A chegada da frequência de quinta geração no Brasil, o 5G, traz, com uma maior velocidade nas conexões móveis, inúmeras possibilidades de criação de melhorias e soluções em tecnologia, colocando a comunicação entre diferentes máquinas e sensores através da Internet das Coisas (IoT, na sigla em inglês) entre as aplicações mais promissoras para o mercado e a indústria nos mais variados setores.

 E, enquanto uma das principais referências em qualidade no Ensino Superior orientado para as megatendências do futuro, a FEI promove de modo pioneiro projetos e linhas de pesquisa em seu laboratório dedicado a IoT desde 2014, seja aperfeiçoando sistemas complexos para monitoramento, gestão otimizada e obtenção e análise de dados em operações diversas, seja concebendo protótipos inovadores.

 “Agora integrado ao Centro de Soluções 5G da FEI, desenvolvido em parceria com a Vivo e a Ericsson desde 2021, o Laboratório de IoT estuda o potencial da conexão massiva de sensores e/ou dispositivos entre si e com a internet para soluções no agronegócio, cidades inteligentes e a evolução da automação industrial de alta precisão, tornando o conceito de Indústria 4.0 uma realidade cada vez mais próxima do dia a dia”, conta Guilherme Wachs, professor de Ciência da Computação da FEI e coordenador do laboratório de IoT da Instituição.

 De acordo com o docente FEIano, a oferta do 5G no Brasil amplia perspectivas de evolução para além de conexões mais rápidas e de qualidade pelos smartphones. “Com o 5G, a conexão móvel pode chegar a 1 gigabit por segundo, quase o dobro do que a maioria das conexões residenciais, apresentando ganhos como maior resolução e maior qualidade para usar programas de Realidade Aumentada, por exemplo. Mas dentro dessa alta velocidade, a estabilidade e a baixa latência – o delay imperceptível entre envio e recebimento de dados – serão decisivas para fazermos intervenções ou manuseios de precisão cirúrgica remotamente, tendo comunicação muito rápida entre os dois lados, de dispositivo para dispositivo, na operação”, destaca Wachs.

 Apresentando projetos e pesquisas trabalhadas na FEI, o professor explica abaixo algumas tendências para a Internet das Coisas na era do 5G:

 O papel da nuvem será maior, barateando as aplicações de IoT

 Segundo o professor de Ciência da Computação, a baixa latência na comunicação entre equipamentos e a internet tende a reduzir os custos de investimento em hardware, uma vez que as infraestruturas de rede e as inteligências artificiais poderão ser acessadas e transmitidas com mais rapidez dentro dos serviços de nuvem.

Para efeito de comparação, no 4G, a informação leva até 80 milissegundos para viajar de um lugar para o outro, enquanto no 5G esse tempo de resposta cai para algo entre 1 e 4 milissegundos.

 “Nos veículos autônomos, por exemplo, toda a Inteligência que possibilita a autonomia é embarcada dentro do veículo, ou seja, o hardware tem que ser muito forte na ponta. Mas agora com internet de altíssima velocidade, parte dessa inteligência pode estar alocada na nuvem e facilmente acessível para intervenções nos dispositivos, algo que já estamos estudando na FEI. Nessa combinação, sensores mais simples terão suas capacidades aumentadas com a disponibilidade de dados em nuvem, barateando muito os custos dos produtos ou dispositivos que precisam de Inteligência Artificial”, esclarece.

Cidades inteligentes e sua gestão

 Não apenas a troca de mensagens entre aparelhos será mais rápida com o 5G, mas também será possível uma maior quantidade de dispositivos conectados por metro quadrado, aponta Wachs.

“O 5G vai permitir que tenhamos uma quantidade maior de sensores espalhados em espaços cada vez menores. Uma aplicação interessante e viável disso será visível na evolução das cidades inteligentes do futuro e seu gerenciamento, outra linha de pesquisa no Laboratório de IoT da FEI. Por exemplo, vamos poder ter maior concentração de câmeras com processamento remoto e funções de análise com apoio de IA, como identificação instantânea de situações de risco ou até mensuração de temperatura em tempo real das pessoas para controle de potenciais epidemias ou pandemias”, conta o professor.

 Agricultura 4.0

 A comunicação mais rápida e entre uma maior quantidade de dispositivos e sensores com a rede será especialmente útil na criação de sistemas automatizados e remotamente monitorados de agricultura, otimizando a produção e o uso de recursos naturais, conta o coordenador de laboratório da FEI.

 Um exemplo do potencial para essa aplicação de IoT na agricultura é encontrado no SWAMP (Smart Water Management Platform), um projeto de alunos de mestrado e doutorado da FEI que propõe uma solução inteligente para a gestão de alta precisão da água para a irrigação. Reconhecido pela Comissão da União Europeia e integrando pesquisadores também na Itália e na Espanha, o SWAMP utiliza sensores que medem a umidade relativa do solo e do ar e, a partir da necessidade específica de cada plantação, faz análise combinada com a previsão do tempo para o acionamento do sistema de irrigação por um sistema de Inteligência Artificial. 

“Na FEI, já estamos pesquisando os próximos passos para soluções inspiradas no SWAMP que podem tornar a gestão agrária mais eficiente, sem a necessidade de intervenção humana. Fazendas verticais urbanas, por exemplo, poderão ser monitoradas por drones cuidadores, igualmente conectados à rede, atuando de maneira autônoma a partir das informações dos sensores que, por sua vez, podem ter suas capacidades aumentadas para diferentes análises, como acidez do solo, presença de nitrogênio e nutrientes”, comenta o docente.

Internet of Educational Things – IoET

De acordo com o professor Guilherme Wachs, assim como o uso de Realidade Virtual e Realidade Aumentada, a Internet das Coisas voltada à educação (IoET) também terá crescimento na quantidade de soluções disponíveis graças ao 5G e sua capacidade de conectar diversos dispositivos.

 “Na FEI, um projeto em particular é promissor nessa linha de pesquisa. Trata-se de uma lousa inteligente. Enquanto alguém escreve nela, uma câmera posicionada acima faz a captura da sua imagem no momento mais oportuno e consegue indexar o conteúdo relacionado por palavras-chave e caracteres. Se o professor, por exemplo, coloca uma equação na lousa, ela pode ser apresentada ao aluno com contexto no seu dispositivo ou em uma busca por aulas já gravadas e disponíveis”, explica ele, apontando que a baixa latência será um diferencial para a rapidez no reconhecimento e na previsão de conteúdos pela Inteligência Artificial.

 Saúde 4.0

O acompanhamento da saúde em tempo real é uma tendência irreversível da Internet das Coisas, sendo uma das aplicações mais pesquisadas e comercializadas, especialmente quando falamos dos dispositivos vestíveis, os chamados weareables. “No Laboratório de IoT da FEI, desenvolvemos alguns projetos nessa linha, a exemplo de roupas ou relógios e pulseiras que podem monitorar em tempo real uma variedade de indicadores, como batimentos cardíacos, umidade, pressão e contagem de passos, entre outros”, conta o coordenador da FEI.

Segundo o professor Wachs, o 5G permitirá o monitoramento da saúde remotamente de modo rápido, mas também com preservação da privacidade dos pacientes. “A grande vantagem dos weareables conectados é a possibilidade de juntar informações de modo menos invasivo, como câmeras ou necessidade de cuidadores”, explica. “Agora, estamos avançando para pesquisas na FEI em uma nova era de dispositivos de saúde IoT, mais eficientes e com melhor custo-benefício. O objetivo é definir os parâmetros ou indicadores mais essenciais para o monitoramento dos sensores de saúde que podem indicar a possibilidade mais próxima de grandes problemas, a exemplo de infartos, para acionar a intervenção médica preventiva. Há um campo amplo e de intensa pesquisa para tornar isso possível e o 5G será essencial nisso”, finaliza.