Durante décadas, implementar a tecnologia vestível significou fixar chips rígidos em materiais flexíveis.
Agora, pesquisadores da Universidade Fudan, na China, desenvolveram circuitos computacionais totalmente funcionais, tecidos diretamente em fibras tão finas quanto um fio de cabelo humano – um passo rumo a tecidos capazes de processar dados, perceber o ambiente e exibir informações sem necessidade de hardware acoplado.
O tema, objeto de artigo publicado na revista Nature, representa um marco na eletrônica. Liderado por Peng Huisheng, da Academia Chinesa de Ciências, o grupo da Fudan passou mais de dez anos pesquisando como a microeletrônica poderia evoluir, libertando-se do silício rígido e plano. Em vez de acoplar módulos eletrônicos ao tecido, os pesquisadores transformaram o próprio tecido em substrato computacional.
A inovação central é o circuito integrado em fibra (FIC – Fiber Integrated Circuit). Diferentemente dos chips tradicionais, que dependem de lâminas planas e rígidas, os FICs utilizam substratos elásticos capazes de abrigar resistores, capacitores, diodos e transistores. Cada substrato é moldado e enrolado em um fio delgado. Uma única fibra, com diâmetro semelhante ao de um cabelo humano, alcança densidade de cerca de 100 mil transistores por centímetro, comparável à integração em larga escala de processadores convencionais.
Apesar do tamanho, cada fio pode executar tarefas computacionais relevantes. Um segmento de apenas um milímetro concentra dezenas de milhares de transistores, com capacidade de processamento semelhante à de chips usados em implantes médicos. Fibras mais longas acumulam milhões de transistores, aproximando-se de CPUs tradicionais. Com técnicas mais avançadas de fotolitografia, a densidade pode crescer ainda mais.
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Versões anteriores da eletrônica em fibra limitavam-se a alimentar sensores ou conduzir corrente. Os novos FICs vão além: combinam processamento de sinais analógicos e digitais com computação neural capaz de reconhecer imagens. Em testes, os fios tiveram desempenho comparável a processadores de memória usados em visão computacional, um salto da simples detecção para verdadeira computação em formato flexível.
Os pesquisadores submeteram as fibras a mais de 10 mil ciclos de dobra e abrasão, além de esticá-las em 30% e torcê-las a 180 graus por centímetro. Elas permaneceram funcionais após mais de 100 lavagens e resistiram a temperaturas de até 100 ºC. Em teste extremo, nem mesmo a compressão sob o peso de um caminhão de 15,6 toneladas comprometeu o desempenho.
Essa resiliência permitiu integrar múltiplos subsistemas – fonte de energia, sensores, processamento e saída – em uma única fibra. O resultado elimina grande parte do volume associado a chips e fiações externas, permitindo que os tecidos funcionem como sistemas independentes.
Em uma década de inovações incrementais, os pesquisadores já haviam criado mais de 30 tipos de dispositivos em fibra, de fios para armazenamento de energia a filamentos emissores de luz e biossensores. O novo produto representa a convergência dessas linhas em uma plataforma única e escalável. Demonstrações laboratoriais sugerem que a produção em massa em estágio inicial pode ser viável com a infraestrutura atual da indústria de semicondutores.
Segundo os cientistas, o novo produto pode ter inúmeras novas aplicações, até mesmo compondo sistemas de interface cérebro – computador.
