Uma estrutura inspirada em uma teia de aranha consegue detectar sons muito fracos acompanhando diretamente os minúsculos movimentos do ar.
Um som não é apenas algo que nossos ouvidos percebem. Ele corresponde ao deslocamento das partículas presentes no ar. Os microfones convencionais detectam sobretudo as variações de pressão produzidas por esse movimento. Os pesquisadores escolheram outra abordagem, inspirada em algumas aranhas capazes de sentir diretamente o deslocamento do ar com sua teia.
O sensor baseia-se, portanto, em uma estrutura extremamente leve que se parece com uma pequena teia. Sua grande flexibilidade permite acompanhar os movimentos das partículas de ar provocados por uma onda sonora. Essa abordagem facilita especialmente a detecção de sons fracos e graves, para os quais os deslocamentos do ar podem ser difíceis de medir com uma membrana rígida.
Resta transformar esse movimento minúsculo em uma informação utilizável. Para isso, os pesquisadores utilizam luz que circula em uma fibra óptica. As vibrações da estrutura modificam o trajeto óptico no sensor. Essas variações são então convertidas em um sinal que representa o som captado.
O dispositivo responde a frequências de até 1 Hz, muito abaixo dos sons audíveis pelos seres humanos. Ele também pode determinar a direção do movimento do ar. Essas características resultam de sua estrutura muito flexível, projetada para se mover facilmente com o meio ao redor.
Os pesquisadores o testaram especialmente com os batimentos do coração. Esses sons são fracos e concentrados nas baixas frequências. Ainda assim, contêm informações úteis sobre o funcionamento das válvulas e a circulação do sangue. O sensor, colocado sobre o tórax, registrou esses sinais com fidelidade suficiente para distinguir seus principais componentes.
Esse método difere de um estetoscópio eletrônico clássico, cujo sensor geralmente se baseia em uma membrana ou em uma estrutura mecânica mais rígida. Aqui, a parte sensível busca, ao contrário, oferecer muito pouca resistência ao movimento. A leitura óptica também evita colocar um circuito elétrico diretamente sobre essa estrutura leve.
O dispositivo ainda é um protótipo de laboratório, e o estudo ainda não demonstra sua utilização como aparelho médico comum. Sua sensibilidade deverá continuar confiável, especialmente em um ambiente real, onde os movimentos do corpo, as vozes e os ruídos externos podem interferir na medição.
Os pesquisadores agora consideram esse princípio para sensores acústicos de alta sensibilidade, especialmente no monitoramento fisiológico. A estrutura também pode ser útil em outras medições nas quais seja necessário detectar movimentos muito fracos do ar sem sobrecarregar a parte que os capta.