Objeto que pode se transformar em outro

A camuflagem óptica, mais conhecida por "invisibilidade", saltou das páginas dos livros de ficção científica e das telas de cinema para as pranchetas dos cientistas desde que surgiram as primeiras versões práticas dos metamateriais.

Metamateriais são compósitos cuja variedade de padrões estruturais cria propriedades eletromagnéticas muito mais ricas do que as propriedades dos materiais que são utilizados em sua fabricação.

Indo além da invisibilidade

A invisibilidade é criada utilizando-se essas propriedades inusitadas dos metamateriais para fazer com que as ondas de luz que incidem sobre um objeto percorram caminhos alternativos, fazendo parecer que o objeto não está lá, quando ele de fato está - para entender o mecanismo completo e ver quais são as limitações do mecanismo, veja a reportagem Invisibilidade: o que é fato científico e o que é ficção científica.

Os cientistas já estão na versão 2.0 dos seus "mantos da invisibilidade". Mas parecem querer ir bem mais longe do que isso.

Ilusionismo óptico

Recentemente, uma equipe da Universidade de Hong Kong descreveu a possibilidade teórica de se gerar a invisibilidade à distância. Segundo eles, tudo o que seria necessário seria construir o metamaterial com as propriedades eletromagnéticas adequadas.

Agora, a equipe do Dr. Yun Lai, a mesma que propôs a invisibilidade à distância, foi um passo além e descreveu como deve ser um metamaterial que transforme opticamente um material em outro, à distância, criando uma ilusão óptica.

Se já impressionou a invisibilidade ter saltado da ficção para a ciência, agora será a vez de qualquer forma de ilusionismo: você olhará para uma xícara e verá uma colher. Ou verá a entrada de um túnel onde existe tão-somente um muro sólido. E todos os vice-versas que se possa imaginar.

Óptica transformacional

Os pesquisadores utilizaram técnicas de óptica transformacional, na qual as equações de Maxwell explicam como o espaço se curva conforme as ondas de luz passam através dele.

O trabalho é teórico, mas poucos meses separaram a apresentação teórica da invisibilidade e os primeiros experimentos que a demonstraram na prática. Será uma questão de esperar um pouco para saber se a colher de fato existe ou não, Neo.

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Páginas da internet em braile

Pesquisadores da Unesp (Universidade Estadual Paulista) criaram um console em braille para permitir o acesso de deficientes visuais ao conteúdo de páginas da internet.

O objetivo da pesquisa, que está em andamento, é construir um dispositivo eletromecânico, reconfigurável em tempo real, capaz de exibir todos os diferentes sinais do alfabeto braille em uma matriz de pontos que se elevam e abaixam em uma superfície de referência.

Leitura em braille

A leitura e escrita de pessoas com deficiência visual se dá principalmente por meio do sistema inventado pelo francês Louis Braille (1809-1852). Trata-se de um alfabeto cujos caracteres se indicam por pontos em relevo, distinguidos por meio do tato.

A partir de seis pontos salientes é possível fazer 63 combinações para representar letras simples e acentuadas, pontuações, algarismos, sinais algébricos e notas musicais.

"Montados lado a lado em um teclado de leitura, os dispositivos se ligam a um processador capaz de ler um texto em uma tela comum de computador e o converter para os sinais braille", afirma o pesquisador José Márcio Machado, que está desenvolvendo o console em braille em conjunto com seu colega Mário Luiz Tronco, especialista em robótica.

Computação a serviço dos deficientes

O projeto está na fase de construção do hardware. Machado ressalta que o aparelho, chamado dispositivo anagliptográfico, não converte arquivos de texto em áudio, uma vez que já existem outros equipamentos capazes de fazer isso. "Não é do nosso conhecimento que existam no Brasil pesquisas para o desenvolvimento desse tipo de equipamento, mas sabemos que existem resultados na área de conversão de texto em voz", disse.

A tecnologia de computação tem tornado possível o rompimento das barreiras em relação aos portadores de deficiência visual. Antes, um texto extenso demorava horas para ser criado manualmente em braille. Hoje, o processo leva minutos com o uso de impressoras específicas para o sistema.

Por enquanto, o projeto envolve apenas a utilização de computadores de mesa (desktops). "A miniaturização para uso em unidades portáteis (como notebooks) dependerá de desenvolvimentos e investimentos futuros", disse Machado.

"Em uma etapa posterior, finalizados os testes com o protótipo, será possível determinar custos de produção em maior escala, mas as tecnologias envolvidas são todas acessíveis ao parque industrial do país", afirmou.

Figuras táteis

De acordo com o coordenador do projeto, o próximo passo será disponibilizar o dispositivo para testes com deficientes visuais. "Também pensamos em realizar uma generalização da ideia original para representar, por matrizes de pontos reconfiguráveis com maior dimensão, gráficos e figuras simples, que seriam reconhecidos pelo usuário também por via tátil. Isso seria muito importante, por exemplo, para o ensino de conceitos matemáticos avançados", apontou.

Em relação às limitações, Machado aponta que a principal é falta de mão de obra especializada, "que acaba reduzindo a velocidade dos desenvolvimentos". A possibilidade de registro de patente é uma questão a ser examinada quando a etapa de testes terminar.

O professor da Unesp conta que o grupo está elaborando um artigo para apresentação na Conference on Ecological Modelling, que será realizada em Xian, na China, em setembro.

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O súper rádio que imita o ouvido humano

Engenheiros do MIT inspiraram-se no ouvido humano para criar um super-rádio capaz de receber sinais de telefones celulares, Internet e televisão, além dos tradicionais sinais de rádio.

"Quanto mais eu olhava para o ouvido, mais eu me convencia de que ele é como um super-rádio com 3.500 canais paralelos," conta o pesquisador Rahul Sarpeshkar, que desenvolveu o equipamento juntamente com dois de seus orientandos.

Analisador de frequências

Ao imitar o funcionamento da cóclea, os pesquisadores conseguiram construir um rádio totalmente integrado em um chip. Por ser tão miniaturizado, ele consome pouquíssima energia, mesmo sendo, segundo seus criadores, o mais rápido analisador de radiofrequência já criado até hoje.

Os pesquisadores rapidamente requisitaram uma patente para o seu invento, de olho nas inúmeras possibilidades de aplicação da sua "cóclea artificial." Além de poder ser utilizado para captar sinais de várias faixas do espectro, como celular, Internet sem fios, FM e vários outros sinais, o aparelho poderá permitir a criação de uma nova arquitetura de rádio por software.

Versatilidade do ouvido humano

A cóclea biológica usa uma série de "truques" para converter as ondas sonoras em sinais elétricos, adequados para serem enviados para o cérebro, incluindo mecanismos fluídicos, piezoelétricos e de processamento neural de sinais.

Recentemente, um outro grupo de pesquisadores descobriu que o ouvido humano possui um motor elétrico biológico para amplificar os sons recebidos - veja Descoberto motor flexoelétrico no interior do ouvido humano.

Essa variedade de instrumentos dá uma grande versatilidade à cóclea humana, que consegue detectar sons de 100 até 10.000 Hz.

Um milhão de Hertz

Os pesquisadores foram ainda mais longe e construíram um chip que amplia essa variedade de sinais captados para uma faixa que se estende por um milhão de Hertz.

"Alguém que trabalha com rádio nunca iria pensar nisso, e alguém que trabalha só com a audição também não, mas quando você põe os dois juntos, cada um oferece insights para o outro," diz o pesquisador.

Cóclea artificial

O super-rádio, ou a cóclea artificial de radiofrequência, foi fabricado na forma de um chip que mede 1,5 mm por 3 mm. As ondas eletromagnéticas captadas passam por bobinas e capacitores que imitam os fluidos e as membranas da cóclea biológica.

A cóclea artificial é mais rápida do que qualquer outro analisador de espectro e consome 100 vezes menos energia do que seria necessária para a digitalização direta do toda a largura da banda que ela consegue captar.

Isto a torna perfeita para a construção de uma espécie de rádio cognitivo, que será capaz de captar uma grande gama de frequências e selecionar quais ela deseja receber.

Post it que nadaa.. escreva no ar!

É uma cena familiar em aeroportos, estações e até na rua. As mãos cheias, você sem muito tempo e surge algo que você precisa se lembrar, como o número de um telefone, o email de um amigo ou um endereço. O que fazer?

Em vez de confiar na memória, ou sair em busca de uma caneta e um papel, não seria muito mais conveniente escrever a mensagem no ar e ser capaz de recuperá-la mais tarde?

Acelerômetro vira caneta virtual

Isso agora é possível graças a estudantes da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, que usaram os acelerômetros incorporados nos telefones celulares mais modernos para criar um aplicativo que permite que o usuário escreva mensagens curtas no ar, usando o telefone como se fosse uma caneta virtual, e envia o texto para um endereço de email.

Acelerômetros são os componentes responsáveis por monitorar os movimentos do telefone, permitindo que a tela mude do modo retrato para o modo paisagem quando ele é girado. Esses componentes estão sempre ligados, de forma que não há sobrecarga adicional para que o telefone use o novo programa.

Escrevendo no ar com o celular

"Segurando o telefone como uma caneta você pode escrever mensagens curtas ou desenhar diagramas simples no ar. O acelerômetro converte os gestos em imagens, que podem ser enviados para qualquer email para consulta futura," explica Sandip Agrawal, que criou o programa, juntamente com seu colega Ionut Constandache.

"Também, imagine que você está na aula ou em uma palestra. Você será capaz de capturar uma foto de uma apresentação interessante e rapidamente fazer uma anotação sobre ela para referência futura. O potencial de uso é praticamente ilimitado," diz Constandache.

Do ar para o Twitter

Um desses usos possíveis é o envio de mensagens curtas pelo Twitter. "Nós estamos tentando deixar no passado a ideia de usar o teclado dos celulares. Muitas pessoas sentem-se desencorajados com os telefones atuais e suas teclas minúsculas. E esta frustação só vai crescer conforme os celulares ficam cada vez menores," diz Romit Roy Choudhury, que orientou os estudantes.

Escrever a mensagem no ar, usando apenas uma mão, parece ser muito mais atrativo para qualquer um.

À espera da versão 2.0

O aplicativo, chamado PhonePoint Pen, ainda tem alguns problemas a solucionar antes de chegar definitivamente ao mercado. Esta primeira versão exige que a pessoa faça pequenas pausas entre as letras escritas no ar. As letras escritas também devem ser grandes.

Mas os pesquisadores estão confiantes que isto não apenas será solucionado, como será possível viabilizar a escrita cursiva. Novas versões dos celulares, com acelerômetros ainda melhores, deverão facilitar a tarefa.

Carros do futuro

A depender da visão futurística de estudantes europeus, os fabricantes de motores e pneus podem começar a se preocupar. Em um evento realizado na Universidade de Delft, Holanda, os melhores projetos de veículos do futuro são impulsionados por magnetos de indução elétrica.

O projeto vencedor, de autoria de Maurits Kroese, exigirá uma via especial, uma pista magnética, onde um veículo com baixíssima resistência aerodinâmica "voará" sem queimar petróleo e sem emitir poluentes.

E voar não é exatamente um eufemismo. Sem atrito com o solo, o veículo batizado de IMP ("Induction Magnet Propelled vehicle"), teoricamente poderá viajar a 600 Km/h, com baixo nível de ruído e consumindo uma quantidade de energia ínfima.

Cápsulas

O projeto que tirou o segundo lugar também utiliza magnetos, mas com uma solução que o coloca mais próximo de uma realização prática - ainda que permaneça a algumas décadas de uma implantação efetiva.

Os veículos normais, já existentes, entram em uma espécie de cápsula, batizada de Projétil, que, com a ajuda dos magnetos, viaja a 500 Km/h em um sistema de túneis.

Por se parecer com um metrô do futuro, seus autores, Stefan Kaag e Maurice Boon, batizaram o projeto de Bulletway - "bullet" significa projétil ou cápsula e o termo "way" é herdado de "subway", o termo em inglês para metrô.

Conheça o notebook de plástico biodegradável

A empresa espanhola iUnika está prestes a colocar no mercado europeu um netbook diferente. Em primeiro lugar, pelo preço: o Gyy custará cerca de US$ 200. Em segundo, pelo hardware: em vez de um processador Intel Atom, Via Nano ou compatível, ele traz uma CPU de 400 MHz com baixo consumo de energia e alto desempenho produzida pela chinesa Ingenic e baseada na arquitetura MIPS - a mesma usada nos processadores do PlayStation, PlayStation 2, PSP, Nintendo 64 e estações de trabalho da finada Silicon Graphics.
Em terceiro lugar está o aspecto ecológico da máquina. Ela é feita com plástico biodegradável que "desaparece" em pouco tempo quando jogado no meio-ambiente. Além disso, o design da tampa prevê a instalação de painéis solares, que podem gerar energia adicional para suplementar a bateria, que tem autonomia estimada em quatro horas.
Como dá pra imaginar pelo preço, a ficha técnica não impressiona muito. O Gyy terá 128 MB de RAM, 1 GB de memória Flash, três portas USB, Wi-Fi, interface de rede Ethernet 10/100 e uma tela LCD de 8 polegadas, com resolução de 800 x 600 pixels. O tamanho é de 23 x 16 cm, com peso de apenas 700 gramas. O sistema operacional é o Linux.
A empresa não diz quando o netbook chegará ao mercado, nem se há planos de exportá-las. Mais informações no site oficial da iUnika, www.iunika.com, em espanhol.

Conheça a Interface cérebro-computador

O Hospital Geral de Massachusetts, nos Estados Unidos, começou a recrutar voluntários para testar um implante cerebral que permite a uma pessoa com paralisia dos membros (tetraplegia) e outras debilitações motoras graves controlar computadores e aparelhos e dispositivos robotizados.

Batizada de BrainGate, esta tecnologia promissora está sendo desenvolvida desde 2001. Em 2006, a FDA, órgão de saúde norte-americano, autorizou a realização do primeiro teste em um ser humano. Com o andamento das pesquisas, e com o avanço tecnológico incorporado na interface cérebro-computador, aquela entidade aprovou agora o teste em pacientes em larga escala.

Voluntários para chip cerebral

O hospital está recrutando pacientes (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00912041) voluntários para o teste. Serão aceitas inscrições de pessoas com tetraplegia, danos na medula espinhal, esclerose lateral amiotrófica, isquemia no tronco do encéfalo (Brain Stem Infarctions) e Síndrome do Encarceramento (ou Síndrome do Cérebro Encarcerado).

Pacientes saudáveis não serão aceitos.

Nas avaliações feitas até agora, o chip implantado no cérebro permitiu que animais de laboratório e pacientes controlassem braços robóticos, operassem programas de computador e dirigissem uma cadeira de rodas robotizada utilizando apenas os pensamentos.

Funcionamento do implante cerebral

O chip é implantado em uma parte do cérebro chamada córtex motor. A intenção da pessoa em mover um dos seus membros, ainda que a doença impeça que o membro obedeça a essa ordem, gera um sinal que pode ser captado e decodificado por um computador, sendo então usado para acionar um equipamento.

O chip capta esse sinal e o transmite para um computador por meio de uma conexão sem fios, usando uma espécie de antena, ligada ao chip cerebral e implantada do lado de fora do crânio do paciente.

O computador recebe e interpreta os sinais e aciona os equipamentos. Nos testes iniciais, a conexão era feita por fios e o paciente deveria ficar sempre conectado a um pedestal onde ficava o computador.

Reconexão nervosa

Os médicos esperam que os testes em um maior número de pacientes permitam o aprimoramento da coleta dos sinais cerebrais, que possivelmente variam de indivíduo para indivíduo.

A longo prazo, eles afirma que o conhecimento gerado pelo BrainGate poderá ajudar a controlar os próprios membros dos pacientes que foram "desconectados" do cérebro por diversas condições, como acidentes, paralisia ou danos na medula espinhal.

DNA "motorizado"..

As moléculas de DNA dispensam apresentações. Agora, além de sua importância para a vida e para todas as técnicas de manipulação genética desenvolvidas ao longo das últimas décadas, pesquisadores criaram uma forma de "motorizar" e dirigir essas moléculas, tornando-as agentes ativos que poderão ser movimentados conforme a necessidade e até funcionar de forma autônoma.

Medicamentos e computação biológica

O motor molecular que impulsiona as moléculas de DNA poderá ser utilizado para testar milhões de compostos químicos durante o desenvolvimento de medicamentos, viabilizando procedimentos que hoje não são feitos porque levariam até décadas para serem completados com os robôs disponíveis.

A técnica também poderá viabilizar o longamente sonhado campo da computação por DNA. em que as moléculas biológicas são utilizadas para fazer cálculos (veja Criado computador que utiliza DNA ao invés de transistores).

Motor molecular de DNA

O motor molecular é feito com o RNA polimerase, uma enzima utilizada para fazer cópias de moléculas de DNA. Na nova técnica, o RNA polimerase funciona como um sistema de propulsão que não apenas impulsiona, mas também dirige as moléculas de DNA, fazendo-as trilhar rotas específicas.

Quando a molécula de DNA é copiada pelo RNA polimerase, ela se move pelo espaço livre ao seu redor, como se fosse um pequeno submarino. O que os cientistas fizeram foi desenvolver uma técnica que torna esse movimento controlável.

Experimentos simultâneos

"Isto lança as bases para experimentos que se autoconfiguram e operam por conta própria," diz o Dr. David C. Schwartz, que coordenou a pesquisa. "Será possível projetar sistemas inteligentes para fazer bilhões de experimentos simultaneamente."

Todos os experimentos de genética feitos atualmente, além dos testes de compostos químicos no processo de desenvolvimento de novos medicamentos, são conduzidos por robôs, responsáveis por um trabalho repetitivo que, entre outras coisas, avalia continuamente um número gigantesco de possibilidades de reações entre compostos químicos.

Ao contrário dos robôs, que são muito úteis, mas apenas fazem o trabalho repetitivo, a nova pesquisa abre a possibilidade de criação de agentes inteligentes, capazes de tomar decisões a partir de impulsos externos e até evoluir.

Combustível e direção dos motores moleculares

As moléculas motorizadas são movimentadas por dois fatores que podem ser controlados externamente e em macroescala: o "combustível" - um nutriente químico que lhes fornece energia - e a temperatura da solução onde estão imersas.

Elas também podem ser guiadas para locais específicos ao longo de padrões geométricos em nanoescala, traçados sobre as placas de cultura, ou no interior de biochips.

A grande miniaturização da nova técnica permitirá a realização de ensaios em paralelo, e não apenas no formato serial feito pelos robôs, onde cada teste começa somente depois que o anterior terminou. Com isto, bilhões de experimentos poderão ser feitos no interior de um único biochip ou sobre uma placa de Petri especial.

Nanorrobôs

Os motores moleculares de DNA agora desenvolvidos na Universidade de Wisconsin, nos Estados Unidos, são diferentes dos motores moleculares desenvolvidos no início do ano passado embora possam ser usados em várias aplicações vislumbradas naquela pesquisa.