Rede wireless a laser

Grande parte das residências e escritórios já conta com roteadores sem fio para distribuir os sinais de internet.

Logo, porém, um único aparelho poderá transmitir não apenas os dados dos computadores, mas também os sinais de telefonia, televisores de alta definição e rádio digital, aparelhos eletroeletrônicos - enfim, tudo o que for necessário para a chamada computação ubíqua, quando todos os dispositivos estarão interconectados em lares escritórios inteligentes.

Wireless de nova geração

A base dessa nova geração da tecnologia wireless foi lançada com o desenvolvimento de um dispositivo em miniatura capaz de converter pulsos de laser ultrarrápidos em sinais de radiofrequência - um passo essencial para tornar os fios algo verdadeiramente obsoleto nas comunicações.

"Certamente as ideias sobre os usos específicos da nossa tecnologia são futuristas e especulativos, mas nós vislumbramos uma única estação-base e tudo o mais sem fios," explica o Dr. Minghao Qi, da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos.

Ondas pulsantes

Normalmente, as ondas contínuas das transmissões convencionais de radiofrequência sofrem interferência e atenuação devido à reflexão nas paredes e nos objetos dentro de uma casa ou escritório.

A solução encontrada pelos pesquisadores foi substituir essas ondas contínuas por sinais pulsantes produzidos por um "gerador espectral" contido inteiramente dentro de um chip.

Cada pulso de laser dura cerca de 100 femtossegundos, ou um décimo de um trilionésimo de segundo. Dada a duração extremamente curta de cada pulso, o dispositivo torna-se capaz de transmitir dados extremamente rápido, na chamada banda ultra larga.

Esses pulsos são processados usando uma tecnologia chamada "onda óptica arbitrária", podendo ser utilizada tanto para transmitir quanto para receber sinais.

"Mas inicialmente a indústria irá comercializar dispositivos que só recebem sinais, para um tráfego de mão única, útil para televisores, projetores, monitores e impressoras," afirma Qi.

"Isso acontece porque a unidade de transmissão dos dados ainda é um tanto volumosa. Posteriormente, quando a unidade de envio de dados também for miniaturizada, poderemos desfrutar plenamente dos dois sentidos no tráfego de informações, permitindo a operação sem fio até dos discos rígidos dentro dos computadores," diz ele.

Janela de frequência

Para fazer a transmissão, o aparelho cria pulsos de laser com "formatos" específicos para demarcar seu começo e seu fim. Os pulsos são então convertidos em sinais de rádio com uma frequência de 60 gigahertz, uma "janela" ainda aberta no cada vez mais congestionado espectro de frequências.

Os microprocessadores tradicionais não conseguem transmitir dados em frequências tão altas por causa da temporização irregular com que seus transistores "abrem e fecham" para processar as informações.

Essa irregularidade na sincronização dos transistores não impede o funcionamento dos processadores porque eles operam em velocidade de "apenas" cerca de 3 gigahertz, mas impede totalmente o processamento adequado de sinais a 60 GHz.
Rede wireless a laser vai acabar com fios em casas e escritórios
Diagrama dos microrressonadores em anel, que fazem a conversão dos sinais ópticos em sinais de rádio. Da espessura de um fio de cabelo, esse dispositivo representa a miniaturização de uma mesa inteira repleta de lasers, espelhos e lentes. [Imagem: Minghao Qi]

Outra complicação é que os conversores digital-analógico necessários para converter a luz pulsante do laser em sinais de frequência de rádio não funcionam em frequências tão altas. A solução para esse problema até agora ocupava uma mesa antivibração, com vários metros quadrados, repleta de espelhos, lentes e outros componentes ópticos.

Agora, os pesquisadores miniaturizaram esta tecnologia o bastante para que o aparato inteiro caiba dentro em um chip de computador.

"Nós encolhemos milhares de vezes o tamanho da gigantesca instalação óptica," disse Qi.

Microrressonadores em anel

Os pesquisadores fabricaram minúsculos microrressonadores em anel, dispositivos que filtram certas frequências e permitem que outras passem. Uma série de microanéis foi combinada em um gerador espectral programável com 100 micrômetros de largura - mais ou menos a espessura de um fio de cabelo humano. Cada um dos microanéis tem cerca de 10 micrômetros de diâmetro.

A estação base de transmissão vislumbrada pelos pesquisadores seria uma espécie placa de expansão, que poderia ser inserida no slot de um computador.

O computador se encarregaria de todo o processamento das informações, um único ponto de contato para interagir com o restante dos dispositivos presentes no ambiente.

Contudo, alertam os pesquisadores, ainda levará pelo menos cinco anos para que a tecnologia esteja pronta para comercialização.

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Transporte aéreo pessoal num futuro próximo.

Transporte aéreo pessoal

A ideia de um meio de transporte aéreo pessoal é antiga, englobando conceitos de carros voadores e aviões pessoais até aparatos exóticos, como diversos tipos de mochilas voadoras, que nunca saíram da categoria de curiosidades.

Mas isso talvez agora possa mudar. O centro de pesquisas da União Europeia, um organismo multinacional que congrega os melhores cérebro do velho continente, decidiu apoiar um projeto chamado Sistema de Transporte Aéreo Pessoal, que adotou a sigla PPlane.

O consórcio, que recebeu um financiamento de €4,4 milhões, é liderado pela francesa Onera e inclui universidades e institutos de pesquisas de 11 países europeus.

Veículo aéreo

O objetivo do projeto é ambicioso: "um novo paradigma para o transporte aéreo, destinado a diminuir os congestionamentos e revolucionar o conceito de viagens."

Como um carro privado, o veículo aéreo PPlane pessoal deverá oferecer os benefícios da velocidade e da eficiência que só são possíveis quando o passageiro tem o veículo à sua inteira disposição para ir diretamente da origem ao destino, sem precisar dirigir-se a estações.

A proposta coloca ênfase no design ambientalmente responsável, incluindo baixos níveis de ruído e redução das emissões de gases, sistema de propulsão ecológico e eficiência energética.

Tirar carros de circulação

O maior objetivo a longo prazo é tirar carros de circulação, oferecendo em troca o conforto de uma viagem mais rápida, de um lado, e a sustentabilidade ambiental de outro.

"Os objetivos ambiciosos foram estabelecidos para proporcionar reduções drásticas de ruídos e emissões, um aumento significativo da eficiência de combustível, um nível de segurança comparável ao dos aviões convencionais e baixo custo," afirma José M. Martin Hernandez, coordenador do projeto.

O projeto PPlane tem três para apresentar seus resultados.

O encontro de dois mundos

Pesquisadores europeus inauguraram a mais avançada sala de realidade virtual do mundo, usando conceitos inéditos para mesclar o real e o virtual.

Dotada de sensores, sistemas de visualização e programas que vão muito além das atuais cavernas digitais, a sala está sendo chamada de Máquina de Indução de Experiências Sensoriais.

Seus objetivos vão desde o teste de novas ferramentas de visualização de experimentos científicos e simulação de equipamentos industriais, até o teste de novas interfaces e o controle de computadores por meio de impulsos cerebrais.

Misturando real e virtual

A Máquina de Indução de Experiências Sensoriais é uma sala contendo o suprassumo das pesquisas com realidade virtual. Seus ladrilhos sensíveis ao toque e as animações suaves e de altíssima definição ajudam a criar uma experiência virtual realmente envolvente e, como dizem os pesquisadores, uma experiência crível.

A construção da sala de realidade virtual é parte do projeto Presenccia, cujo objetivo é estudar o comportamento humano em um ambiente de realidade híbrida, que mescla real e virtual.

Demandas psicológicas do cérebro

Durante a construção da máquina de indução sensorial, o professor Paul Verschure e seus colegas da Universidade Fabra Pompeu, na Espanha, basearam-se em como o cérebro humano interpreta o mundo real. A partir desse conhecimento, eles partiram para desenvolver as tecnologias que atendam às demandas psicológicas do cérebro, de forma a criar uma experiência realmente envolvente.

Por exemplo, as animações dentro da sala não podem saltar de uma cena para outra, como acontece no cinema e na televisão - porque isto simplesmente não acontece no mundo real. Em vez disso, as animações devem constituir um fluxo contínuo de estímulos que satisfaçam adequadamente as expectativas de todos os observadores, independentemente de sua posição no interior da sala.

Computadores acionados pelo pensamento

O grupo, que envolve cientistas de mais de uma dezena de universidades europeias, está trabalhando também no desenvolvimento de um novo tipo de interface que não dependa de monitores, teclados e mouses.

Petar Horki, da Universidade Tecnológica de Graz, na Áustria, por exemplo, já consegue mover-se ao longo do ambiente virtual usando apenas o próprio pensamento.

Os sensores detectam sua atividade cerebral quando ele se imagina andando e o ambiente da sala reage em resposta ao seu "movimento". A aplicação mais imediata para essa técnica é no treinamento de pessoas com deficiências que tenham recebido implantes neurais e precisam aprender a usá-los. Uma sala virtual é o ambiente mais seguro e mais barato de oferecer esse treinamento.

A empresa austríaca g.tec está desenvolvendo sensores mais precisos para detectar intenções mais detalhadas e até palavras a partir da análise da atividade cerebral. Usando esses sensores, um usuário poderá digitar textos ou navegar sem a necessidade de um teclado ou mouse.

Os primeiros estudos e testes com os novos sensores mostram que cerca de 80% das pessoas são capazes de operar o sistema após 5 minutos de treinamento.

Enganando o cérebro

Outro foco das pesquisas conduzidas na sala de indução sensorial é na busca de um melhor entendimento sobre nós mesmos.

O coordenador do projeto Presenccia, Mel Slater, acredita que a habilidade para usar nossos corpos como fazemos no mundo real é uma característica chave para a criação de ambientes de realidade virtual realmente críveis, que façam as pessoas sentirem-se imersas no mundo virtual como se ele fosse real.

Os primeiros resultados indicam que o cérebro pode ser "enganado" facilmente quando a pessoa interage com um ambiente virtual que obedeça à escala humana, onde é possível e necessário virar a cabeça para olhar em volta, abaixar-se para pegar algo, enfim, onde se possa usar o corpo de forma natural. A regra parece ser: mantenha tudo na escala humana e nosso cérebro irá interpretar o ambiente como se ele fosse real.

Os pesquisadores afirmam que as novas ideias é que tornam a máquina de indução de sensações um equipamento único. A sala virtual poderá ser utilizada ainda para treinamentos simulados, jogos e até mesmo para uma nova geração de cinema interativo.

Conheça o navio vertical

Um arquiteto francês apresentou publicamente o protótipo daquele que deverá ser o primeiro navio vertical do mundo, possibilitando ao homem uma nova maneira de explorar o fundo do mar.

Jacques Rougerie, de 64 anos, afirmou que sua invenção, uma estação oceanográfica batizada de SeaOrbiter, será realidade "em um futuro próximo".

Estação oceanográfica móvel

Rougerie afirma já ter metade dos 35 milhões de euros necessários para a construção da estrutura, que, ao contrário das atuais estações submarinas, será móvel e poderá navegar pelos oceanos.

"Atualmente, os oceanógrafos só podem mergulhar por curtos períodos de tempo e depois têm de ser trazidos para a superfície. É como se fossem levados para a Amazônia e depois tirados de lá em um espaço de uma hora", comparou. "O SeaOrbiter vai oferecer uma presença móvel permanente com uma janela para tudo o que está abaixo da superfície do mar."

Navegação e comunicação

Segundo o projeto de Rougerie, a estação terá 51 metros de altura e contará com uma parte submersa e outra para fora da água.

Equipamentos de navegação e comunicação ficarão acima da superfície, juntamente com uma plataforma de observação.

Os cientistas viverão debaixo d'água e haverá uma plataforma pressurizada de onde mergulhadores poderão partir em missão.

O projeto conta ainda com a consultoria de Jean-Loup Chrétien, o primeiro astronauta da França, que está envolvido no design da estação.

Sistema anticolisão

O sistema anticolisão da estrutura é baseado no que é atualmente utilizado na Estação Espacial Internacional.

Rougerie, que dirige um carro-anfíbio, vive e trabalha em um barco e já passou 70 dias em uma expedição submarina, disse que as chances de o SeaOrbiter ser realmente construído "são de 90%".

Um grande estaleiro francês já assinou sua participação no projeto, que também ganhou o apoio do presidente francês, Nicolas Sarkozy.

Conheça a câmera digital com código aberto

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, estão criando uma câmera digital de código aberto, o que significa que qualquer interessado poderá construi-la e escrever novos programas de controle para que a câmera funcione em modos customizados, atendendo exigências de aplicações específicas e permitindo novas experimentações em fotografia.

Câmera digital open-source

Hoje, quando alguém compra uma câmera digital, deve operá-la segundo o programa de controle interno que vem instalado de fábrica. Nada de baixar plugins, instalar novos filtros ou criar novas funções para captura e manipulação das fotos.

Na nova câmera, ao contrário, todas as características básicas - foco, exposição, velocidade do obturador, disparo do flash etc. - são controladas por um programa que pode ser livremente alterado por qualquer programador. "A premissa do projeto é construir uma câmera que seja de código aberto," diz o professor Marc Levoy, que está coordenando o desenvolvimento da câmera de hardware e software livres.

Manipulação de fotografias

Batizado de Frankencamera, numa alusão ao Dr. Frankenstein e ao monte de equipamentos postos juntos no projeto, o equipamento terá um sistema operacional que poderá ser baixado livremente. Os desenvolvedores poderão tanto otimizar o sistema operacional da câmera quanto criar novos aplicativos para ela.

Será possível, por exemplo, experimentar novos ajustes e novas formas de respostas à luz e ao movimento, acrescentar funções para aplicações específicas, como a captura de imagens astronômicas, ou a criação de novos algoritmos para processar as imagens originais de formas inovadoras, como acontece hoje com os filtros de programas de manipulação fotográfica.

Segundo Andrew Adams, o responsável pela maior parte do trabalho de construção da Frankencamera, o seu sonho é que logo seja possível baixar aplicativos para a câmera digital open-source da mesma forma que os usuários do iPhone fazem hoje.

Fotografia computacional

No nascente campo da fotografia computacional, pesquisadores e aficionados usam bancadas com conjuntos ópticos, chips de imageamento, computadores e programas especializados para melhorar fotografias e fazer novos experimentos. Mas isto tem limitado o desenvolvimento da área, deixando-a restrita a pessoas com grandes conhecimentos técnicos e muito recursos.

O objetivo da Frankencamera é estender essa experimentação, levando-a para as fotografias de paisagens, esportes e estúdios em geral.

Uma das possibilidades de uso da Frankencamera é na extensão da chamada faixa dinâmica, a capacidade de usar várias condições de iluminação na mesma cena. Isto é feito hoje em laboratório, sobretudo para fotografar animais muito pequenos. Ao capturar imagens da mesma cena com diferentes tempos de exposição, torna-se possível combiná-las em uma nova imagem na qual cada pixel tem iluminação ótima.

Fotografias resultantes desse processo têm conquistado os melhores prêmios em fotografias de insetos, plantas e de estruturas nanotecnológicas. Embora os algoritmos para efetuar esses truques sejam bem conhecidos, nenhuma câmera digital comercial é capaz de fazer isso. A Frankencamara será.

Câmera Frankenstein

A Frankencamera de fato merece o nome. Ela foi construída com uma placa-mãe tudo-em-um da Texas, rodando Linux, dotada de uma pequena tela LCD. O processador digital de imagens foi retirado de um telefone celular Nokia N95 e as lentes vieram de uma máquina Canon velha. O corpo da máquina foi construído pelos pesquisadores.

Agora que o conceito está testado, o próximo passo da pesquisa será substituir as partes adaptadas por outras que possam ser compradas no comércio, de forma a facilitar a construção do equipamento pelos interessados. Os pesquisadores afirmam que deverão colocar o projeto inteiro na Internet dentro de aproximadamente um ano.

Cientistas descobrem o lugar mais calmo e limpo da Terra

Os cientistas australianos não estão preocupados com higiene ou com algum lugar perfeito para tirar umas férias. O que eles estão procurando é o lugar ideal para instalar uma nova geração de telescópios terrestres capazes de capturar imagens com um mínimo de interferência e até de rivalizar com os telescópios espaciais.

Para isso, eles precisam de um lugar que seja de fato calmo, sem muitos ventos, seco e não muito quente. Se o piscar das estrelas tem o seu valor para os poetas, esse efeito, que é induzido pela turbulência atmosférica, é um desastre para os astrônomos, borrando as imagens captadas pelos telescópios. Daí a necessidade de encontrar um local com um mínimo de turbulência atmosférica.

Paraíso na Terra dos Astrônomos

Utilizando dados de satélites artificiais, estações em terra e modelos climáticos, a equipe da Universidade de Nova Gales do Sul finalmente encontrou o "paraíso na Terra" para os Astrônomos.

O local é conhecido como Ridge A e está localizado no Planalto Antártico, quase no meio do continente gelado, a 4.053 metros de altitude. Um lugar que tem tudo para merecer o título de paraíso perdido: ele não é apenas um tanto remoto, mas particularmente frio e seco.

O local que, pelo que se saiba, nunca foi visitado por um ser humano, tem temperaturas médias anuais de -70°C e é tão seco que o conteúdo de água de toda a atmosfera acima dele tem a espessura menor do que a de um fio de cabelo humano. E, ao contrário da imagem tradicional que se tem da Antártica, o local está sujeito a pouquíssimos ventos.

Três vezes melhor

"As imagens astronômicas captadas do Ridge A deverão ser no mínimo três vezes mais precisas do que as feitas nos melhores pontos astronômicos utilizados hoje. Como o céu lá é muito escuro e seco, isto significa que um telescópio de tamanho modesto será tão poderoso quando o maior dos telescópios colocado em qualquer outro lugar da Terra," diz o Dr. Will Saunders, que liderou a busca pelo paraíso dos astrônomos.

Segundo o estudo, o melhor lugar para a instalação de um telescópio não é o ponto mais alto do planalto, chamado Domo A, mas um local a 150 quilômetros de distância, onde praticamente não há ventos e nem nevascas.

O local está dentro do chamado Território Antártico Australiano e a 144 quilômetros de distância do observatório robotizado internacional Plato e de um telescópio proposto pela China, conhecido como Kunlun.

Conheça os peixes robôs!

Um grupo de cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, acaba de apresentar uma série de robôs que nadam de forma semelhante à dos peixes, com agilidade e velocidade inéditas.

Fabricados para a exploração marinha, os robôs foram projetados para realizar manobras em espaços inviáveis para os veículos submarinos tradicionais.

Peixes-robôs patrulheiros

A ideia é construir peixes-robôs de baixo custo e com tamanhos variados, que seriam usados em grupos para inspecionar estruturas como tubulações de óleo ou gás, patrulhar portos, rios e lagos e auxiliar na identificação de poluentes, entre outras aplicações.

"Devido à grande resistência, [os peixes-robôs] seriam ideais como unidades de exploração para uso durante períodos extensos. Podemos, por exemplo, lançar vários e, mesmo que apenas uma pequena parte retorne, isso poderia representar o sucesso de uma missão sem ter que incorrer em uma grande perda de capital investido", disse Valdivia Alvarado, do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, um dos autores da pesquisa.

Peixes pequenos

Robôs em forma de peixe não são novos. Há 25 anos, outro grupo do MIT demonstrou o Robotuna ("atum robô"), com cerca de 1,2 metro de comprimento. Mas enquanto o Robotuna tinha 2.843 partes controladas por seis motores, os novos têm menos de 30 centímetros, um único motor e contam com dez partes móveis.

Uma das partes é o próprio corpo, que é flexível e protege as partes internas das variações climáticas e ambientais. O corpo é feito de polímeros macios, o que o torna capaz de realizar movimentos semelhantes aos de um peixe, ganhando impulso por meio da contração de "músculos" localizados nas laterais, gerando uma onda que passa da cabeça à cauda do robô.

A ideia original do projeto foi publicada no periódico Dynamic Systems Measurements and Control e um novo artigo com os modelos recém-construídos sairá em breve.

Peixe à prova d'água

Peixes são altamente capazes de se deslocar pelo ambiente em que vivem, podendo nadar em velocidades de até dez vezes o comprimento de seu corpo por segundo. Os peixes-robôs do MIT são capazes de nadar a cerca de uma vez o comprimento do corpo por segundo. Parece pouco, mas é muito mais rápido do que modelos anteriores.

O novo robô também é mais durável. Como seu revestimento não tem costura, não há chance de que a água entre e danifique os componentes interiores. O grupo tem protótipos com quatro anos de funcionamento que continuam operando sem problemas em tanques de teste.

Eliminando os fios

Os protótipos atuais precisam de uma fonte de energia de 2,5 a 5 watts, dependendo do tamanho. A eletricidade vem de uma fonte externa, transmitida por fios, mas os pesquisadores querem substituí-la em breve por baterias.

Ainda este ano o grupo pretende conseguir movimentos ainda mais complexos e testar protótipos de robôs que lembrem lagartos ou arraias. "O peixe foi uma demonstração da aplicação do conceito, mas queremos aplicar a tecnologia em outras formas de movimento, para que possa ser útil tanto na água como na terra ou no ar", disse Alvarado.

Conheça o simulador de voo das moscas!

Moscas são chatas e desagradáveis. Mas uma coisa é preciso admitir: elas são voadoras excepcionais - são rápidas, mudam de direção subitamente, pairam no ar, giram ao redor do próprio eixo durante o voo e conseguem pousar precisamente sem nenhuma desaceleração perceptível.

Inspirados nessas capacidades de voo e de manobras, e decididos a melhorar a capacidade visual dos robôs, cientistas da Universidade de Munique e do Instituto Max Planck, ambos na Alemanha, decidiram desvendar os segredos por trás dessas habilidades - afinal de contas, como é que o minúsculo cérebro de uma mosca consegue processar a multiplicidade de sinais e de imagens que chegam até ele a cada segundo?

Enquanto os robôs atuais têm dificuldades em navegar até mesmo entre objetos parados, as moscas são capazes de desviar de uma mão que tenta agarrá-las em uma fração de segundo. Os primeiros robôs que começam a ser dotados de capacidades comparáveis de velocidade de reação ainda são fixos e conseguem lidar tão-somente com objetos definidos.

 

Processamento visual

A destreza das moscas é possível graças a um processamento visual bastante superior ao humano. Enquanto um olho humano entende uma sequência de apenas 25 imagens por segundo como se fosse um movimento contínuo, uma mosca percebe até 100 imagens por segundo como imagens discretas, interpretando-as com rapidez suficiente para determinar precisamente sua posição no espaço e desviar-se de qualquer obstáculo, fixo ou em movimento.

Para testar suas hipóteses e serem capazes de simular o processamento de imagens com uma eficiência comparável ao do cérebro desses insetos, os cientistas decidiram criar uma ferramenta de pesquisa pouco usual: um simulador de voo para moscas.

Simulador de voo para moscas

Usando o simulador, os cientistas estão conseguindo acompanhar em tempo real o que acontece no cérebro das moscas enquanto elas estão voando. O objetivo da pesquisa é, uma vez descoberto o segredo de tamanho destreza no voo, colocar essas informações a serviço do homem, equipando robôs que se tornarão capazes de captar de forma independente o que está acontecendo no ambiente ao seu redor.

As câmeras digitais usadas como "olhos" dos robôs são capazes de captar uma quantidade enorme de imagens. Processá-las, contudo, é um desafio à parte.

Para descobrir como o cérebro das moscas faz isso, os cientistas construíram o simulador de voo para que as moscas voem como se estivessem em um ambiente natural, mas permanecendo o tempo todo presas. Desta foram, os cientistas podem acompanhar, por meio de eletrodos, o que está acontecendo em seu cérebro.

A mosca é inserida em uma espécie de ambiente imersivo, onde telas são utilizadas para mostrar imagens em movimento ao redor de uma sala repleta de obstáculos. O estímulo para que a mosca voe é dado por um fluxo de vento.

Campos de fluxo óptico

Segundo o professor Alexander Borst, os primeiros resultados mostram uma coisa claramente: a forma como as moscas processam as imagens captadas por seus olhos imóveis é totalmente diferente da forma como os humanos processamos os sinais visuais.

Os movimentos produzem os chamados "campos de fluxo óptico", que caracterizam tipos específicos de movimento. Quando a mosca se move para a frente, por exemplo, os objetos vão passando ao seu lado, enquanto os objetos à frente começam a parecer maiores. Objetos próximos parecem se mover diferentemente dos objetos distantes.

O primeiro passo que o cérebro da mosca deve dar é construir um modelo desses movimentos. A velocidade e a direção com que esses objetos parecem se mover à frente dos olhos da mosca gera, a cada instante, um padrão típico de vetores de movimento, o campo de fluxo óptico.

Em um segundo passo, o campo de fluxo é avaliado por uma estrutura de alto nível do centro visual do cérebro, a chamada placa lobular. Em cada hemisfério há apenas 60 nervos responsáveis por essa tarefa, cada um reagindo com intensidade específica quando se defronta com o padrão apropriado para ele.

Simulando o cérebro de uma mosca

Para fazer a análise dos campos de fluxo óptico, é importante que as informações sobre o movimento captados pelos dois olhos sejam integradas. Isso é feito por meio de uma conexão direta de neurônios, chamados células VS. Desta forma, a mosca obtém um dado preciso sobre sua posição e movimento.

O entendimento do papel preciso das células VS é destacado pelo professor Borst como um dos principais avanços da pesquisa.

Agora os pesquisadores vão começar a desenvolver pequenos robôs voadores cujo sistema de posicionamento e movimento em voo será controlado por um programa de computador projetado para replicar o que acontece no cérebro das moscas.

O objetivo de longo prazo da pesquisa é a criação de máquinas inteligentes ao menos no aspecto de movimento, que possam transitar entre as pessoas sem riscos para elas e nem para o robô.

Criado o menor laser do mundo

Uma fonte de luz laser é imprescindível para o funcionamento de circuitos nanofotônicos, que têm grande potencial para servir de base a tecnologias e computadores no futuro, onde os fótons substituirão os elétrons.

Mas os lasers atuais não podem ser fabricados com dimensões pequenas o suficiente para serem integrados no interior dos chips eletrônicos.

Pesquisadores norte-americanos acabam de superar esse obstáculo, ao conseguir construir pela primeira vez um novo tipo de laser, teorizado em 2003. Em vez de utilizarem os fótons que formam a luz, eles utilizaram nuvens de elétrons, conhecidas como plasmons de superfície, para criar pequenos dispositivos batizados como spasers.

A descoberta foi feita por cientistas das universidades de Purdue, Estadual de Norfolk e de Cornell, nos Estados Unidos.

Nanofotônica

A nanofotônica pode viabilizar, segundo os pesquisadores, uma série de avanços radicais, incluindo poderosas "hiperlentes" - resultando em sensores microscópios dez vezes mais poderosos do que os atuais e capazes de observar objetos tão pequenos quanto o DNA -, coletores solares mais eficientes ou computadores e produtos eletrônicos que utilizam a luz em vez de sinais eletrônicos para processar a informação.

"Nós demonstramos a viabilidade do componente mais crítico - o nanolaser - essencial para que a nanofotônica se torne uma aplicação tecnológica prática", disse um dos autores, Vladimir Shalaev, professor de Engenharia Elétrica e da Computação da Universidade de Purdue.

Nanolasers

Os nanolasers, construídos com base no novo spaser, criados pelos pesquisadores consistem em esferas de 44 nanômetros (bilionésimos de metro) de diâmetro. Mais de um milhão dessas esferas poderiam caber dentro de um único glóbulo vermelho.

A descoberta confirma o trabalho realizado pelos físicos David Bergman, da Universidade de Tel Aviv (Israel), e Mark Stockman, da Universidade Estadual da Geórgia (Estados Unidos), que propuseram o conceito de spaser em 2003.

"Esse trabalho representa um marco importante que pode vir a ser o início de uma revolução na nanofotônica, com aplicações em imageamento e sensores em escalas muito menores que o comprimento de onda da luz visível", disse Timothy Sands, diretor do Centro Birck de Nanotecnologia do Parque Tecnológico de Purdue.

Spasers

Os spasers contêm um núcleo de ouro envolto em uma câmara de material semelhante a vidro cheia com um corante verde. Quando uma luz é direcionada às esferas, plasmons gerados pelo núcleo de ouro são amplificados pelo corante. Os plasmons são então convertidos em fótons de luz visível, que são emitidos como um laser.

Spaser é uma sigla de surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation (amplificação de plasmon de superfície por emissão estimulada de radiação). Para atuar como lasers, os dispositivos exigem um sistema de retroalimentação que faz com que os plasmons de superfície oscilem para frente e para trás, de forma a ganhar força e serem emitidos como luz.

Os lasers convencionais são limitados em relação ao tamanho mínimo com que podem ser fabricados, porque, para os fótons, esse componente de retroalimentação, chamado ressonador óptico, precisa ter pelo menos a metade do tamanho do comprimento de onda da luz laser.

Os pesquisadores, no entanto, superaram esse obstáculo usando os plasmons de superfície no lugar dos fótons, o que lhes permitiu criar um ressonador de 44 nanômetros de diâmetro, ou com menos de um décimo do tamanho dos 530 nanômetros do comprimento da onda emitida pelo spaser.

Avanços futuros

"No momento em que vamos comemorar os 50 anos da invenção do laser, talvez tenhamos conseguido um avanço radical para as tecnologias laser", disse Shalev. O primeiro trabalho sobre laser foi publicado em 1960.

De acordo com os cientistas, trabalhos futuros poderão envolver a criação de um nanolaser com base em spasers que utiliza uma fonte elétrica em vez de uma fonte luminosa - o que iria tornar o dispositivo mais prático para aplicações em computadores e na indústria eletrônica.