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[Manufacturing](Manufacturing)
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[Download](Download_en)
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[Repository](https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/)
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# Pulseira Inteligente
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/pulseira.png" width="350">
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Pulseira para evitar toques ao rosto. Este projeto recebeu financiamento do [CONIF](https://portal.conif.org.br/br/component/content/article/84-ultimas-noticias/3463-resultado-final-edital-conif-n-01-2020-enfrentamento-a-covid-19?Itemid=609) para a produção e doação de 500 unidades. A pulseira tem tamanho semelhante a um relógio convencional. Este dispositivo monitora a posição das mãos do usuário e vibra quando elas se aproximam do rosto. Outras funções incluídas consistem no controle do tempo de mastigação e monitoramento da qualidade do sono. Em todas as funções, a pulseira utiliza uma rede neural artificial para detectar os gestos das mãos. A pulseira é open source e todo o código fonte pode ser obtido no repositório do projeto.
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**Função 1: Evitar Contato das Mãos no Rosto**. A motivação para o desenvolvimento desta função deve-se ao hábito de estarmos constantemente tocando nossos rostos com as mãos. Isto pode levar todo tipo de agentes nocivos para dentro do nosso corpo. Um estudo de 2015 demostrou que tocamos nossos rostos ao menos 23 vezes por hora [1]. Profissionais e instituições sanitárias, incluindo a Organização Mundial de Saúde (OMS), dizem que essa "mania de toque" é perigosa [2]. Sendo assim, um dispositivo que alerte para aproximação das mãos ao rosto pode ajudar as pessoas a diminuir este hábito nocivo a saúde.
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É importante mencionar para os usuários desta pulseira que:
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1. Este dispositivo não substitui as máscaras ou a higienização das mãos com água e sabão.
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2. O dispositivo pode apresentar falsos negativos ou falsos positivos.
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3. O distanciamento social ainda é a melhor maneira para se evitar a COVID-19.
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**Função 2: Controle do Intervalo entre Garfadas**. Mastigar corretamente e mais vagarosamente os alimentos favorece não somente a redução de peso, mas também aspectos como digestão, absorção dos nutrientes, menor risco de desencadear alergias, saúde dos dentes e da microbiota intestinal [3]. Especialistas afirmam que o sistema nervosa demora cerca de 20 minutos para entender que o estômago está cheio [4]. Sendo assim, uma forma para conseguir comer menos é demorar mais mastigando os alimentos e aumentar o intervalo entre as garfadas. Este é o propósito desta segunda função inclusa na pulseira: ajudar a controlar o tempo de mastigação e o intervalo entre as garfadas.
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**Função 3: Monitorar a Qualidade do Sono**. Esta função monitora os movimentos do seu corpo enquanto você dorme. Os dados apresentados pela pulseira são apenas um quantitativo do quanto você se move enquanto dorme. Mudar de posição várias vezes indica sono agitado. Se a pessoa se mexe muito, provavelmente não está tendo um sono restaurador [5].
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## Funcionamento & Uso
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### Detecção do movimento
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/rann.svg" width="500">
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A figura acima mostra a rede neural recorrente utilizada para prever os movimentos da mão do usuário. A rede é alimentada com os dados dos eixos x, y e z do acelerômetro e realimentada com a saída da rede no instante de tempo anterior. Após o treinamento, a rede é capaz de prever com uma taxa de acerto de aproximadamente 90% se o movimento realizado pelo usuário é de toque ao rosto [6]. A pulseira utiliza o acelerômetro para identificar a inclinação da pulseira. Uma vez que ela está presa ao pulso do usuário, o grau de inclinação nos 3 eixos (X, Y e Z) podem ser utilizados para indicar se a mão do usuário está próxima do seu rosto. Se uma sequência de ângulos detectada pela pulseira, corresponder ao movimento de toque do rosto ela vibrará. Portanto, o simples fato dela estar próximo ao rosto não aciona o motor vibratório.
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É importante ressaltar que em determinados momentos o dispositivo pode apresentar falsos positivos, i.e., quando a pulseira vibra em movimentos que não são de toque ou, falsos negativos, quando não vibra em movimentos de toque. O usuário pode ajustar a sensibilidade para diminuir a quantidade de falsos positivos ou de falsos negativos. Para ajustar esta sensibilidade, utilize o aplicativo da pulseira descrito nas próximas seções.
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### Posicionamento no punho
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/uso_mao_dir.png" height="200">
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Note nas imagens acima que para há uma orientação certa da pulseira no punho para que funcione corretamente. Independente de qual braço a pulseira esteja, a porta USB deve ficar para cima. **Caso seja canhoto será necessário configurar a pulseira por meio do aplicativo disponível para baixar na seção [Download](Download).** Deixe a pulseira o mais centralizado possível no seu punho para que a detecção seja mais precisa. Veja o posicionamento correto nas imagens abaixo.
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/certo.jpeg" height="200">
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/errado.jpeg" height="200">
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### Troca de Função
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Atualmente a pulseira tem duas funções: **Evitar toques ao rosto**, **controle do tempo de mastigação** e **monitoramento da qualidade do sono**. Para intercambiar entre estas três funções, gire a pulseira em seu pulso repetidamente como ilustrado na imagem abaixo. A pulseira vibrará 3 vezes para indicar que a função 3 (sono) foi ativada, 2 vezes para função 2 (garfo) ou, 1 vez para indicar que a função 1 (toque) foi ativada. Estas funções estão desabilitadas por padrão. Faça a configuração da pulseira conectando-a em um computador pela porta USB.
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/change_func.gif" width="300">
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### Configurando a Pulseira
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Para configurar a pulseira é necessário instalar o aplicativo. Baixe grátis na página de [Download](Download).
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/geral.png" width="400">
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1. Menu EEPROM. Permite restaurar as "configurações de fábrica" ou salvar as novas configurações do usuário.
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2. Menu de ajuda. Utilize para mais informações sobre a pulseira.
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3. Este campo mostra as pulseiras conectadas na USB do seu computador. Selecione uma e pressione o botão **Conectar**;
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4. Botão que realiza a conexão com a pulseira. Antes de conectar, coloque o interruptor na posição **desligado**;
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5. Visualização 3D da orientação da pulseira;
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6. Visualização dos valores dos eixos X, Y e Z do acelerômetro;
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7. Desativado no firmware.
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8. Ativa os itens 5 e 6 do aplicativo.
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9. Coleta os dados do acelerômetro e os armazena em um arquivo. Esta função é útil para quem deseja treinar sua própria Rede Neural Artificial.
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10. Define o pulso no qual a pulseira será utilizada.
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11. Define a intensidade da vibração do motor da pulseira.
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12. Testa a força do motor vibratório da pulseira.
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13. Atualiza o firmware da pulseira.
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/toque.png" width="400">
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14. Sensibilidade da Rede Neural Artificial. Uma sensibilidade muito alta pode aumentar a quantidade de falsos positivos e diminuir a quantidade de falsos negativos. Por outro lado, uma sensibilidade muito baixa pode diminuir a quantidade de falsos positivos, mas aumentar a quantidade falsos negativos.
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15. Atualiza os pesos da rede neural contida no microcontrolador.
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/garfo.png" width="400">
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16. Ativa/Desativa a **função Garfo** da pulseira. Esta função monitora o tempo de mastigação do usuário.
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17. Define o modo de operação da função garfo. No **modo Professor**, a pulseira vibra em intervalos predefinidos. Use este modo para alcançar o seu objetivo, quanto maior, melhor. No **modo Supervisor**, a pulseira vai apenas supervisionar se o intervalo entre as garfadas está maior que o especificado. A pulseira irá vibrar apenas quando o intervalo for menor.
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18. Intervalo mínimo em segundos para ocorrer as garfadas.
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<img src="https://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/sono.png" width="400">
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19. Gráfico da sua atividade enquanto dorme. Quanto menor, melhor.
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20. Mostra um resumo dos dados coletados.
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21. Apaga todos os dados coletados.
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22. Ativa/Desativa a **função Sono** da pulseira. Esta função monitora seus movimentos enquanto você dorme. Atividades muito intensas pode indicar algum distúrbio do sono. Neste caso, você deve procurar orientação médica.
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## Autonomia
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Para uma bateria de 120mAh é estimado que a pulseira funcione por aproximadamente 10 horas. A pulseira deve ser carregada por 6 horas, para isto, você pode utilizar um carregador de celular.
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## Cuidados
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1. A pulseira tem uma proteção mínima contra respingos de água. Sendo assim, é recomendável retirar o dispositivo do braço quando for lavar as mãos, na hora do banho ou quando caminhar sob a chuva. Caso o dispositivo seja acidentalmente molhado, ainda que funcione, pare de utilizar e leve a uma assistência técnica de sua preferência.
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2. Não utilize a pulseira enquanto estiver carregando.
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## Vídeos
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### Teste do Acelerômetro
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[](https://www.youtube.com/watch?v=6D6S-SGyYqw)
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### Primeiro Protótipo
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[](https://www.youtube.com/watch?v=fx73gmWZLvA) [](https://www.youtube.com/watch?v=rdtHPOxTgLU)
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## Reportagens
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http://portal.conif.org.br/br/component/content/article/162-rede-federal/3351-professor-cria-pulseira-anti-coronavirus-e-usa-impressora-3d-para-ajudar-no-combate-a-doenca?Itemid=609
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https://www2.ifal.edu.br/noticias/professor-cria-pulseira-anti-coronavirus
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https://www.tnh1.com.br/noticia/nid/professor-alagoano-cria-pulseira-anti-coronavirus-para-ajudar-no-combate-a-doenca/
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https://diariodopoder.com.br/brasil-e-regioes/professor-do-ifal-cria-pulseira-anti-coronavirus-e-doa-mascaras-feitas-em-impressora-3d
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http://www.sintietfal.org.br/2020/04/ifal-cria-projetos-para-combater-o-covid-19/
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http://www.tribunauniao.com.br/noticias/74787/professor_alagoano_cria_pulseira_anti_coronavirus_para_ajudar_no_combate_a_doenca
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https://www.reportermaceio.com.br/criatividade-professor-do-ifal-cria-pulseira-anti-coronavirus-para-ajudar-no-combate-a-doenca/
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https://tribunahoje.com/noticias/tecnologia/2020/04/08/solucoes-improvisadas-tentam-suprir-a-falta-de-materiais-de-protecao-individual/
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http://topnoticiasal.com.br/2020/04/08/solucoes-improvisadas-tentam-suprir-a-falta-de-materiais-de-protecao-individual/
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## Licença
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Pulseira Inteligente
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Copyright (C) 2020 Davi Carnaúba \<davi.carnauba@ifal.edu.br\>
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Este programa é um software livre: você pode redistribuí-lo e/ou modificá-lo sob os termos da Licença Pública Geral Affero GNU, conforme publicado pela Free Software Foundation, seja a versão 3 da Licença ou (a seu critério) qualquer versão posterior.
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Este programa é distribuído na esperança de que seja útil, mas SEM QUALQUER GARANTIA; sem a garantia implícita de
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COMERCIALIZAÇÃO OU ADEQUAÇÃO A UM DETERMINADO PROPÓSITO. Veja a Licença Pública Geral Affero GNU para obter mais detalhes.
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Você deve ter recebido uma cópia da Licença Pública Geral Affero GNU junto com este programa. Se não, veja <https://www.gnu.org/licenses/>.
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## Dúvidas & Contato
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### Aplicativo, Firmware e Case
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- Davi Carnaúba de Lima Vieira - <a href="mailto:davi.carnauba@ifal.edu.br">davi.carnauba@ifal.edu.br</a>
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### Hardware
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- Davi Carnaúba de Lima Vieira - <a href="mailto:davi.carnauba@ifal.edu.br">davi.carnauba@ifal.edu.br</a>
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- Gregory Arthur de Almeida Carlos - <a href="mailto:gregory.carlos@ifal.edu.br">gregory.carlos@ifal.edu.br</a>
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- Jose Irineu Ferreira Junior - <a href="mailto:irineujuniorif@gmail.com">irineujuniorif@gmail.com </a>
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## Agradecimentos
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Agradecemos à Pró-reitoria de pesquisa, pós-graduação e inovação (PRPPI) e Pró-reitoria de extensão (PROEX) do Instituto Federal de Alagoas (IFAL). Adicionalmente, agradecemos ao Conselho Nacional de Instituições da Rede Federal de Educação Profissional, Científica e Tecnológica (CONIF) pela ajuda financeira oferecida no Edital CONIF número 01/2020 - Enfrentamento à COVID-19. Também gostaríamos de agradecer ao Dr. Hemerson Casado Gama pela ajuda financeira oferecida nos primeiros passos do desenvolvimento deste projeto.
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## Referências
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1. Kwok, Y. L. A.; Gralton, J.; Mclaws, M. L. Face touching: A frequent habit that has implications for hand hygiene. 2015. American Journal of Infection Control 43(2):112-4.
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2. Coronavírus: Por que é tão difícil parar de tocar o nosso rosto - [https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/bbc/2020/03/08/coronavirus-por-que-e-tao-dificil-parar-de-tocar-o-nosso-rosto.htm](https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/bbc/2020/03/08/coronavirus-por-que-e-tao-dificil-parar-de-tocar-o-nosso-rosto.htm)
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3. Os benefícios de uma mastigação correta. [https://blog.dietbox.me/os-beneficios-de-uma-mastigacao-correta/](https://blog.dietbox.me/os-beneficios-de-uma-mastigacao-correta/)
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4. Cérebro demora 20 minutos para registrar que estômago está cheio. [http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2011/07/cerebro-demora-20-minutos-para-registrar-que-estomago-esta-cheio.html](http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2011/07/cerebro-demora-20-minutos-para-registrar-que-estomago-esta-cheio.html)
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5. Mudar de posição várias vezes indica sono agitado. [https://cuidadospelavida.com.br/cuidados-e-bem-estar/dormir-bem/sono-normal-mudar-de-posicao-dormindo](https://cuidadospelavida.com.br/cuidados-e-bem-estar/dormir-bem/sono-normal-mudar-de-posicao-dormindo)
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6. Vieira, D. C. L.; Carlos, G. A. A., Junior, J. I. F. [Low Cost Smartband to prevent COVID-19. IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS](https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/4410/890), COVID-19, VOL. XX, NO. X, SEPTEMBER 2020.
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<img src="http://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/ifal.png" height="100"> <img src="http://gitlab.devtag.com.br/davi/pulseira-covid19/-/raw/master/wiki/images/conif.png" height="100"> |
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