, nell’Alto Artico, i comandanti fuori campo devono monitorare la salute delle loro truppe per identificare potenziali problemi di salute, come il congelamento, e ottenere loro l’aiuto di cui hanno bisogno. Abbiamo immaginato una rete di sensori biometrici indossati dai soldati per monitorare i segni vitali come la frequenza cardiaca, la respirazione, la temperatura corporea interna e la temperatura alle estremità. L’thought period di fare quello che potevamo, a parte imbracciare i fucili, per sostenere i nostri soldati in queste situazioni che hanno dovuto affrontare per proteggere le nostre libertà.

Questi sensori sono stati progettati per funzionare a temperature fino a -70 C. Perché i tradizionali dispositivi alimentati a batteria non funzionano in questo tipo di ambiente?

Abbiamo tutti vissuto una situazione in cui tiriamo fuori i nostri telefoni quando fa molto freddo e improvvisamente si spengono. Questo perché la tecnologia delle batterie agli ioni di litio non funziona bene al freddo. È qualcosa che gruppi di ricerca e aziende di tutto il mondo stanno cercando di affrontare. Volevamo eliminare del tutto le batterie. COSÌ [we found a way] affinché questi sensori raccolgano energia dai loro ambienti.

In che modo questi sensori mantengono l’alimentazione?

Ci sono diversi modi per farlo. Advert esempio, potresti raccogliere energia solo dal movimento, dal camminare. La tecnologia che utilizziamo in questi sensori si basa sulla tecnologia di identificazione a radiofrequenza, che incontriamo sempre nella vita di tutti i giorni.

Il modo in cui li monitoriamo [uses] lo stesso tipo di onde che usiamo per comunicare con i nostri cellulari. Ci sono minuscoli chip che assorbono l’energia da questa onda di radiofrequenza per alimentarsi, quindi la usano per eseguire il rilevamento e restituire un segnale [with the information] come uno specchio.

Come ci sei arrivato?

Dovevamo fare in modo che questi sistemi soddisfacessero diversi criteri: i sensori dovevano essere wi-fi, dovevano essere extremely piccoli in modo da non interferire con le normali operazioni. Le antenne che rendono questi sensori wi-fi sono spesso le parti più grandi di questi sistemi wi-fi e miniaturizzarle significa che smettono di funzionare come antenne. Abbiamo dovuto ricorrere a circa 80 anni di ricerca sulle antenne fino alla fisica fondamentale per trovare un modo per miniaturizzarle.

Uno degli obiettivi period rilevare il congelamento prima che diventasse serio. Come sarebbe in tempo reale per qualcuno sul campo che indossa guanti con questa tecnologia?

[We would have] uno [sensor] rilevando la temperatura corporea interna e un’altra sui polpastrelli, dove avverrà prima il congelamento. Abbiamo questi lettori che analizzano la temperatura in questi vari punti e quando arriva a una certa soglia alza una bandiera.

L’thought è di suonare un allarme per dare tempo sufficiente per portare aiuto a quella persona.

Mi chiedo, al di là dell’uso militare, come vedi questa tecnologia potenzialmente utilizzata nel nord?

L’esercito è solo un caso d’uso, la controparte diretta sarebbe la risposta alle emergenze. Vogliamo essere in grado di monitorare lo stato di salute di chiunque si metta in pericolo.

Questi sensori scendono fino a -70 C ma arrivano anche a temperature molto elevate. Quindi possono essere utilizzati in tutto il mondo.

Ma hanno altri usi.

La cosa interessante di questi sensori è che possono rilevare parametri molto diversi. [They could be used] solo per rilevare qualcosa in casa, advert esempio un’allagamento in un seminterrato o il monossido di carbonio. Esistono molteplici usi, spesso le tecnologie su cui facciamo affidamento ogni giorno in un modo o nella forma sono iniziate con investimenti nell’innovazione militare, questa potrebbe essere una di quelle situazioni.