Há uma tecnologia antiga mas bastante desconhecida que tem vindo a ganhar força nos últimos dois anos e está a começar a tornar-se popular, nomeadamente a tecnologia UWB ou de banda ultralarga. Foi no final de 2019 quando o conceito de UWB ressurgiu após a apresentação do iPhone 11 Pro, que se tornou o primeiro smartphone a incorporar um chip com esta tecnologia.
Nessa altura, os especialistas começaram a falar novamente sobre esta tecnologia esquecida, e hoje considera-se que ela desempenha um papel muito importante no campo das casas inteligentes, da Realidade Virtual e Aumentada, da segurança e da geolocalização. De facto, estima-se que o mercado global de UWB cresça de $1,1 mil milhões em 2020 para $2,7 mil milhões em 2025, a uma taxa anual composta de 19,6%.
Os principais factores que estão a impulsionar este crescimento são a implantação desta tecnologia em vários dispositivos móveis, o crescimento da procura de sistemas de localização em tempo real e o crescimento na adopção da Internet das Coisas (IoT) e da Internet Industrial das Coisas (IIoT).
UWB: a grande inovação na tecnologia sem fios
UWB é um protocolo que permite comunicações sem fios de curto alcance que, como Bluetooth ou Wi-Fi, utiliza ondas de rádio para permitir que os dispositivos comuniquem uns com os outros. Mas difere substancialmente na medida em que funciona a uma frequência muito elevada. Como o seu nome sugere, também utiliza um largo espectro de vários GHz.
A UWB transmite dados em distâncias curtas e determina com precisão a localização medindo quanto tempo leva um pulso de rádio a viajar entre dispositivos. Além disso, devido ao largo espectro, os dados podem ser enviados muito rapidamente sem perder a precisão. A UWB pode atingir taxas de dados de 4 Mbps a 675 Mbps ou superiores, dependendo da frequência. Isso é muito mais rápido do que as velocidades NFC padrão de 424 Kbps e as velocidades Bluetooth de 2,1 Mbps, mas não tão rápido como as velocidades de 2 Gbps que podem ser alcançadas com WiFi-6.
Um transmissor UWB envia milhares de milhões de impulsos de rádio através da frequência de largo espectro e um receptor UWB traduz então esses impulsos em dados. Além disso, a UWB consegue precisão em tempo real porque envia até mil milhões de impulsos por segundo (aproximadamente 1 por nanossegundo).
No início dos anos 2000, a tecnologia UWB viu uma utilização limitada em radares militares e comunicações encobertas, e foi brevemente utilizada como forma de imagem médica, tais como sistemas de monitorização cardíaca remota. Nessa altura, o custo de implementação e o desempenho inferior ao inicialmente esperado limitavam a utilização da UWB em produtos de consumo.
Hoje em dia, os chips UWB são baratos e suficientemente pequenos para serem colocados noutros dispositivos, e a indústria afirma que poderia ter mais sucesso do que o Bluetooth porque tem uma maior velocidade, é mais barato, utiliza menos energia, é mais seguro, e fornece informação superior sobre localização e alcance do dispositivo.
Vantagens e desvantagens da tecnologia UWB
A tecnologia UWB permite um desempenho superior em comparação com os sistemas tradicionais de banda larga. Para além disto, os seus benefícios incluem:
- Baixo consumo de energia: UWB é um sistema de baixa potência, que é um factor chave para os dispositivos móveis em termos de duração da bateria e facilidade de utilização prática.
- Alta precisão: em vez de confiar na força do sinal, a UWB utiliza técnicas ToF (Time of Flight), TWR (Two-Way Range), TDoA (Time of Arrival Difference), AoA (Angle of Arrival), etc., para determinar a distância a outro dispositivo. Além disso, com várias antenas, a UWB pode também medir o ângulo a partir do qual o sinal chega.
- Sem interferência de sinal: UWB utiliza uma frequência de 3,1 a 10,6 GHz, pelo que existe uma probabilidade muito limitada de qualquer interferência de sinal, ao contrário do que acontece com Bluetooth e Wifi.
- Ultra-rápido: Bluetooth demora pelo menos dois segundos a detectar a localização, UWB é mil vezes mais rápido, o que significa que não há atrasos e a experiência do utilizador é virtualmente perfeita.
No entanto, existem também certas desvantagens desta tecnologia. Uma delas é a perda de potência de transmissão que limita os sinais UWB de modo a que só possam comunicar num curto alcance. Mas a maior desvantagem é que outras tecnologias como a Wi-fi ou Bluetooth podem interagir com praticamente todos os dispositivos que existem actualmente, a UWB acaba de começar e só pode ser utilizada em alguns poucos dispositivos. No entanto, espera-se que a UWB apanhe rapidamente estas duas tecnologias, uma vez que muitos fabricantes de smartphones estão a fazer o mesmo que a Apple fazia no seu tempo e estão a incluir a tecnologia UWB nos seus dispositivos.
Quais são as suas possíveis utilizações?
Com a sua alta precisão, transmissão rápida e alta fiabilidade, a tecnologia UWB está pronta para ajudar as empresas a localizar pessoas e objectos em movimento em todo o tipo de ambientes e processos.
A UWB tem vantagens tanto de precisão como de segurança em relação às tecnologias Bluetooth e WiFi, e essa vantagem pode ser utilizada em muitos casos de utilização diferentes.
- Smart Car: Com a tecnologia UWB pode obter maior segurança e conforto. Pode ser utilizado para desbloquear um carro com um smartphone assim que o utilizador se aproxima dele. Os chips internos do carro comunicam entre si e calculam a posição do proprietário, bloqueando-o no caso de alguém que não seja o proprietário tentar abri-lo. Ao mesmo tempo, graças à precisão da localização e à determinação das distâncias em redor do veículo, o carro pode detectar se há pessoas ou animais nas proximidades, tem funções de estacionamento automático, e o fácil acesso a lugares de estacionamento ou pagamento automático à saída são algumas das aplicações possíveis neste campo.
- Pagamentos sem contacto: É mais seguro que a tecnologia NFC e o utilizador pode deixar o seu smartphone no seu bolso sem ter de o tirar para pagar.
- Acesso seguro a um edifício: Com a UWB, as portas para uma área segura dentro de um edifício podem ser automaticamente abertas assim que o utilizador se aproxima delas.
- Retalho: A UWB pode fornecer informações úteis sobre um produto que uma pessoa acabou de comprar, bem como uma oferta especial para comprar um. Os chips podem ser colocados em carrinhos de compras para os acompanhar, ou para saber onde e quanto tempo os clientes permanecem na loja. A localização e análise de dados através da UWB fornece as respostas e abre novas formas de marketing.
- Acompanhamento de desportos e fitness: Em desportos de equipa e desportos radicais, a procura de dados de desempenho e movimento é particularmente elevada. Com a tecnologia UWB, os jogadores em campo podem ser seguidos para reproduzir os seus movimentos em tempo real, bem como visualizar estatísticas individuais e de equipa e análises tácticas, tudo em tempo real. A localização de uma bola de futebol pode ser actualizada 2000 vezes por segundo.
- Realidade Virtual e Aumentada: Com a tecnologia UWB um utilizador pode ver a partir do seu smartphone e em Realidade Aumentada a localização exacta de outros objectos também equipados com UWB. Além disso, esta tecnologia é um facilitador da Realidade Mista, uma vez que ajuda os dispositivos a fechar o fosso entre o mundo físico e o digital, por exemplo, um utilizador pode ver o mapa de uma loja, a partir do seu smartphone, e navegar através dele para encontrar os produtos de que necessita.
- Produtos de Saúde: A tecnologia UWB dentro de um dispositivo utilizável como uma pulseira pode monitorizar a temperatura corporal, os níveis de saturação de oxigénio, o movimento corporal e o ritmo cardíaco 24 horas por dia.
- Radares médicos: A UWB pode ser usada para monitorizar a respiração e o batimento cardíaco de uma pessoa à distância, lendo os sinais UWB reflectidos.
- Posicionamento interior: Com a UWB uma pessoa pode posicionar-se precisamente dentro de um local, saber onde está e para onde quer ir. Por exemplo, num aeroporto para encontrar o portão ou num centro comercial para encontrar uma determinada loja.
- Smart Home: As utilizações da UWB para casa inteligente são muitas, desde a localização de chaves perdidas até ao desbloqueio e fecho automático de portas quando se aproxima ou sai, e restrições de acesso inteligentes para animais de estimação. Luzes, altifalantes e quaisquer outros dispositivos ligados com capacidade de detecção UWB poderão seguir os utilizadores de uma sala para outra, por exemplo, ajustando o volume de um altifalante com base na sua localização ou alterando o perfil Netflix, dependendo de quem liga a televisão.
- UWB para armazéns: Com a UWB pode seguir activamente as pessoas que trabalham no armazém, máquinas e equipamento no interior, ou encontrar um produto numa prateleira.
UWB e a sua utilização contra o Covid-19
Com a chegada do Covid-19, surgiu a necessidade de implementar uma série de estratégias para o combater. Duas das estratégias mais importantes para lidar com a pandemia têm sido o distanciamento social e o rastreio ou rastreio de contactos. Desde então, muitas organizações em todo o mundo começaram a utilizar a tecnologia UWB para enfrentar a crise da Covid-19, uma vez que, graças à precisão da medição da localização e distância em tempo real, esta tecnologia pode determinar a localização exacta de um dispositivo a centímetros, tanto no interior como no exterior.
Esta precisão torna a UWB extremamente bem adaptada às tão necessárias aplicações de localização de contactos e distanciamento social que estão a ser desenvolvidas em muitos países para ajudar a evitar a propagação da pandemia. De facto, a UWB é a única tecnologia disponível que pode oferecer o nível de precisão necessário para este tipo de aplicação.
Ao contrário de outras tecnologias sem fios, a UWB fornece a precisão necessária para se ter a certeza absoluta de que alguém estava suficientemente próximo de outros para transmitir o vírus, uma vez que pode calcular com precisão a distância entre pessoas que estão a centímetros de distância.
A UWB é também utilizada em aplicações de distanciamento social, que são concebidas para assegurar que as pessoas mantenham uma distância segura umas das outras. Por exemplo, numa empresa, um empregado pode usar um UWB wearable e pode alertá-lo, em tempo real, quando se aproxima demasiado de alguém. Esta solução pode reduzir a propagação do vírus numa empresa, bem como melhorar a segurança dos empregados.
Conclusões
Embora esta seja uma tecnologia que começou há bastantes anos, é como se fosse nova, como é agora que as empresas começam a trabalhar nela e a incorporá-la nos seus dispositivos, mas isto é apenas o início de uma possível revolução na tecnologia UWB.
O seu potencial está apenas a começar a ser visto. A tecnologia está a permitir uma onda de aplicações que utilizam a detecção de distância e localização de alta precisão para proporcionar novas experiências e capacidades, incluindo muitas aplicações que anteriormente não eram possíveis.
A UWB pode ser potencialmente utilizada em quase tudo, desde impressoras sem fios a pagamentos sem contacto, e desde o sector automóvel até aos cuidados de saúde, casa inteligente, logística, retalho ou desporto. Tudo depende de se encontrar a aplicação ou função que a faça valer a pena.
É importante notar que a tecnologia UWB não tem necessariamente de substituir a Wi-fi, NFC ou Bluetooth, uma vez que pode funcionar com eles.
O potencial da UWB é enorme e embora possa demorar muito tempo a ver esta tecnologia expandir-se globalmente, uma coisa é certa: a UWB está preparada para mudar a forma como as pessoas vivem e trabalham.
