Carinhosamente apelidado de "laptop voador," o satélite reprogramável poderá passar, por exemplo, de um sensor de poluição atmosférica para um detector de asteroides que se aproximam da Terra.[Imagem: Universität Stuttgart]
A grande maioria das descobertas sobre o Universo foi feita por meio de sondas espaciais. E elas poderiam ser ainda melhores se fossem um pouco mais versáteis - uma vez lançadas, suas características não podem mais ser mudadas e cada sonda servirá unicamente à missão para a qual foi inicialmente projetada.
"Morphing"
Mas isto está para mudar. Toshinori Kuwahara, da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, idealizou um satélite artificial de testes que conterá um hardware que poderá ser totalmente reconfigurado no espaço, podendo desempenhar várias funções diferentes, fazendo pesquisas não previstas quando ele foi construído e lançado.
Batizado de "Laptop Voador," o satélite poderá passar, por exemplo, de um sensor de poluição atmosférica para um detector de asteroides que se aproximam da Terra.
O nome não se refere a um computador embutido no satélite, mas ao fato de que os computadores comuns são máquinas voltadas para múltiplas finalidades, dependendo dos programas instalados.
Múltiplos instrumentos científicos
O satélite conterá um grande conjunto de instrumentos científicos e sensores, incluindo câmeras, imageadores multiespectrais, câmeras de infravermelho, rastreadores de estrelas, receptores de GPS e até um radar de sensoriamento da superfície dos oceanos.
Para que esses equipamentos possam operar em conjunto - eles geralmente equipam satélites e sondas espaciais com finalidades muito diferentes - são necessárias diferentes configurações de hardware, capazes tanto de operar equipamentos tão diferentes quanto de processar os dados que eles coletam. É por essa dificuldade que as sondas espaciais e os satélites de pesquisa hoje são feitos para desempenhar apenas uma ou, no máximo, duas tarefas.
E aí que entra o hardware reconfigurável.
Hardware reconfigurável
Para construir o satélite multitarefa, Kuwahara irá utilizar microprocessadores chamados FPGA (Field-Programmable Gate Arrays), que contêm portas lógicas que podem ser conectadas e desconectadas por chaves programáveis.
Tudo o que é necessário fazer para que o satélite passe a ser capaz de desempenhar uma nova tarefa é alterar a configuração das conexões das portas lógicas, o que poderá ser feito à distância, transmitindo as instruções para o satélite depois que ele estiver em órbita.
Os processadores FPGA são muito sensíveis aos raios cósmicos, que podem alterar sua programação e causar erros. Para resolver o problema, o pesquisador planeja usar vários FPGA de reserva, vários deles fazendo a mesmo tarefa de forma redundante. Um programa se encarregará de verificar qual é o resultado correto, com menor probabilidade de conter erros.
Aluguel de satélites
Segundo o pesquisador, a grande vantagem dos satélites e sondas espaciais reprogramáveis será a possibilidade de alugá-los para vários grupos de cientistas, interessados em fazer pesquisas em áreas totalmente diferentes. Cada grupo precisará unicamente reprogramar a sonda para que ela faça o trabalho desejado.
O Laptop Voador pesará menos de 100 quilogramas e será alimentado por um painel solar de um metro quadrado. Seu lançamento está previsto para 2012.
Bibliografia:
FPGA-based operational concept and payload data processing for the Flying Laptop satellite
Toshinori Kuwahara, Felix Böhringera, Albert Falkea, Jens Eickhoffb, Felix Huberc, Hans-Peter Rösera
Acta Astronautica
Vol.: Article in Press
DOI: 10.1016/j.actaastro.2009.04.011
Telescópio Hubble fotografa choque de asteroide com Júpiter
O Novo Telescópio Hubble fez sua primeira imagem científica desde que ele recebeu um upgrade total pelos astronautas do ônibus espacial Atlantis, em Maio deste ano - veja Por que o Telescópio Espacial Hubble ainda não voltou a funcionar?.
Calibração do Hubble
O trabalho de calibragem e verificação do Hubble, previsto para durar até Setembro, foi interrompido para que ele pudesse fazer às pressas uma foto do impacto sofrido por Júpiter no último dia 19 de Julho - um fenômeno extremamente raro e que somente foi percebido graças ao trabalho do astrônomo amador Anthony Wesley.
Imagem do local do impacto de um asteroide em Júpiter, ocorrido no último dia 19 de Julho. [Imagem: NASA, ESA, and H. Hammel (Space Science Institute, Boulder, Colo.), and the Jupiter Impact Team]Os cientistas do Hubble acharam que, mesmo sem estar totalmente em forma, o telescópio mais famoso do mundo não poderia deixar de auxiliar no estudo do impacto. O resultado não decepcionou. A imagem capturada supera largamente todas as outras feitas na faixa da luz visível, mesmo com a sua câmera ainda descalibrada.
Detritos do impacto
A imagem foi capturada ontem, dia 23. A presença da nuvem de detritos na atmosfera de Júpiter dá uma dimensão do impacto, que se acredita ter sido feita por um cometa ou asteroide, com dimensões de centenas de metros, e que deve ter-se vaporizado ao atingir o planeta.
"A capacidade de imageamento verdadeiramente impressionante do Hubble revelou uma riqueza incrível de detalhes do local do impacto," disse Heidi Hammel, do Space Telescope Science Institute. "Combinando estas imagens com os nossos dados obtidos a partir do solo em outros comprimentos de onda, nós teremos um entendimento do que exatamente está acontecendo com os detritos gerados pelo impacto.
Evento de Tunguska
Os cientistas calculam que o objeto que se chocou com Júpiter tinha a dimensão equivalente a vários campos de futebol. A força da explosão foi milhares de vezes mais forte do que o cometa ou asteroide que se suspeita ter atingido a região de Tunguska, na Sibéria, em 1908.
O evento de Tunguska, por sua vez, gerou uma energia cerca de mil vezes superior à da bomba atômica que devastou Hiroshima, destruindo cerca de 80 milhões de árvores em uma área de 2.150 quilômetros quadrados.
Como serão as futuras interações entre humanos e androides?
Katie Kline - 27/07/2009
Será que as pessoas se sentirão mais ou menos confortáveis ao interagir com androides com uma aparência que permita que eles sejam confundidos com os humanos? Será que surgirão estereótipos e preconceitos contra os não-humanos?[Imagem: Tammy Green]
As relações humanas estão longe de serem perfeitas. Então, o que se pode esperar quando um terceiro elemento for adicionado à equação? Mais especificamente, uma versão metálica de nós mesmos?
Em um artigo publicado na revista científica Perspectives on Psychological Science, o psicólogo Neal J. Roese juntou-se ao cientista da computação Eyal Amir para tentar prever como serão as interações humano-androides daqui a 50 anos.
Os androides do futuro
Baseando-se no conhecimento das tecnologias atuais, os cientistas preveem que, dentro de 50 anos, os androides serão capazes de se expressar com vozes parecidas com as de um ser humano, identificar com precisão as palavras faladas, responder questões escritas, andar e correr com um movimento similar ao humano, mostrar expressões faciais realísticas e detectar as emoções das pessoas por meio de processamento visual.
Entretanto, mesmo com todos esses avanços, serão necessários bem mais do que 50 anos para que possamos ver androides com aspecto orgânico e agindo como humanos, como se vê nos filmes de ficção científica.
Por volta de 2060, os cientistas preveem que os androides continuarão incapazes de detectar vários aspectos da linguagem natural e de chegar a conclusões partindo de inputs visuais. Em resumo, os androides daqui a 50 anos serão capazes de ver, mas não de entender.
Uso de androides nas fábricas
O maior desafio para a inteligência artificial está na programação da chamada Teoria da Mente, a capacidade humana de processar a fala, as ações, as motivações e o estado emocional dos outros, sem esforço consciente.
Roese e Amir preveem que, em 2060, os androides serão usados para tarefas subalternas, como coletores de taxas e vendas de bilhetes, onde a presença de um não-humano é algo prático e não-ameaçador. Eles acreditam também que haverá uma mudança rumo ao uso de trabalhadores androides, similar ao que aconteceu com o uso de máquinas nas fábricas.
Interação entre humanos e androides
Os desafios psicológicos das interações humano-androides envolvem a ausência, nos androides, de funções humanas básicas, como a linguagem corporal, o contato olhos-nos-olhos e a coordenação do espaço pessoal, que poderão potencialmente deixar as pessoas constrangidas ao interagir com eles.
Os cientistas não veem, com base na tecnologia atual, perspectivas de que essas deficiências venham a ser sanadas nos próximos 50 anos.
Preconceitos contra os não-humanos
Mas será que as pessoas se sentirão mais ou menos confortáveis ao interagir com androides com uma aparência que permita que eles sejam confundidos com os humanos? Será que surgirão estereótipos e preconceitos contra os não-humanos?
A incapacidade de distinguir entre o que é humano e o que não é poderá causar confusão e medo no público, mesmo que estejamos criando os androides em nosso próprio benefício.
Roese e Amir concluem que os impactos psicológicos da interação humano-androide devem começar a ser considerados já, de forma a dirigir e moldar os esforços de desenvolvimento tecnológico para a construção futura de androides.
Bibliografia:
Human-Android Interaction in the Near and Distant Future
Neal J. Roese, Eyal Amir
Jul 2009
Vol.: 4 Issue 4, Pages 429 - 434
DOI: 10.1111/j.1745-6924.2009.01150.x
Descoberto processo que substitui dopagem na eletrônica
A conexão superficial das moléculas afeta a chamada voltagem-limite, necessária para criar uma rota condutora entre o emissor e o coletor (azul) e ligar o transístor. As moléculas dopantes influenciam a quantidade de portadoras de carga disponíveis dentro[Imagem: Rice University]
O silício sempre levou toda a fama, sendo considerado o elemento químico que viabilizou a eletrônica, os processadores, os computadores, e toda a tecnologia que veio a seguir.
Mas o silício faz muito pouco sozinho. Para viabilizar a tecnologia dos semicondutores é necessário fabricar os transistores, que são seus blocos fundamentais. E, para fabricar os transistores, o silício precisa receber quantidades minúsculas de outros elementos, em um processo chamado dopagem.
Dopagem eletrônica
A dopagem consiste na introdução de "impurezas" no silício cristalino para ajustar as propriedades dos componentes eletrônicos para as necessidades de funcionamento de cada componente em particular. A dopagem produz resultados mesmo quando um único átomo de boro, arsênio ou fósforo é adicionado a cada 100 milhões de átomos de silício.
Mas conforme os circuitos diminuem de tamanho, para que uma quantidade cada vez maior de transistores possa ser inserida na mesma área, e os chips não fiquem cada vez maiores, a dopagem começa a se tornar problemática.
"Quando o silício se torna realmente minúsculo, chegando à nanoescala, você passa a ter estruturas que têm essencialmente um volume muito pequeno," explica o professor James Tour, da Universidade de Rice, nos Estados Unidos.
"Você precisa colocar os átomos dopantes no silício para que ele funcione como um semicondutor mas, agora, os componentes são tão pequenos que você passa a ter heterogeneidades. Você pode ter alguns átomos dopantes a menos em um componente do que em outro, de forma que as irregularidades passam a ser significativas," explica o pesquisador.
Dopagem superficial
A solução descoberta pela equipe do professor Tour consiste em substituir a dopagem, que mescla os átomos dopantes no interior do silício, por uma monocamada molecular superficial - uma espécie de dopagem superficial.
A ligação das moléculas à superfície do silício, em vez de misturar os dois elementos, não apenas funciona em nanoescala, como funciona melhor do que a dopagem tradicional. E pode ser feita com precisão ao longo do processo produtivo, gerando componentes realmente homogêneos.
Eletrônica molecular a serviço do silício
A pesquisa demonstra um importante aspecto prático, mesclando a eletrônica molecular - considerada ainda uma tecnologia do futuro - com a tecnologia atual do silício.
"É difícil competir com algo que tem trilhões de dólares em investimentos e milhões de homens-horas investidos," diz o professor Tour referindo-se à atual indústria eletrônica. "Assim, nós decidimos que seria melhor trabalhar para complementar o silício, em vez de tentar suplantá-lo."
A introdução da monocamada superficial de moléculas dopantes pode ser feita por meio de um banho químico ou por evaporação, ambos processos largamente conhecidos e com equipamentos para fazê-los disponíveis comercialmente, o que deverá facilitar a adoção da nova tecnologia."
Bibliografia:
Controllable Molecular Modulation of Conductivity in Silicon-Based Devices
Tao He, David A. Corley, Meng Lu, Neil Halen Di Spigna, Jianli He, David P. Nackashi, Paul D. Franzon, James M. Tour
Journal of the American Chemical Society
July, 2009
Vol.: 131 (29), pp 10023-10030
DOI: 10.1021/ja9002537
Reciclagem de telas LCD produz material para uso médico
As telas de LCD, usadas em monitores de computador, TVs e telefones celulares, agora poderão ser recicladas, tanto para fabricação de novas telas LCD como para a produção de compostos úteis para uso na medicina.[Imagem: RSC]
As telas de LCD, usadas em monitores de computador, TVs e telefones celulares, agora poderão ser recicladas, tanto para fabricação de novas telas LCD como para a produção de compostos úteis para uso na medicina.
Um dos compostos utilizados na fabricação das telas LCD não provoca reações do sistema imunológico humano, o que o torna adequado para uso na biomedicina.
Como são feitas as telas LCD
As telas de LCD são compostas por duas camadas de vidro, no meio das quais é colocado um finíssimo filme de um material viscoso - o chamado cristal líquido. O material é uma mistura que contém de 15 a 20 compostos químicos diferentes.
Quando são descartadas, essas telas geralmente são incineradas e todos esses compostos são perdidos - da tela propriamente dita geralmente apenas o vidro é aproveitado. E isso quando o monitor inteiro não vai parar no aterro sanitário.
Reciclagem das telas LCD
Agora, a equipe do Dr. Avtar Matharu, da Universidade de Iorque, na Inglaterra, descobriu uma forma de reciclar as telas LCD e aproveitar todos os compostos químicos, sobretudo o álcool polivinílico (PVA PolyVinyl-Alcohol, um composto de grande interessa na medicina.
"Nós desenvolvemos uma tecnologia limpa e eficiente para recuperar o composto do cristal líquido a partir de telas de LCD descartadas. Uma vez recuperado, o composto pode ser reciclado para a fabricação de novas telas LCD ou a mistura pode ser separada em seus componentes individuais e comercializados diretamente," explica Matharu.
Para a reciclagem, o material extraído do interior das telas de cristal líquido é aquecido em uma solução aquosa no interior de um forno de microondas. Depois de esfriar e ser "lavado" em etanol, o produto final é o chamado PVA expandido, pronto para ser comercializado.
Biocompatibilidade do PVA
Os pesquisadores dedicaram especial atenção ao PVA devido às suas propriedades de biocompatibilidade. Depois de reciclado, o material pode ser utilizado na construção de suportes para o crescimento celular em laboratório ou para a regeneração de tecidos no corpo.
O PVA pode também ser utilizado em pílulas ou em medicamentos inovadores, chamados drogas inteligentes, nos quais nanopartículas devem ser acondicionadas no interior de materiais biocompatíveis para chegarem ao local preciso onde o medicamento deve ser aplicado, evitando efeitos colaterais danosos.
Bibliografia:
Expanding the potential for waste polyvinyl-alcohol
Andrew J. Hunt, Vitaly L. Budarin, Simon W. Breeden, Avtar S. Matharu, James H. Clark
Green Chemistry
July 2009
Vol.: 08 2009
DOI: 10.1039/b906607a
Equipamento transforma imagens em mapas sonoros tridimensionais
ICT Results - 28/07/2009
As imagens são captadas por filmadoras portáteis. Depois de analisadas, para calcular a distância de obstáculos e prever o movimento de carros e pessoas, um programa gera versões sonoras tridimensionais das imagens.[Imagem: Casblip]
O conceito é aparentemente simples e dois protótipos já foram testados com sucesso: um feixe de laser de baixa potência e câmeras de vídeo digitais tornaram-se os novos olhos de pessoas cegas, mostrando-lhes os objetos e o movimento ao seu redor.
Mapas acústicos tridimensionais
Pesquisadores da Universidade de Bristol, na Inglaterra, desenvolveram novos algoritmos e um poderoso sistema de processamento de imagens em tempo real capaz de identificar objetos e obstáculos, como árvores, veículos e pessoas.
O sistema usa imagens estéreo para criar um "mapa de profundidade" que permite o cálculo de distâncias. O sistema também pode analisar os objetos em movimento e prever para onde eles estão indo.
O processamento das imagens de fato não é tão inovador, mas como apresentar essa informação visual para uma pessoa cega? Entra em cena a tecnologia desenvolvida na Universidade de Laguna, na Espanha, que possibilita a transformação de informações espaciais em mapas acústicos tridimensionais.
Uma pessoa cega portando fones de ouvido pode então detectar como o som se altera à medida que ela se move pelo ambiente. O sistema de áudio estereofônico torna possível posicionar os sons de tal forma que o cérebro possa interpretá-los como um ponto no espaço.
Sensor de posicionamento da cabeça
Os sons tornam-se mais claros conforme a pessoa se aproxima dos objetos e mais difuso conforme se afasta. Os objetos à direita são ouvidos pela orelha direta e, se a pessoa move a cabeça, o som se reposiciona automaticamente. E, se alguma coisa está vindo em sua direção, será ouvido um som que avisa da aproximação do objeto, com um tom que alerta para que se possa sair do caminho.
As duas tecnologias foram condensadas em um único equipamento portátil, que contém ainda um giroscópio, chamado de sensor de posicionamento da cabeça, que detecta os movimentos que o usuário do equipamento faz com a cabeça. O sensor alimenta o sistema com essa informação para que o som possa ser reposicionado nos fones de ouvido em tempo real.
O equipamento foi testado com sucesso por pessoas cegas em vários ambientes reais, incluindo ruas movimentadas.
Óculos com laser
O primeiro protótipo usa um sensor a laser desenvolvido originalmente pela Siemens para detectar passageiros dentro de um carro. Ele é capaz de detectar a distância de objetos entre 0 e 5 metros, em um campo de visão de 60 graus. O laser fica montado dentro dos óculos e não pode ser visto pelas pessoas ao redor porque usa luz infravermelha.
A segunda versão do equipamento recebeu duas câmeras de vídeo digitais, colocadas uma de cada lado de um capacete. Esta versão é capaz de detectar objetos em movimento e prever sua rota.
Câmeras nos óculos
"Ainda há um bocado de trabalho para fazer antes que o equipamento possa ir para o mercado, especialmente para provar que o sistema é 100% confiável," diz Guillermo Peris-Fajarnés, que coordenou o projeto multi-institucional. "Você não pode se arriscar a errar enquanto um usuário está atravessando a rua. Mas agora nós sabemos que a tecnologia funciona."
Os pesquisadores já estão procurando parceiros na indústria para começar a testar o equipamento de forma a torná-lo viável comercialmente. Uma das melhorias necessárias, segundo Peris-Fajarnés, é miniaturizar o aparelho, se possível incluindo as câmeras nos óculos.
