Un sensore autoalimentato sviluppato presso l'Università di Waterloo potrebbe consentire ai medici di monitorare a distanza il recupero dei pazienti chirurgici.

Il piccolo, il dispositivo a forma di tubo è progettato per essere montato su tutori dopo un intervento chirurgico articolare per inviare informazioni in modalità wireless ai computer, smartphone o smartwatch per monitorare la gamma di movimento e altri indicatori di miglioramento.

"Quei dati sarebbero stati raccolti continuamente, così sarebbe come se il medico o il fisioterapista fosse sempre lì, osservando sempre il paziente, "ha detto Hassan Askari, un dottorando in ingegneria a Waterloo.

Lo stesso sensore può essere utilizzato anche in molti altri modi, anche nei pneumatici dei veicoli autonomi per rilevare e rispondere alle strade ghiacciate.

Un prototipo costruito e testato dai ricercatori combina elettromagnetismo e triboelettricità, una tecnica di raccolta di energia relativamente nuova che prevede l'unione di materiali diversi per produrre corrente.

Quando piegato o attorcigliato, il dispositivo genera elettricità sufficiente per il rilevamento e l'alimentazione dei circuiti elettronici per l'elaborazione e la trasmissione del segnale wireless.

"L'obiettivo era sviluppare un sensore che funzionasse senza una batteria collegata, " ha detto Askari. "È la sua stessa fonte di energia."

Ciò rende il dispositivo particolarmente adatto per applicazioni che privilegiano l'affidabilità e dove sarebbe difficile o costoso sostituire le batterie usurate.

Askari ha stimato che i sensori, lunghi circa sei centimetri e larghi un centimetro, potrebbero essere prodotti commercialmente da $ 5 a $ 10 ciascuno.

La ricerca è ora focalizzata sul renderli più piccoli e più sensibili usando solo la triboelettricità. È inoltre in fase di sviluppo un software per elaborare i segnali per l'applicazione dei pneumatici.

Quando è fissato all'interno dei pneumatici, potevano rilevare le mutevoli condizioni stradali e inviare istantaneamente informazioni ai sistemi di controllo per consentire ai veicoli a guida autonoma di apportare modifiche.

"Sulla base delle forze, l'interazione tra la strada e le gomme, potremmo effettivamente rilevare ghiaccio o pioggia, " ha detto Askari. "Si tratta di un'informazione estremamente importante per la guida autonoma".

Askari ha collaborato a Waterloo con il collega Ph.D. studente Ehsan Asadi, e professori di ingegneria Amir Khajepour e Mir Behrad Khamesee, così come la dottoranda Zia Saadatnia e il professore Jean Zu all'Università di Toronto.

Uno studio che descrive in dettaglio il loro lavoro appare sulla rivista Sensori e attuatori A:fisici .