Computador movido a ar monitora equipamento mdico por uma frao do custo

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 15/08/2024

Computadores pneumticos

Entre as plataformas de computao alternativa, os microprocessadores a ar-comprimido, que funcionam com ar sob presso em vez de eletricidade, esto entre os pioneiros em termos de uso e de praticidade, j existindo computadores pneumticos para controle de biochips e diversas implementaes de mdulos lgicos pneumticos para robtica.

nessa linha que Shane Hoang e colegas da Universidade da Califrnia de Riverside apresentaram uma novidade: Um novo computador movido a ar comprimido que dispara alarmes quando h uma falha nos dispositivos que eles esto monitorando.

O computador no s funciona com ar, como tambm usa o mesmo ar para emitir seus alarmes, dispensando controles e atuadores eletroeletrnicos: Ele imediatamente apita quando detecta um problema com a mquina de compresso salva-vidas que ele foi projetado para monitorar.

O prottipo foi instalado junto a uma bomba de compresso pneumtica – ou aparelho de compresso pneumtica sequencial – que rotineiramente usada em pacientes acamados para evitar cogulos sanguneos, trombose e derrame.

Os testes mostraram que o computador pneumtico a maneira mais confivel e de menor custo de garantir que o dispositivo mdico funcione sem falhas, avisando imediatamente se algo der errado – tudo sem sensores eletrnicos.

“Os dispositivos de compresso pneumtica sequencial podem salvar vidas, mas todos os componentes eletrnicos neles os tornam caros. Ento, queramos desenvolver um dispositivo pneumtico que eliminasse parte dos componentes eletrnicos, para tornar esses dispositivos mais baratos e seguros,” disse o professor William Grover.

O processador usa a diferena de presso do ar para computar um bit de paridade.
[Imagem: Covidien/MA/USA]

Processador pneumtico

O processador pneumtico funciona de forma semelhante aos processadores eletrnicos, apenas substituindo a eletricidade por ar-comprimido e transistores por vlvulas pneumticas – passando ar “1” e sem passagem de ar “0”.

Mas o processamento mais simples, usando uma tcnica fundamental da computao eletrnica, conhecida como bit de paridade. “Digamos que eu queira enviar uma mensagem em uns e zeros, como 1-0-1, trs bits,” explicou Grover. “Dcadas atrs, as pessoas perceberam que podiam enviar esses trs bits com uma informao adicional para garantir que o destinatrio recebesse a mensagem correta.”

Essa informao extra o chamado bit de paridade: O bit ser setado em 1 se a mensagem contiver um nmero mpar de 1s, e em 0 se a mensagem contiver um nmero par de 1s. Se o nmero 1 aparecer no final de uma mensagem com um nmero par de bits, ento fica claro que a mensagem contm um erro.

O computador movido a ar comprimido usa diferenas na presso do ar fluindo por 21 pequenas vlvulas para contar o nmero de uns e zeros. Se algum erro for detectado na contagem dos bits, o apito soa, caso contrrio no.

“Este dispositivo tem aproximadamente o tamanho de uma caixa de fsforos. Ele substitui um punhado de sensores, bem como um computador,” comparou Grover. “Ento podemos reduzir custos enquanto ainda detectamos problemas no dispositivo. E ele tambm pode ser usado em ambientes de alta umidade ou alta temperatura, que no so ideais para eletrnicos.”

A computao a ar comprimido tem mltiplas aplicaes.
[Imagem: Shane Hoang et al. – 10.1016/j.device.2024.100507]

Computao a ar

O monitoramento do aparelho de compresso pneumtica sequencial apenas uma aplicao possvel para a computao a ar. Como prximo projeto, a equipe planeja construir um dispositivo que possa eliminar a necessidade de movimentar gros no topo de silos altos, um trabalho que mata pessoas todos os anos.

Prdios altos cheios de milho ou trigo, os silos de gros esto por toda parte, mas no s despejar os gros e deixar guardado; muitas vezes, um trabalhador tem que entrar com uma p para quebrar os aglomerados de gros e nivelar as pilhas, abrindo espao para que o silo possa atingir toda a sua capacidade.

“Um nmero notvel de mortes ocorre porque o gro se desloca e a pessoa fica presa. Um rob poderia fazer esse trabalho ,em vez de uma pessoa. No entanto, esses silos so explosivos, e uma nica fasca eltrica poderia explodir um silo, ento um rob eletrnico pode no ser a melhor escolha,” detalhou Grover. “Quero fazer um rob movido a ar que possa trabalhar nesse ambiente explosivo, no gerar nenhuma fasca e tirar os humanos do perigo.”

Na verdade, a computao a ar existe h mais de um sculo: Pianos automticos, que tocavam msica usando rolos de papel perfurado eram mquinas desse tipo.

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