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sábado, 31 de outubro de 2015

Na rua, na chuva, na fazenda: conheça a turbina eólica que vai aonde você for


Energia limpa, renovável e portátil: o Trinity traz bons ventos para quem sabe que o planeta está se esgotando (Foto: Divulgação)
ENERGIA LIMPA, RENOVÁVEL E PORTÁTIL: O TRINITY TRAZ BONS VENTOS PARA QUEM SABE QUE O PLANETA ESTÁ SE ESGOTANDO (FOTO: DIVULGAÇÃO)



Enquanto autoridades governamentais do mundo todo conduzem o debate sobre a renovação da matriz energética a passos de tartaruga, a população fica de mãos atadas, esperando o resultado de infinitos encontros, seminários, acordos etc. Nesse meio-tempo, podemos nos conformar com a lentidão da burocracia global ou ir fazendo a nossa parte. Para os que optam pela segunda opção, uma senhora novidade está a caminho.
O Trinity é uma turbina eólica portátil. A princípio são quatro modelos: 50W, 400W, 1.000W e 2.500W – o menos potente pesa 650 g, o mais chega a 19 kg.  O foco do dispositivo é a recarga de baterias de smarthpone, mas é bom que se diga que o modelo maior pode carregar um carro elétrico e até fornecer energia para sua casa. O aparelho precisa de ventos de no mínimo 6,5 km/h para começar a funcionar e o controle da turbina é feito através de um aplicativo no smartphone. Qualquer aparelho com entrada USB pode ser carregado pelo Trinity e a partir do modelo de 400W os eletrônicos podem ser carregados diretamente, da mesma maneira como fazemos com uma tomada.
O nome, que em português significa “trindade”, vem da estrutura do aparelho, composta por três pés e três pás giratórias. Toda a estrutura externa é feita de “material plástico durável”, segundo a Janulus, empresa dos EUA, responsável pelo desenvolvimento de diversos projetos de sustentabilidade e inovação, incluindo o Trinity. Apesar da companhia ser sediada em Minnesota, ela é formada por islandeses, país que historicamente investe muito em energias limpas.A expectativa é que o Trinity comece a ser comercializado ainda no primeiro semestre de 2016 a partir de 399 dólares. A meta do site de financiamento coletivo Kickstarter foi batida em menos de dois dias: a quantia solicitada era de 50 mil dólares e já foram arrecadados mais de 67 mil – também pudera, os criadores lembraram até de garantir que o dispositivo fosse à prova d´água.
Via Gizmag






sexta-feira, 30 de outubro de 2015

Bateria de ar-lítio em automóveis poderá rivalizar com gasolina

Por Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Bateria de ar-lítio em automóveis poderá rivalizar com gasolina
Esquema mostra a formação de hidróxido de lítio no eletrodo de grafeno na presença de iodeto de lítio. No carregamento, o iodeto é oxidado em iodo, que ajuda a remover o hidróxido de lítio e reformar o eletrodo. [Imagem: Tao Liu/Gabriella Bocchetti/Clare P. Grey]
Baterias de última geração

Um novo protótipo funcional de uma bateria de lítio-oxigênio - ou lítio-ar - renovou as esperanças de um avanço no campo das baterias
, mostrando como resolver vários dos problemas que têm limitado o desenvolvimento desses dispositivos promissores.
A bateria tem uma densidade de energia muito alta, tem 90% de eficiência e pode ser usada e recarregada mais de 2.000 vezes.
As baterias de lítio-oxigênio, ou lítio-ar, têm sido apontadas como as baterias "definitivas" devido à sua elevada densidade teórica de energia, que é pelo menos 10 vezes maior do que uma bateria de íons de lítio. Essa alta densidade de energia seria comparável à da gasolina, viabilizando carros elétricos de grande autonomia com baterias custando apenas 20% e igualmente pesando apenas 20% em relação às atuais.
Contudo, há vários desafios práticos que precisam ser vencidos antes que as baterias de lítio-ar tornem-se uma alternativa viável à gasolina e ao etanol, assim como acontece com outras tecnologias buscando "baterias de última geração" - como as baterias de lítio-silício, as microbateria, as baterias líquidas, as baterias de lítio-enxofre e até as baterias com vírus.
Química da bateria
Agora, pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, demonstraram como alguns desses obstáculos podem ser superados. Eles criaram um protótipo de uma bateria de ar-lítio que superou de longe todas as tentativas anteriores.
Tao Liu e Clare Grey usaram um eletrodo de carbono altamente poroso - formado, no limite, por folhas de grafeno - e aditivos que alteram as reações químicas que fazem a bateria funcionar, o que a tornou mais estável e mais eficiente.
Em protótipos anteriores, a formação de peróxido de lítio durante o descarregamento - o período em que a energia da bateria é usada - junta-se com uma série de outras reações indesejáveis que atacam o eletrólito e reduzem a eficiência global da bateria. Além disso, as partículas de descarga acabam entupindo os pequenos poros do eletrodo receptor.
Bateria de ar-lítio em automóveis poderá rivalizar com gasolina
Níveis progressivos de aumento mostrando a macroporosidade do eletrodo de óxido de grafeno. [Imagem: Tao Liu et al. - 10.1126/science.aac7730]
Para contornar estes problemas, Liu projetou sua bateria para produzir hidróxido de lítio (LiOH) em vez de peróxido de lítio (Li2O2). Um passo essencial foi a adição de iodeto de lítio como mediador, o que reduziu a resistência e reações químicas indesejáveis que chegavam a inutilizar a bateria, tornando-a muito mais estável após vários ciclos de carga e descarga.
Um outro avanço importante foi o uso de óxido de grafeno reduzido como eletrodo de recepção. Os poros maiores desse material permitiram uma maior captura dos cristais de descarga.
Bateria de ar-lítio prática
Estas melhorias, gerando alta eficiência e alta ciclagem, prometem acelerar o desenvolvimento de uma bateria de lítio-ar comercialmente viável.
No entanto, embora os resultados sejam promissores, os pesquisadores reconhecem que uma bateria de lítio-ar prática não deverá se tornar realidade antes de uma década de novos desenvolvimentos.
"O que conseguimos é um avanço significativo para esta tecnologia e indica áreas inteiramente novas de investigação - não resolvemos todos os problemas inerentes a esta química, mas nossos resultados mostram rotas rumo a um dispositivo prático," disse a professora Clare Grey, cuja equipe se destacou ao descobrir o mecanismo que faz as baterias de lítio eventualmente explodir.

Bibliografia:

Cycling Li-O2 batteries via LiOH formation and decomposition
Tao Liu, Michal Leskes, Wanjing Yu, Amy J. Moore, Lina Zhou, Paul M. Bayley, Gunwoo Kim, Clare P. Grey
Science
Vol.: 350, ISSUE 6260, 530-533
DOI: 10.1126/science.aac7730

quarta-feira, 28 de outubro de 2015

Os brasileiros que estão ajudando a fazer a Revolução Fotônica

Por Inovação Tecnológica

Os brasileiros que estão ajudando a fazer a
Este é primeiro processador de luz multiuso à base de silício, que deverá revolucionar todas as pesquisas rumo aos computadores quânticos.[Imagem: Universidade de Bristol]
Nanofotônica

Computadores, tablets, celulares e aparelhos eletrônicos em geral estão prestes a sofrer uma transformação movida pela luz.
Embora, na aparência, eles não deverão ser muito diferentes, seu funcionamento será mais rápido e consumirá menos energia elétrica graças a um novo conjunto de tecnologias que permite substituir a eletricidade pela luz dentro dos chips.
Novas tecnologias para manipular a luz na escala microscópica já estão permitindo a construção dos primeiros chips nanofotônicos de silício.
Assim como os chips de silício convencionais, os nanofotônicos são feitos de peças eletrônicas microscópicas.
Os brasileiros que estão ajudando a fazer a
O professor Gustavo Wiederhecker participou da equipe que construiu um nanorrelógio de luz e silício, uma ferramenta essencial no interior dos circuitos fotônicos. [Imagem: Zhang et al.]
A diferença crucial dos chips nanofotônicos em relação aos atuais chips de silício é que, em vez de serem integrados por circuitos de fios metálicos, responsáveis por transmitir os sinais elétricos, os componentes do novo chip se comunicam por meio de sinais de luz - mais especificamente, de luz laser. A vantagem dos sinais luminosos sobre os elétricos é transportar mais informação mais rapidamente. Nos chips nanofotônicos, a troca de informações deve ocorrer quase sem a conversão de energia elétrica em calor.
Chips com elementos nanofotônicos já fazem parte dos programas de pesquisa de multinacionais da área de eletrônica e existem vários na fase de protótipos. Quando estiverem prontos para serem comercializados, deverão beneficiar, no início, supercomputadores dos principais centros de dados do mundo.
"Há ainda problemas de física básica e de engenharia para resolver," explica o professor Gustavo Wiederhecker, físico da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) que estuda a interação da luz com materiais nanométricos. "Mas, em algum momento, o custo de produção vai baixar e a nanofotônica poderá entrar no cotidiano das pessoas."
Os brasileiros que estão ajudando a fazer a
O professor Paulo Nussenzveig participou do trabalho que mostrou a possibilidade de criar um "campo magnético" para a luz. [Imagem: Lawrence D. Tzuang et al. - 10.1038/nphoton.2014.177]
Laser no chip
"Os avanços recentes da nanofotônica são impressionantes, mas nada disso é tão revolucionário quanto o laser," explica Paulo Nussenzveig, físico da Universidade de São Paulo (USP) e especialista em óptica quântica.
Tentando explorar fenômenos quânticos da luz em chips nanofotônicos, Nussenzveig colabora desde 2012 com a equipe da professora Michal Lipson, da Universidade Colúmbia, Estados Unidos, uma das mais produtivas no campo doscircuitos de luz e computadores fotônicos.
No ano passado, o grupo publicou um artigo na revista Nature Photonics demonstrando como um efeito magnético quântico poderia ser usado para guiar a luz por um canal microscópico em um chip de silício. "O laser foi a mudança de paradigma que permitiu o desenvolvimento de todas as tecnologias que o seguiram", diz Nussenzveig.
Os brasileiros que estão ajudando a fazer a
Três pesquisadores brasileiros participaram da criação de um diodo de luz dentro de um chip de silício. [Imagem: ITA/DCTA]
Fotônica na Medicina
Os pesquisadores estimam que a integração microscópica da eletrônica com o laser permitirá a miniaturização também de equipamentos que usam a luz para exames médicos e análises químicas. Atualmente, a maioria desses aparelhos é utilizada em laboratórios, mas o uso de chips fotônicos combinados a outras tecnologias pode permitir o desenvolvimento de equipamentos mais baratos e portáteis, que possam ser transportados para qualquer lugar.
"Alguns obstáculos ainda impedem que essa tecnologia se torne realidade, mas eles vêm sendo contornados rapidamente," avalia Vilson R. Almeida, pesquisador que estuda aplicações da fotônica em sensoriamento biológico e aeroespacial no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e no Instituto de Estudos Avançados (IEAv).
Almeida e mais dois brasileiros participaram de uma equipe internacional que desenvolveu um componente capaz de transmitir luz em apenas uma direção - um diodo óptico. O trabalho foi capa da revista Nature Materials, em 2013.
Um desses obstáculos, Almeida explica, é o uso do silício como base dos chips eletrônicos e fotônicos comerciais. Apesar de transmitir bem a luz, o silício não gera nem detecta luz de modo eficiente. "Já se demonstrou que existem soluções como o uso de materiais híbridos, que estão sendo aperfeiçoados e devem se tornar disponíveis comercialmente em até três anos," prevê. Mais recentemente, a descoberta de uma nova propriedade fotônica no silício trouxe mais entusiasmo à área.
Os brasileiros que estão ajudando a fazer a
O professor Lázaro Padilha ajudou a criar um LED 40 vezes mais eficiente usando pontos quânticos. [Imagem: Wan Ki Bae et al./NatComm]
Células solares e LEDs
Um dos nanomateriais mais promissores a serem integrados aos chips nanofotônicos de silício são os chamados pontos quânticos, especialidade do físico Lázaro Padilha, da Unicamp, que ajudou a criar um LED 40 vezes mais eficiente.
Pontos quânticos são pequenos grãos, com menos de 10 nanômetros de diâmetro, feitos de diversos materiais semicondutores. Ajustando o tamanho e as propriedades do material de que são feitos, os pontos quânticos podem transformar eletricidade em luz e funcionar como potentes lâmpadas de LED microscópicas - monitores de telas planas de altíssima resolução feitos de pontos quânticos foram lançados recentemente pela indústria eletrônica.

Fazendo outros ajustes, os pontos quânticos também podem realizar a operação inversa: transformar luz em eletricidade, funcionando como minúsculos painéis solares. "Costumo dizer aos meus estudantes que a célula solar e o LED são o mesmo animal, mas de ponta-cabeça", diz Padilha. "Daqui a 20 ou 30 anos, o telhado e as janelas das casas, o capô dos carros, tudo será coberto por uma camada de materiais que funcionarão como painéis solares microscópicos de alta eficiência, convertendo a luz do sol em energia elétrica".

domingo, 25 de outubro de 2015

Laser de túlio: medicina, meio ambiente e indústria

Por Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Laser de túlio com aplicações medicinais
O laser de fibra óptica dopada com túlio tem aplicações no campo da medicina, do meio ambiente e da indústria. [Imagem: Alban Kakulya/EPFL]
Laser de dois micrômetros

Quando o assunto é o comprimento de onda da luz, meio micrômetro - ou 500 nanômetros, ou 0,0000005 metro - pode abrir uma nova fronteira de aplicações tecnológicas.
Os lasers usados nas comunicações por fibras ópticas, por exemplo, totalmente miniaturizados e altamente eficientes, têm comprimento de onda de 1,55 micrômetro.
Mas ninguém havia conseguido fazer um laser miniaturizado de 2 micrômetros - um que não dependesse de um equipamento enorme, caro, pesado e desajeitado, como os atuais, impraticáveis para a maioria das aplicações práticas.
Ocorre que basta esta pequena diferença no comprimento de onda - de 1,55 para 2 micrômetros - para que os lasers tenham novas aplicações no campo da medicina, do meio ambiente e da indústria.
Laser de túlio
O desafio foi vencido por Svyatoslav Kharitonov e Camille-Sophie Brès, da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, que conseguiram eliminar o isolador, o componente grande e caro usado nas versões atuais, responsável por fazer a luz circular em uma única direção até ser amplificada o suficiente para a emissão laser.
Para isso, a dupla dopou a fibra óptica com o elemento túlio, o que permitiu uma nova forma de conexão. "Nós construímos uma espécie de desvio que redireciona a luz que está indo na direção errada, colocando-a de volta na trilha," explica Kharitonov.
Além de esta técnica ser muito mais simples e mais barata, como a luz interage apenas consigo mesma - e não mais com o isolador - a qualidade do laser produzido é muito superior à das versões atuais.
Lasers medicinais
Já existem vários lasers baseados na transição radiativa do túlio - e também do elemento ólmio - com aplicações médicas, e este avanço deverá ampliar ainda mais esses usos.
Basta esse aumento de 0,450 micrômetro no comprimento de onda para que o laser seja absorvido pelas moléculas de água, que são as maiores constituintes dos tecidos humanos.
Assim, um laser de 2 micrômetros é a solução longamente esperada para cirurgias de alta precisão, onde bisturis a laser serão capazes de fazer incisões em áreas muito pequenas e sem penetrar profundamente nos tecidos.
O equipamento também deverá ser muito útil na coleta de dados meteorológicos e de poluentes a grandes distâncias através do ar, além de ser altamente eficaz no tratamento de vários materiais industriais.

Bibliografia:

Isolator-free unidirectional thulium-doped fiber laser
Svyatoslav Kharitonov and Camille-Sophie Brès
Light: Science and Applications
Vol.: 4, e340
DOI: 10.1038/lsa.2015.113

quinta-feira, 22 de outubro de 2015

Brasileiros ajudam a criar telas biodegradáveis para celular

Por Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Brasileiros ajudam a criar telas biodegradáveis para celular
Os nanotubos de proteína otimizam o funcionamento dos OLEDs, os LEDs orgânicos. [Imagem: Universidade de Missouri]
Telas biodegradáveis
Pesquisadores brasileiros e norte-americanos deram um passo importante rumo à criação de componentes biodegradáveis para a fabricação de telas de celulares, tablets e computadores.
"Esta descoberta cria a primeira camada ativa biodegradável em eletrônica orgânica, significando que, em princípio, nós poderemos atingir uma biodegradabilidade integral," disse o professor Suchismita Guha, da Universidade de Missouri, nos EUA.
Fazem parte da equipe os brasileiros Wendel Alves e Thiago Cipriano, da Universidade Federal do ABC (UFABC), e Eudes Fileti, da USP.
Usando peptídeos - ou proteínas - a equipe conseguiu demonstrar que, devidamente combinadas com um polímero emissor de luz azul (OLED), é possível criar as estruturas principais das telas usadas em celulares e tablets.
Biodegradabilidade
Os peptídeos se auto-organizam para formar nanotubos para coletar e dirigir a luz, permitindo ainda o uso de uma quantidade significativamente menor do material que forma o OLED (LED orgânico) - conforme demonstrações anteriores, a nanotecnologia permitiu melhorar o brilho dos LEDs orgânicos em 400%.
Usar menos polímero emissor de luz para criar a mesma intensidade de luz azul significa que os nanocompósitos atingem quase 85% de biodegradabilidade, algo essencial na medida em que os usuários estão trocando seus celulares a cada 22 meses, em média.
"Combinando os semicondutores orgânicos com nanomateriais, conseguimos criar a luz azul necessária para uma tela. No entanto, a fim de fazer uma tela viável para um telefone celular ou outros monitores, vamos precisar alcançar um sucesso similar com polímeros emissores de luz vermelha e verde," ressalva o professor Guha.

Bibliografia:

Self-Assembled Peptide-Polyfluorene Nanocomposites for Biodegradable Organic Electronics
Soma Khanra, Thiago Cipriano, Thomas Lam, Tommi A. White, Eudes E. Fileti, Wendel A. Alves, Suchismita Guha
Advanced Materials Interfaces
Vol.: 2 (14)
DOI: 10.1002/admi.201500265
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admi.201500265/abstract

domingo, 18 de outubro de 2015

'Peixes-robôs' substituem mergulhadores em obra na Itália

Guilherme Aquino

Veja quanta energia solar você pode gerar (e quanto ganharia com isso)

Por Instituto de engenharia com informações de OUTRA CIDADE

Publicado em 16 de outubro de 2015



O que é? O incentivo fiscal é uma das formas de promover a produção de energia limpa nos imóveis. Em 7 de outubro, o governo federal decretou que os consumidores que produzem uma parcela da energia que usam estão isentos do PIS-Cofins, um imposto cobrado na conta de luz. Aqui você fica sabendo o quanto isso desonera quem produz energia e quais as ferramentas disponíveis para calcular os custos e a economia gerada pela produção autônoma por meio de painéis solares. 

Minha casa, meu teto solar 

A energia foi um recurso determinante para o crescimento das grandes cidades e nós já abordamos essa relação entre núcleos urbanos e quilowatts aqui no Outra Cidade. A produção descentralizada de energia limpa é uma das alternativas para tornar os espaços urbanos menos vulneráveis a falhas no complexo sistema de distribuição que transporta esse recurso das usinas para o consumidor final. A possibilidade de ampliar o número de pequenos produtores é um passo importante para tornar os municípios mais sustentáveis e menos dependentes desses sistemas. A desoneração de um imposto é pequeno passo rumo a autonomia energética, mas não deixa de nos aproximar de um futuro com mais energia “caseira”. 

O pagamento dos tributos PIS- Cofins sobre energia elétrica equivalia a ceder 10% da energia produzida em casa para o fisco. Somado ao Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS), a proporção desses impostos sobre a produção autônoma era de 30%. O governo federal aboliu a cobrança do PIS-Cofins, mas cabe aos governos estaduais determinar que os pequenos geradores também se tornem isentos do ICMS. 

Em abril, uma mudança no convênio que determina a cobrança de ICMS sobre os pequenos produtores permitiu que os estados tornassem essas pessoas isentas da taxa. O convênio modificado ganhou a adesão dos estados de São Paulo, Pernambuco, Goiás, Rio Grande do Norte e Minas Gerais, enquanto outros optaram por continuar cobrando o tributo. 

Segundo dados da Empresa de Pesquisa Energética (EPE) se todos os estados optassem pela desoneração do ICMS sobre a conta de quem produz parte de sua própria energia, o país teria 55% a mais de sistemas instalados em 2023 em comparação a um cenário no qual continuasse valendo o convênio anterior. 

Ser ou não ser um pequeno gerador 

Se você se animou com a isenção da taxa PIS-Cofins e está pensando em começar a produzir pelo menos um pouco da energia que consome, algumas ferramentas podem te ajudar a calcular se vale a pena bancar a instalação de painéis solares. Uma delas é o Solariza, que mapeia colaborativamente o potencial de produção de energia solar no país.

Usando as imagens de satélite do Google Maps, o Solariza permite que você escolha um imóvel e calcule a porcentagem útil do telhado, o potencial de geração de energia, o custo do sistema e quanto dinheiro seria possível economizar durante a sua vida útil, estimada em 25 anos. Como o objetivo 6 milhões de residências nas quais quilowatts poderiam ser produzidos de maneira limpa, o site funciona como um game, você estima a produção de uma construção e se torna um “solarizador”. Quem acumular mais telhados “solarizados” ganha os painéis e o serviço de instalação dos mesmos em sua residência. 

O número de 6 milhões de casas foi escolhido porque elas teriam o potencial de produzir juntas a mesma quantidade de energia das usinas termelétricas de Piratininga (SP), Candiota (RS), e as usinas nucleares Angra 1 e 2. Logo, elas poderiam produzir de maneira limpa e descentralizada o que as usinas produzem de forma suja e concentrada. 

O calculo feito pelo Solariza não considera fatores externos como árvores e nuvens que podem fazer sombra sobre os painéis fotovoltaicos. Logo, a estimativa resultante dos cálculos feitos pela ferramenta pode representar variações para mais ou para menos em relação a quantidade de energia que seria produzida pelo sistema instalado. 

Medições mais precisas são feitas pelo Google Sunroof, por exemplo, que também ajuda a estimar quanta energia poderia ser produzida no topo dos imóveis usando o sol como fonte. Por meio da modelagem 3D, o site calcula quanto espaço o telhado possui para a instalação dos painéis solares. Outros dados analisados são: a posição do sol ao longo do ano, o tipo de cobertura nublada e a temperatura usual da vizinhança. Além disso, o mapeamento considera a quantidade de sombra resultante das construções próximas.

A quantidade de elementos levados em conta resulta em um cálculo mais preciso, mas atualmente a ferramenta só está disponível para as cidades americanas de Boston, San Francisco e Fresno. Nesses municípios, a incidência de raios solares não é tão abundante quanto aqui no Brasil e as chances das casas não recebam luz suficiente para compensar a instalação do sistema são maiores. Considerando todos esses fatores, é feita uma estimativa do número de horas aproveitáveis de luz do sol que o telhado selecionado terá durante o ano. O Google tem planos de expandir o Sunroof para que esses cálculos possam em todo o território dos Estados Unidos. 

A conta de luz x conta do painel solar 




Linhas especiais de crédito, liberação do uso do fundo de garantia e leis que determinem a instalação de painéis solares em novas construções são algumas das formas possíveis de transformar o potencial brasileiro de produção de energia solar em lâmpadas acesas, celulares carregados e banhos quentes. Ainda assim, a desoneração é um bom começo para incentivar proprietários de imóveis a se tornarem pequenos geradores aumentando a autonomia, diminuindo os custos e reduzindo o impacto ambiental para produção da energia elétrica.

Pele artificial ativa células cerebrais

Por Inovação tecnológica

Pele artificial ativa diretamente células cerebrais
A "pele artificial" são os pequenos retângulos colados na ponta dos dedos da mão robótica. [Imagem: Bao Research Group/Stanford]
Pele sintética

O grupo da professora
 Zhenan Bao, da Universidade de Stanford, vem aprimorando sensores orgânicos há vários anos, que permitiram construir uma pele eletrônica tão sensível quanto a pele humana.
Agora eles usaram esses circuitos orgânicos flexíveis em conjunto com sensores de pressão especializados para criar um "mecanorreceptor", uma pele artificial capaz de sentir a força de objetos estáticos.
Mais do que isso, a equipe conseguiu transferir os sinais sensoriais recebidos pela pele artificial para células neurais retiradas do cérebro de camundongos (in vitro), utilizando a optogenética.
Isso traz novas esperanças para muitas pessoas que usam próteses, que sonham com um equipamento que lhes permita sentir sensações em seus membros artificiais.
"Nós temos um monte de trabalho a fazer para tirar isto do nível experimental para as aplicações práticas. Mas, depois de passar muitos anos neste trabalho, eu agora vejo um caminho claro por onde podemos levar a nossa pele artificial," disse a professora Bao.
Optogenética
Para criar a pele artificial, a equipe desenvolveu um circuito especializado feito com materiais orgânicos flexíveis, que traduz a pressão estática em sinais digitais que dependem de quanta força mecânica é aplicada.
Um dos desafios foi criar sensores que pudessem sentir a mesma gama de pressões que os seres humanos. A solução foi encontrada em nanotubos de carbono moldados em microestruturas piramidais, que são particularmente eficazes em tunelar os sinais do campo elétrico gerado pelos objetos para o eletrodo de recepção, de uma forma que maximiza a sensibilidade.

Outro desafio foi transferir o sinal digital da pele artificial para os neurônios corticais do camundongo, uma vez que as proteínas sensíveis à luz normalmente utilizadas em optogenética não estimulam disparos neurais de duração suficiente para que estes sinais digitais sejam detectados. A solução foi desenvolver novas proteínas capazes de acomodar intervalos de estimulação mais longos.

domingo, 11 de outubro de 2015

Desafios e oportunidades do "ecossistema inteligente"

Por Inovação Tecnológica


Esse esperado "ecossistema inteligente" já está começando a tomar forma dentro das fábricas, mas, com a Internet das Coisas 
ampliando seu alcance, os aparelhos de consumo também estarão integrados, equipados com sensores para coleta de dados em tempo real e conectados à internet. Caminhamos em direção a um mundo em que não apenas telefones, tablets e televisores, mas toda a casa, os veículos, as indústrias, as fazendas, os dispositivos médicos e tudo aquilo que nos cerca serão um pouco mais "espertos" - com alguma inteligência embutida.
Pesquisadores do Brasil e da Alemanha reuniram-se em São Paulo na última semana de setembro para discutir os impactos das novas tecnologias na forma como vivemos e trabalhamos, bem como os riscos e as implicações do compartilhamento de dados pessoais no ciberespaço.
Quarta Revolução Industrial
Segundo Reiner Anderl, professor da Universidade Técnica de Darmstadt, na Alemanha, estamos vivendo atualmente o período da quarta revolução industrial. "É o surgimento da indústria 4.0 e, com ela, de novas cadeias de valor e novos modelos de negócio", afirmou.
Desafios e oportunidades do
Depois da computação pessoal, agora chegou a vez da "produção pessoal", viabilizando a criação de fábricas domésticas. [Imagem: Cortesia Justin Plichta/Universidade Tecnológica de Michigan]
De acordo com Anderl, a primeira revolução industrial do século 19 baseou-se na invenção do tear mecânico e no uso da energia a vapor. No início do século 20 veio a segunda onda, com a introdução da linha de montagem e da produção em massa. A terceira teve início na década de 1970 com a automação da produção e a tecnologia da informação (TI).
A quarta revolução industrial, algumas vezes chamada também de Segunda Revolução Digital, está baseada no chamado sistema ciberfísico.
"Ele pode ser definido por dois principais aspectos. Um é tornar os sistemas físicos mais inteligentes, equipando-os com sensores e acesso à internet, permitindo conectividade e comunicação. Outro é tornar as simulações das funcionalidades, ou seja, o virtual, muito mais realista," explicou Anderl.
Na indústria 4.0, o grande volume de dados coletados o tempo todo pelas máquinas é enviado para a nuvem, onde é monitorado e avaliado por programas especialistas. Nas fábricas, os sensores dizem para as máquinas como elas devem operar, em um sistema descentralizado no qual os diversos setores se comunicam.
"Isso permite identificar, por exemplo, um aumento de temperatura em um determinado equipamento, bem como prever que isso poderá causar um defeito dentro de alguns dias e interromper a produção. Podemos então realizar uma manutenção preventiva", disse Anderl.
As novas tecnologias levam ao surgimento de novos modelos de negócio. Sensores instalados nos produtos poderão avisar quando uma manutenção é necessária. As peças de reposição, hoje fabricadas na matriz e exportadas para os mercados consumidores em todo o mundo, podem agora ser produzidas por impressoras 3D localmente, reduzindo os custos.
"Uma fabricante de turbinas de aviação, por exemplo, em vez de ganhar apenas com a venda do produto, pode lucrar com um contrato de manutenção. Também é vantajoso para a companhia aérea, pois o produto sai a um preço mais baixo," avaliou Anderl.
Desafios e oportunidades do
Em tempos de crise econômica, são várias as tecnologias que se espera poderem ajudar a salvar a economia mundial. [Imagem: WEF]
Interconectividade e flexibilidade
É claro que os impactos no mercado de trabalho são grandes. Segundo Arnold Picot, da Universidade Ludwig Maximilian, as relações de trabalho da era digital são marcadas pela interconectividade e pela flexibilidade.
"Os processos de trabalho e de produção podem ser controlados de qualquer lugar e a qualquer momento. A tendência é a dissolução das estruturas industriais estabelecidas e uma menor separação entre vida pessoal e profissional," disse Picot.
O trabalho nessa nova "economia sob demanda" tende a se orientar em torno de projetos, que integram de maneira flexível diferentes modelos: equipes locais, terceirizados, trabalho coletivo, freelancerse outros. "Cria-se o modelo 'trabalhadores na torneira', ou seja, a torneira dos trabalhadores é aberta e fechada na medida do necessário", disse Picot.
Ainda segundo o professor Picot, a tendência é de crescimento de postos de trabalho que exigem baixa capacitação e pagam pouco, bem como os de alta capacitação e altos salários. Aqueles de nível intermediário tendem a diminuir, o que pode levar a uma sociedade mais desigual.
"Não devemos nunca esquecer nessas discussões que o trem está se movendo, quer a gente queira ou não. Isso está acontecendo. Creio que a questão é: queremos ou não fazer parte do processo e nos beneficiar com a mudança? É preciso agir para não perder empregos e nos valermos dos novos postos que estão surgindo", afirmou Dieter Rombach, da Instituto Fraunhofer.
Por outro lado, há um sem-número de oportunidades de novos pequenos negócios, verdadeiras fábricas domésticas viabilizadas pelas impressoras 3D e sistemas de controle numérico de baixo custo.
Desafios e oportunidades do
Assim como o Linux impulsionou a informática, espera-se que as impressoras 3D de código aberto viabilizem uma "Era das Máquinas Livres". [Imagem: Pearce/Science]
Privacidade e ética
Segundo Rombach, todos os objetos ganham uma vida digital no ecossistema inteligente, produzem dados por meio de observação com sensores, guardam uma história que possibilita fazer previsões, são influenciados pelos dados e se adaptam - esta é a Internet das Coisas.
Isto traz mudanças em todos os aspectos sociais. As oportunidades incluem os novos postos de trabalho que surgem com base em novos modelos de negócios; a superação de desafios demográficos relacionados a serviços de saúde, ensino e outros aspectos da vida; e a otimização de recursos naturais por meio de economias compartilhadas. Já os riscos estão principalmente associados a aspectos de segurança e privacidade dos dados.
Como lembrou Dennys Antonialli, especialista em direito constitucional pela Universidade de São Paulo, a maior parte dos megadados (big data) gerados pela Internet das Coisas é composta de dados pessoais, que podem ser organizados, analisados e usados, com ajuda de algoritmos, para influenciar de forma invisível processos decisórios, como o aluguel de um imóvel ou a contratação de um funcionário ou de um serviço.
"São dados sobre você que podem ajudar empresas ou indivíduos a prever coisas sobre você e essas previsões podem ser imprevisíveis. Podem até mesmo gerar uma discriminação que é invisível. Como controlar o que não vemos e não entendemos?", disse Antonialli
Segundo Antonialli, enquanto a União Europeia adotou uma legislação rígida para proteger a privacidade de dados pessoais, os Estados Unidos acreditam que a liberdade no compartilhamento de dados favorece a inovação e o lucro das empresas. No Brasil, há projetos de lei sobre o tema em discussão no Congresso Nacional, tendendo mais para o modelo europeu.

"Um melhor entendimento das regras, leis e princípios que caracterizariam um estado de comportamento responsável no ciberespaço aumentaria a transparência internacional, a previsibilidade e contribuiria para reduzir a instabilidade," afirmou o embaixador da Alemanha no Brasil, Dirk Brengelmann.