Smartwatches, pulseiras e outros dispositivos vestíveis conseguem acompanhar cada vez mais informações sobre nosso corpo. Todos, porém, enfrentam um problema inevitável: em algum momento, a bateria acaba. Pesquisadores da Universidade Rutgers, nos Estados Unidos, decidiram explorar uma solução diferente. Em vez de aumentar a bateria de um wearable, criaram um tênis capaz de aproveitar um movimento que fazemos milhares de vezes por dia para produzir a energia necessária ao próprio funcionamento.
Cada vez que o calcanhar toca o chão, uma pequena quantidade de eletricidade aparece
O protótipo desenvolvido pelos pesquisadores utiliza o efeito triboelétrico, fenômeno relacionado à eletricidade estática produzida quando determinados materiais entram em contato e depois se separam.
Os componentes responsáveis por capturar essa energia ficam posicionados na região do calcanhar.
Assim, cada pisada produz pequenos pulsos elétricos.
O desafio é que essa energia não aparece de maneira constante. Caminhamos em ritmos diferentes, paramos, aceleramos e exercemos pressões variadas sobre o chão.
Para tornar esses pulsos realmente úteis, os engenheiros desenvolveram um circuito capaz de coletar, administrar e fornecer a eletricidade aos componentes eletrônicos do tênis.
Segundo a Universidade Rutgers, a solução aumentou em até 120 vezes a quantidade de energia aproveitável em comparação com uma abordagem convencional.
Nos testes de laboratório, até uma caminhada lenta conseguiu gerar eletricidade suficiente para manter o sistema funcionando.
E essa energia não alimenta apenas um sensor simples.
Dentro do calçado há um acelerômetro que acompanha o movimento do pé em três eixos e um pequeno processador que executa inteligência artificial localmente, sem depender de enviar todos os dados para outro equipamento antes de analisá-los.
A IA consegue descobrir o que a pessoa está fazendo olhando apenas para seus movimentos
O sistema divide os dados em períodos de 15 segundos e tenta reconhecer quatro tipos de atividade: caminhada lenta, caminhada rápida, corrida e subida de escadas.
A primeira versão do algoritmo analisava 21 características do movimento e atingiu 98,1% de precisão.
Havia, porém, um problema: o modelo exigia mais memória do que o pequeno hardware disponível dentro do tênis poderia oferecer de maneira prática.
Os pesquisadores então simplificaram o sistema.
A versão final perdeu alguns pontos percentuais de precisão, chegando a 95,4%, mas trouxe vantagens importantes: passou a funcionar cerca de 15 vezes mais rápido e utiliza aproximadamente um sexto da corrente elétrica exigida anteriormente.
Juntos, sensor e algoritmo consomem apenas 86 microwatts.
Essa eficiência é essencial porque o objetivo não é simplesmente criar um tênis curioso, mas desenvolver um wearable que consiga acompanhar movimentos durante períodos prolongados sem exigir recargas constantes.
E é justamente aí que aparece uma das aplicações mais interessantes do projeto.
A maneira como caminhamos pode revelar informações sobre velocidade, equilíbrio, ritmo e comprimento dos passos. Mudanças nesses padrões podem ser relevantes durante processos de reabilitação e no acompanhamento de determinadas condições neurológicas.
O potencial médico é promissor, mas o protótipo ainda está no começo
Os pesquisadores consideram que futuras versões da tecnologia poderiam ajudar a acompanhar alterações relacionadas a Parkinson, lesões cerebrais, danos na medula espinhal ou processos de recuperação física.
A vantagem seria observar o movimento durante atividades cotidianas, e não apenas durante alguns minutos em uma avaliação clínica.
Mas os resultados atuais precisam ser interpretados com cautela.
O protótipo foi testado com apenas quatro voluntários saudáveis, entre 23 e 26 anos. Ele ainda não foi avaliado em idosos ou pessoas com distúrbios de movimento.
Portanto, o tênis atualmente não diagnostica doenças nem consegue prever quedas.
Os pesquisadores também imaginam aplicações futuras que poderiam incluir monitoramento cardíaco e até determinados sinais bioquímicos, mas essas possibilidades exigem novos estudos e desenvolvimento adicional.
Por enquanto, o principal resultado está na integração das tecnologias.
Em um espaço tão limitado quanto um calçado, a equipe conseguiu combinar sensores, processamento por IA e geração própria de eletricidade.
Isso faz com que cada passo realize duas tarefas ao mesmo tempo: produza dados sobre a maneira como a pessoa se movimenta e gere parte da energia necessária para interpretar esses mesmos dados.
