Olho "pré-biônico" faz paciente cega ver a luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/09/2012

O olho pré-biônico é um implante de retina com 24 eletrodos, que são ativados por um sistema externo.[Imagem: U. Melbourne]

Flashes de luz

Médicos australianos implantaram o primeiro protótipo daquilo que poderá ser no futuro um olho biônico.

O implante restaurou a capacidade de uma paciente para ver "flashes de luz" em condições controladas de laboratório.

"É maravilhoso," disse Dianne Ashworth, que perdeu a visão devido à retinite pigmentosa, uma condição médica hereditária.

A equipe do Dr. David Penington prefere chamar a prótese ocular de "olho pré-biônico", já que o dispositivo conta com apenas 24 eletrodos e não é capaz de gerar uma imagem por si só.

"Os resultados superaram nossas expectativas, dando-nos confiança de que, com novos desenvolvimentos, poderemos alcançar visão útil," disse o pesquisador da Universidade de Melbourne.

Retina artificial

O primeiro teste clínico demonstra a viabilidade de uma das técnicas que os cientistas estão avaliando para restaurar a visão de pessoas que ficam cegas por algumas condições médicas.

O aparelho é implantado por trás da retina, configurando-se como uma retina artificial, já que ele estimula os neurônios que continuam saudáveis, apesar da doença.

O aparelho só foi ligado depois que o olho da paciente recuperou-se totalmente da cirurgia.

Agora começam os testes de estimulação, para avaliar como o aparelho reage a diferentes imagens e níveis de iluminação, e o que ele consegue enviar para o cérebro da paciente.

Olho sem visão

O conjunto de 24 eletrodos, cada um inserido em um ponto diferente da parte posterior do globo ocular, é reunido na forma de um fino cabo, que se estende até um conector, colocado atrás da orelha.

Um sistema externo é ligado a esse conector no laboratório, permitindo que os pesquisadores estimulem o implante de forma controlada, a fim de avaliar o que a paciente consegue ver em cada situação.

Ou seja, esse primeiro protótipo é apenas ativador das células nervosas da paciente, não incorporando ainda uma câmera que possa captar as imagens.

A câmera será usada no próximo teste, que já contará com um implante com 1.024 eletrodos, que deverá ser colocado em pacientes no próximo ano.

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=olho-pre-bionico&id=010180120904&ebol=sim

Mecanismo de busca identifica contexto, opinião e ajuda a prever o futuro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/09/2012

Informações contextualizadas

Inspirados pelas ideias propostas por um bibliotecário indiano há quase um século, uma equipe europeia desenvolveu um novo sistema de buscas para a internet que leva em conta fatores como opinião, contexto, tempo e localização.

A nova tecnologia, que promete chegar ao mercado rapidamente, consegue mostrar tendências na opinião pública sobre um determinado assunto, companhia ou pessoa, e como essa tendência muda com o tempo.

A equipe do projeto LivingKnowledge (conhecimento vivo, em tradução livre) acredita que seus algoritmos permitirão até mesmo fazer previsões sobre o futuro.

"Faça uma busca pela palavra 'clima' no Google, ou em outro motor de busca qualquer, e o que você receberá de volta será basicamente uma lista de resultados que caracterizam a palavra: não há categorização, nenhuma ordem específica, nenhum contexto.

"Os motores de busca atuais não levam em conta as dimensões da diversidade: fatores como quando a informação foi publicada, se há uma tendência de favorecer uma ou outra opinião, quem publicou e quando," explica Fausto Giunchiglia, professor de ciência da computação na Universidade de Trento, na Itália.

Google da diversidade

Mas será que a tecnologia de buscas na internet poderá ser capaz de abarcar a diversidade? Poderá um mecanismo de buscas dizer-lhe, por exemplo, como a opinião pública sobre as mudanças climáticas mudaram na última década? Ou como a temperatura poderá estar daqui a um século, agregando estimativas atuais e do passado a partir de fontes diferentes?

Giunchiglia garante que não apenas é possível, como isso já pode ser feito a partir dos resultados do projeto.

Os pesquisadores foram buscar inspiração no sistema de classificação de livros criado por Sirkali Ramamrita Ranganathan nos anos 1930, que permite atribuir múltiplas características a um livro, revista ou artigo.

Em vez de uma posição taxonômica fixa, o sistema permite, por exemplo, que um texto sobre os efeitos das mudanças climáticas na agricultura escrito no Brasil em 2010 seja classificado como "Geografia; Clima; Mudança Climática; Agricultura; Pesquisa; Brasil; 2010".

O que os cientistas fizeram foi transformar o pseudo-algoritmo de Ranganathan em um algoritmo codificado em um programa para minerar dados na internet.

Isso permite extrair de cada texto um significado e um contexto, associando-lhe as chamadas "facetas" da classificação bibliográfica. "E usar essas facetas para estruturar a informação com base nas dimensões da diversidade," completa o professor Giunchiglia.

Conhecimento aberto

O programa básico será disponibilizado como software de código aberto, e vários parceiros do projeto LivingKnowledge afirmaram que pretendem implementar a tecnologia em produtos comerciais.

O professor Giunchiglia, por sua vez, anunciou que pretende criar uma fundação sem fins lucrativos para implementar os resultados do projeto, um de cada vez, conforme surjam demandas para isso.

• Pesquisas do Google ajudam a prever o futuro
• Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=mecanismo-busca-identifica-contexto-opiniao-prever-futuro&id=010150120904&ebol=sim

Antena de 1mm aumenta velocidade do Wi-Fi em 200 vezes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/09/2012

Medindo 1,6 mm x 1,2 mm, a miniantena custa o equivalente a um terço das antenas atuais, mesmo sendo centenas de vezes mais eficiente.[Imagem: AStar]

Miniantena

Engenheiros de Cingapura criaram uma antena supercompacta, de alto desempenho, capaz de suportar um tráfego de dados 200 vezes maior do que a tecnologia Wi-Fi atual.

A antena é totalmente baseada na tecnologia do silício, o que significa que ela está pronta para ser incorporada nos aparelhos em fabricação.

Segundo os pesquisadores, a antena permitirá, além do aumento da potência, a miniaturização dos aparelhos.

Medindo 1,6 mm x 1,2 mm, ela custa o equivalente a um terço das antenas atuais, mesmo sendo centenas de vezes mais eficiente.

Operando na faixa de 135 GHz, a antena consegue suportar uma velocidade de transferência de dados de 20 Gbps - 200 vezes mais rápido do que o Wi-Fi - o padrão 802.11 suporta dados na faixa dos 100 Mbps.

Segundo os pesquisadores, isto viabilizará a recepção de conteúdos de multimídia, como filmes, apresentações online, teleconferência e entretenimento.

Antena espiral em cavidade

A tecnologia é conhecida como antena espiral em cavidade, ou CBS (cavity-backed slot).

"Preenchendo a cavidade da antena com polímero, em vez de ar, nós obtivemos uma superfície plana que pode ser processada pela tecnologia padrão," disse o Dr. Hu Sanming, do Instituto de Microeletrônica AStar.

Para demonstrar que a antena funciona em termos práticos, os pesquisadores deram um passo adicional, e integraram-na com os circuitos adicionais para tornar o dispositivo inteiramente contido em um invólucro único, adequado para a fabricação em massa.

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=antena-wi-fi&id=010110120904&ebol=sim

Meta-átomos transformam homem em criador de metamatéria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/09/2012

Os átomos artificiais têm jeitos todo especiais de lidar com as ondas, e não apenas as ondas eletromagnéticas.[Imagem: Yushin Kim/KAIST]

Do barro aos metamateriais

Desde o início da civilização o homem tem transformado os materiais que encontra na natureza em materiais mais adequados às suas necessidades.

Com nem tudo pode ser assado ou grelhado em uma fogueira, ele criou panelas de barro e outros artefatos de cerâmica para facilitar sua vida. E, se folhas e galhos não são muito duráveis, e cortar pedras é muito trabalhoso, ele criou tijolos e telhas para construir suas casas.

São todos materiais artificiais, metamorfoseados pela mão do homem, mas o prefixo meta só foi agregado muito recentemente, quando os nascentes metamateriais começaram a se traduzir não apenas em alterações mecânicas, mas em alterações das propriedades eletromagnéticas em relação aos materiais naturais.

Nessa busca por novas funcionalidades, logo pareceu que os elementos químicos da Tabela Periódica não eram mais suficientes.

O homem começou então a construir meta-átomos e reuni-los em metamoléculas, para fazer metamateriais que desempenhem funções que nenhum material natural consegue.

Inicialmente com os mantos da invisibilidade, os metamateriais logo se mostraram capazes de alterar não apenas as ondas eletromagnéticas - a luz e o magnetismo -, mas qualquer tipo de onda - ondas sonoras, ondas do mar e até ondas sísmicas.

Esses materiais artificiais são tão promissores que já representam um campo de pesquisa verdadeiramente fervilhante, algo que pode ser ilustrado por uma amostragem dos feitos na área ocorridos apenas nas últimas semanas.

O controle que o metamaterial faz sobre as ondas eletromagnéticas é controlado variando-se a intensidade do brilho dos LEDs. [Imagem: Shadrivov et al./PRL]

Metamaterial controlado pela luz

Apesar das maravilhas obtidas com os metamateriais, impensáveis há alguns anos, a manipulação das ondas que esses materiais são capazes de fazer é uma característica intrínseca de cada um deles, de acordo com seu projeto.

Assim, eles funcionam continuamente, faltando-lhes uma espécie de chave liga/desliga.

Não falta mais.

Ilya Shadrivov, da Universidade Nacional Australiana, criou um metamaterial cujo efeito sobre as ondas eletromagnéticas é controlado por uma outra onda eletromagnética externa - um feixe simples de luz emitida por um LED.

Para demonstrar seu novo conceito, a equipe australiana criou um metamaterial que manipula a luz como se fosse um espelho plano normal.

Mas, controlado por um feixe de luz externo, ele passa a atuar como um espelho côncavo ou como um espelho convexo, sem qualquer alteração em seu formato.

O meta-átomo desse metamaterial controlado por luz é um ressonador em anel(SRR: split-ring resonator), um pequeno anel que não se fecha totalmente, em conjunto com um varactor, um componente eletrônico com capacitância variável, também conhecido como varicap.

Alterações nos varactores induzem uma mudança na ressonância do SRR, alterando a forma como ele interage com a luz, ou com a radiação eletromagnética em geral - que pode ser um feixe de micro-ondas, por exemplo.

A equipe conectou cada varactor a um fotodiodo, de modo que cada átomo artificial pode ser controlado por um LED instalado ao seu lado.

Assim, o controle que o metamaterial faz sobre as ondas eletromagnéticas pode ser por sua vez controlado variando a intensidade do brilho dos LEDs.

Meta-átomos (em destaque embaixo) e metamoléculas são bem diferentes de seus equivalentes naturais. [Imagem: Xiang Zhang et. al/Nature Communications]

Dos meta-átomos para as metamoléculas

Xiang Zhang, do Laboratório Berkeley, nos Estados Unidos, deu um passo adiante na "química" dos metamateriais.

Além disso, seu metamaterial também é controlado pela luz.

A equipe multi-institucional criou não meta-átomos, mas metamoléculas, cujo comportamento encontra uma similaridade na chamada quiralidade das moléculas naturais - a orientação para a direita ou para a esquerda de cada molécula.

O grande avanço é que as metamoléculas podem ter sua quiralidade alterada rapidamente de uma versão "destra" para uma conformação "canhota" usando apenas um disparo de luz.

As versões destras e canhotas das moléculas - os chamados enantiômeros - podem apresentar propriedades radicalmente diferentes.

"Os materiais naturais podem ser induzidos a mudar sua quiralidade, mas o processo, que envolve mudanças estruturais no material, é fraco e lento. Com nossas moléculas artificiais, nós demonstramos um chaveamento da quiralidade forte, dinâmico e em alta velocidade," disse Zhang.

As metamoléculas emitem feixes de radiação terahertz. Quando elas são energizadas por um feixe de luz, elas invertem sua quiralidade, alterando a polarização das ondas que emitem, um processo que pode ser feito e revertido à vontade.

As metamoléculas são formadas por um par de meta-átomos 3D, feitos de fitas de ouro, ambos com quiralidades opostas, o que preserva a quiralidade espelho.

As "ligações químicas" dessa meta-molécula são feitas através de pastilhas de silício, introduzidas em pontos diferentes de cada meta-átomo, quebrando o espelhamento.

As pastilhas de silício funcionam como chaves optoeletrônicas, que invertem a quiralidade da metamolécula quando recebem um feixe de luz.

Os pesquisadores afirmam que o princípio pode ser aplicado para reverter dinamicamente outras propriedades eletromagnéticas dos metamateriais.

Estas metamoléculas são formadas por dois tipos de meta-átomos, criando um material capaz de controlar ondas de magnetização. [Imagem: Miroshnichenko et al ACS.jpg]

Reações entre meta-átomos

Boris Lukyanchuk e seus colegas do Instituto AStar, de Cingapura, também trabalharam com metamoléculas.

Mas eles foram além, e formaram suas metamoléculas não apenas de um só tipo, mas de dois tipos diferentes de meta-átomos.

O primeiro "meta-elemento" é uma esfera de silício, colocada ao lado de um outro tipo de meta-átomo, o bem mais conhecido anel ressonante, feito de cobre.

Os pesquisadores estudaram a influência mútua desses dois meta-átomos sobre o componente magnético das ondas eletromagnéticas que devem ser manipuladas pelo metamaterial - uma propriedade conhecida como magnetização.

"Quando as duas estruturas estão separadas por mais de um micrômetro, ambas agem para reforçar o campo magnético local," explicou Lukyanchuk.

Quando elas são aproximadas, contudo, começam a interagir, o que resulta na diminuição da magnetização do ressonador em anel, a ponto de se tornar negativa para separações menores do que 0,5 micrômetro.

Esta é uma reprodução artificial de algo similar ao que acontece nos materiais naturais, quando um material se torna um ferromagneto, com todos os seus átomos contribuindo para sua magnetização "no mesmo sentido"; ao contrário, quando regiões do material têm magnetização oposta, ele se torna um antiferromagneto.

"Nós demonstramos que nossas redes híbridas de metamoléculas apresentam uma interação magnética dependente da distância, abrindo novos caminhos para a manipulação artificial do antiferromagnetismo, em materiais com baixa perda," disse o pesquisador.

Os metamateriais quânticos representam a última fronteira nesse campo emergente de pesquisas. [Imagem: Felbacq/Antezza]

Metamateriais quânticos

Os metamateriais também podem ser quânticos, conforme demonstraram Didier Felbacq e Mauro Antezza, da Universidade de Montpellier, na França.

Não satisfeitos com índices negativos de refração, mantos da invisibilidade,superlentes e mesmo com aplasmônica, eles demonstraram que é possível dar aos metamateriais um grau de liberdade quântica.

Diferentemente de um material artificial com propriedades quânticas, demonstrado há cerca de um ano, os dois pesquisadores propuseram duas técnicas para criar um metamaterial com propriedades quânticas.

A primeira usa como meta-átomos cristais artificiais de átomos comuns, ultrafrios, organizados de forma periódica por armadilhas ópticas, essencialmente criando umisolador de Mott.

Embora não haja empecilhos para sua construção, o aparato é um tanto complexo, exigindo condições precisas de laboratório, o que abre poucas possibilidades de uso prático.

A segunda técnica é bem mais promissora, usando meta-átomos de nanofios contendo pontos quânticos.

"Esta estrutura é interessante por várias razões: ela é simples, tem muitas propriedades interessantes (índice negativo, magnetismo efetivo, camuflagem totalmente dielétrica) e pode ser realizada experimentalmente de forma muito fácil," afirmam os pesquisadores.

Esta área das pesquisas é ainda muito recente, o que torna difícil prever suas implicações práticas sobre o campo dos metamateriais.

Contudo, como os fenômenos quânticos da matéria natural permitiram todo o desenvolvimento da eletrônica, é possível ter nos metamateriais quânticos um vislumbre das amplas possibilidades de uso da "matéria artificial" que os cientistas estão criando.

• Metamateriais prometem benefícios mais práticos do que invisibilidade

Bibliografia:

Metamaterials Controlled with Light
Ilya V. Shadrivov, Polina V. Kapitanova, Stanislav I. Maslovski, Yuri S. Kivshar
Physical Review Letters
Vol.: 109, 083902
DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.083902

Photoinduced handedness switching in terahertz chiral metamolecules
Shuang Zhang, Jiangfeng Zhou, Yong-Shik Park, Junsuk Rho, Ranjan Singh, Sunghyun Nam, Abul K. Azad, Hou-Tong Chen, Xiaobo Yin, Antoinette J. Taylor, Xiang Zhang
Nature Communications
Vol.: 3, 942
DOI: 10.1038/ncomms1908

Optically induced interaction of magnetic moments in hybrid metamaterials.
A. E. Miroshnichenko, B. Lukyanchuk, S. A. Maier, Y. S. Kivshar
ACS Nano
Vol.: 6, 837-842
DOI: 10.1021/nn204348j

Quantum metamaterials: a brave new world
Mauro Antezza, Didier Felbacq
SPIE
DOI: 10.1117/2.1201206.004296

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=meta-atomos-homem-criador-metamateria&id=010160120903&ebol=sim

'Ensinar é muito mais que passar conteúdo'

Para pesquisadora, mais que instruir sobre fatos, escola deve atender às necessidades sociais e emocionais. Se a escola focar apenas o conteúdo, o processo de aprendizagem não tem a menor chance de ser bem-sucedido. Isso é o que defende a neurocientista Adele Diamond. "Se as necessidades emocionais, sociais e físicas forem ignoradas, não há excelência acadêmica." Canadense, ela falará no seminário Educação Infantil: Evidências Científicas sobre as Melhores Práticas, promovido pelo Instituto Alfa e Beto, nesta sexta-feira, em São Paulo. Como surgiu seu interesse pelo estudo da neurociência na educação? Meus primeiros três anos de pesquisa foram no campo da sociologia e da antropologia. Quando estava terminando, vi que não era aquilo que eu queria. Então, me lembrei de um seminário em que a palestrante havia dito que crianças do mundo todo mostravam as mesmas alterações cognitivas - como ser capaz de descobrir um objeto escondido ou a angústia de uma separação - com aproximadamente a mesma idade, mesmo que suas experiências tenham sido muito diferentes. "Não podemos ser apenas fruto da experiência e da aprendizagem. Deve haver um componente de maturação cerebral", ela disse. Foi dessa inquietação que cheguei à neurociência. E como foi sua pesquisa? Foquei meus estudos no córtex pré-frontal do cérebro - espaço do qual dependem as habilidades cognitivas - e também nessas habilidades, sobretudo em crianças pequenas. Chamadas de funções executivas, as habilidades cognitivas respondem por uma série de fatores, como o controle da atenção (o que nos permite amplificar nossa percepção ou raciocínio em determinada direção); o autocontrole; a memória de trabalho (relacionada à manipulação de informações com propósito e não à sua armazenagem passiva); o raciocínio; a capacidade de resolução de problemas e a nossa flexibilidade cognitiva, intimamente ligada à criatividade. Inúmeros estudos demonstram que isso tudo está relacionado ao desempenho acadêmico. Mas não o conseguiremos da forma como as crianças são educadas na escola. Se queremos melhores resultados acadêmicos, a rota mais eficiente e de melhor custo-benefício é, ao contrário do que diz a intuição, não se concentrar na formação conteudista, mas abordar também o desenvolvimento social, emocional e físico das crianças. Como tratar o desenvolvimento cognitivo, físico e emocional? Em primeiro lugar, não são necessários equipamentos caros ou de alta tecnologia. Nas salas infantis, os jogos e brincadeiras - longe de representarem perda de tempo - são elementos vitais para melhorar o desempenho acadêmico das crianças. No ensino médio, em vez de ensinar física em sala de aula, que tal levar a classe para restaurar um carro velho? Isso, ao mesmo tempo em que exige a aplicação dos princípios da disciplina, faz com que os alunos pratiquem uma atividade física. E mais: é uma experiência de trabalho colaborativo, em que todos participam da tomada de decisão com um propósito compartilhado. Uma experiência rica de formação de comunidade. Esse modelo não corresponde ao que se pede nas avaliações atuais, focadas em conteúdo. O que queremos para nossos filhos? Nosso desejo é que eles sejam preenchidos com um monte de fatos? Penso que a maioria quer filhos capazes de resolver problemas, de raciocinar, de ser um pensador criativo. Mas, se as avaliações medem o que é prioridade da escola, e o foco dos testes atuais são apenas conteúdos, logo se vê que a educação não tem valorizado o raciocínio de resolução de problemas e a lógica criativa. Quais são os prejuízos quando a escola ignora essa contexto?  Em nenhum lugar a importância da saúde social, emocional e física é mais evidente do que no córtex pré-frontal. Quando há problemas físicos ou emocionais, as crianças ficam mais pobres de raciocínio, esquecem as coisas, diminuem a capacidade de exercer disciplina e autocontrole. Se a sociedade quer alunos bem preparados, precisa levar a sério que as diferentes partes do ser humano são inextricavelmente interligadas. Se as necessidades emocionais, sociais e físicas forem ignoradas, isso trabalhará contra a excelência acadêmica. Por isso, mesmo que o objetivo seja só melhorar os resultados acadêmicos, não dá para ser apenas conteudista. Isso afasta novas descobertas. Como estimular os alunos a serem desafiadores? Isso só é possível se a criança se sentir segura para errar. Sugiro um novo item para o relatório dos alunos, "aventurou-se em águas desconhecidas, tentou uma abordagem nova e diferente, foi criativo". Isso independentemente de sucesso ou fracasso em sua tentativa. Quando uma criança cai ao aprender a andar, não dizemos que ela recebe um "D" na caminhada, mas sim: "Não se preocupe, eu tenho certeza que você vai ser capaz de fazer isso". Precisamos tomar essa atitude para dominar habilidades na escola. Qual conselho daria para os professores brasileiros? Em primeiro lugar, as crianças precisam se sentir compreendidas. Por isso, a humanidade de um professor é mais importante do que seu conhecimento ou habilidade. Segundo: para superar o que já sabem, as crianças precisam sentir que se acredita nelas. Terceiro: criança não é estudante universitário para ficar sentada por longos períodos. Elas aprendem melhor em movimento. Quarto: não use punição ou reforço negativo. Isso não funciona e pode fazer com que o pequeno se retraia. Em vez disso tudo, incentive que uma criança ajude a outra. Estudos mostram que, em algumas situações, essa troca produz mais resultados do que a aula do professor. A lista é grande, não é? Mas o último ponto vai ajudar: os professores devem relaxar - eles não vão ser perfeitos (ninguém é!) e cometerão erros. É normal. Só não podem se estressar, porque assim nunca serão os docentes que sonham ser. (O Estado de São Paulo)

Fonte:http://www.jornaldaciencia.org.br/Detalhe.jsp?id=83993

Implante neural funcionará como bluetooth do cérebro

Com informações do IFSC - 30/08/2012

A ideia dos pesquisadores brasileiros é manter a precisão dos chips neurais, mas eliminar qualquer necessidade de conexão física entre o chip e o exterior - essencialmente, um sensor neural wireless. [Imagem: ICMC/www.biodigitalhuman.com]

Inteligência biológica

A maneira como o corpo humano tem-se mostrado compatível com a evolução tecnológica tem sido descrita pelos cientistas como uma espécie de "inteligência biológica".

Por exemplo, como o organismo é capaz de absorver substâncias estranhas e incorporá-las, como se dele fizessem parte.

Os implantes de titânio, elemento químico da família dos metais, revolucionaram os tratamentos dentários há quinze anos. Os polímeros, usados também há algum tempo para encapsular diversos medicamentos que ingerimos, são aceitos pelo nosso corpo sem nenhuma rejeição ou efeito colateral.

Mas esses exemplos e esses materiais já soam um tanto prosaicos se comparados com a ambição de um time de várias universidades, coordenado por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos, da USP.

Eles pretendem nada menos que implantar um chip no cérebro que seja capaz de enviar sinais do córtex motor para um dispositivo fora do corpo, abrindo a possibilidade de devolver os movimentos a membros do corpo humano sem funcionamento.

Interface neural implantável

Já são comuns os experimentos de equipamentos "controlados com o poder da mente", de próteses robotizadas até cadeiras de rodas e computadores.

A "leitura dos pensamentos" - para detectar a intenção do usuário e acionar o equipamento - é feita por meio de chips neurais ou de sensores eletromagnéticos usados externamente, na forma de um capacete. Estes não são tão precisos, enquanto aqueles são muito invasivos.

A ideia dos pesquisadores brasileiros é manter a precisão dos chips neurais, mas eliminar qualquer necessidade de conexão física entre o chip e o exterior - essencialmente, um sensor neural wireless, capaz de ler os impulsos nervosos diretamente dos neurônios e transmiti-los para o equipamento externo a ser controlado por meio de ondas de rádio.

O projeto conta com um chip já com uma antena integrada, criando um dispositivo conhecido como interface neural implantável - algo que pode, segundo a equipe, ser entendido metaforicamente como um bluetooth do cérebro.

Imagem ilustrativa da Interface Neural Implantável, que será fabricada com carbeto de silício. [Imagem: Mário Alexandre Gazziro]

Carbeto de silício

O material eleito para a criação dessa interface neural é o carbeto de silício (SiC).

Embora o carbeto de silícioseja considerado uma espécie de primo pobre do silício, o material apresenta biocompatibilidade e possui propriedades semicondutoras e, ao mesmo tempo, cerâmicas, sendo três vezes mais flexível e resistente do que o silício.

O professor Stephen Saddow testou vários materiais antes de optar pelo carbeto de silício.

O primeiro candidato natural foi o silício, mas o material só conseguiu permanecer em um organismo por alguns meses.

A segunda tentativa foi encapsular o silício com cerâmica. Porém, alguns anos depois, a rejeição das células humanas ao material levou ao insucesso. "Pessoas não podem fazer cirurgias no cérebro a cada cinco anos. Primeiro, porque, a cada cirurgia, tecidos do cérebro são mortos e danificados. Segundo, porque elas não terão condições de arcar com esse custo", justifica Stephen.

Com o SiC, entretanto o cenário é outro. Experiências em seres humanos ainda não foram feitas, mas nos testes in vitro - feitos com células de seres humanos, analisadas em placas de Petri, os resultados com o carbeto são animadores.

"Até o momento, não houve reação ao SiC. Se compararmos com o tempo de resposta dos outros materiais testados, como o silicone, a rejeição química das células humanas ocorreu em alguns dias. A experiência com o SiC foi feita há um mês e até o momento não houve nenhuma reação química às células", comemora Stephen. "Mesmo que um mês não sejam 15 anos, essa primeira resposta é muito promissora".

Economizando energia no cérebro

Outro fator crítico no desenvolvimento da interface cerebral sem fios é o consumo de energia.

Se, de um lado, quanto maior é a quantidade de eletrodos, melhor é a precisão dos movimentos realizados, por outro mais eletrodos representam maior consumo.

Segundo o professor Mário Alexandre Gazziro, o ideal seriam 100 eletrodos para diversos graus de liberdade, enquanto com 1.000 eletrodos é possível reproduzir os graus de movimento complexos de uma mão, com todas as articulações dos dedos.

"Vamos começar com três eletrodos, possibilitando movimentos com poucos graus de liberdade," diz Gazziro. Depois, com o avanço do trabalho, "a redução do consumo de energia permitirá a inclusão de mais eletrodos, sendo que esse será sempre um fator a otimizar na interface [neural]."

O projeto tem duração prevista de cinco anos, embora as aplicações práticas da interface neural sem fios devam demorar mais.

"Minha esperança é que consigamos fechar os testes com humanos em seis anos. Se atingirmos essa meta, o chip irá para o mercado mais rapidamente," disse o professor Stephen. "Para que as Interfaces Neurais Implantáveis estejam no mercado, a previsão mais realista é de dez a vinte anos."

Mas, para aqueles que até hoje só puderam acompanhar na ficção a recuperação de movimentos, em princípio irreversíveis, já há algum motivo para comemoração. Ao que tudo indica, a espera valerá a pena.

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=implante-neural-bluetooth-cerebro&id=010110120830&ebol=sim

Descoberto açúcar em torno de estrela jovem

Com informações do ESO - 29/08/2012

Astrônomos descobriram moléculas de glicoaldeído - uma forma simples de açúcar - no gás que circunda uma estrela binária jovem, com massa semelhante à do Sol, chamada IRAS 16293-2422. Esta é a primeira vez que açúcar é descoberto no espaço em torno de uma estrela desse tipo.[Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO) & NASA/JPL-Caltech/WISE Team]

Açúcar espacial

Usando o telescópio móvel ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) uma equipe de astrônomos descobriu moléculas de açúcar no gás que rodeia uma estrela jovem semelhante ao Sol.

Esta é a primeira vez que açúcar é descoberto no espaço em torno de uma estrela tipo solar.

Segundo a equipe, a descoberta demonstraria que os chamados "blocos constituintes da vida" se encontram no local certo, no momento certo, de modo a serem incluídos em planetas que estejam se formar em torno da estrela.

"No disco de gás e poeira que circunda esta estrela recém-formada encontramos glicoaldeído, uma forma de açúcar simples não muito diferente do açúcar que pomos no café," explica Jes Jorgensen (Instituto Niels Bohr, Dinamarca), o autor principal do artigo científico que descreve estes resultados. "Esta molécula é um dos ingredientes na formação do RNA, que - tal como o DNA, ao qual está ligado - é um dos blocos constituintes da vida."

Glicoaldeídos

Os astrônomos descobriram moléculas de glicoaldeído - uma forma simples de açúcar - no gás que circunda a estrela binária IRAS 16293-2422.

Açúcar é um nome genérico para uma série de pequenos hidratos de carbono, moléculas que contêm carbono, hidrogênio e oxigênio, tipicamente com uma razão atômica hidrogênio:oxigênio de 2:1, como a água.

O glicoaldeído tem a fórmula química C2H4O2. O açúcar utilizado normalmente na comida e bebida é a sacarose, uma molécula maior que o glicoaldeído e outro exemplo desse tipo de compostos.

Glicoaldeídos já tinham sido observados anteriormente no espaço interestelar.

• Molécula essencial à vida é encontrada a 26.000 anos-luz da Terra

Mas esta é a primeira vez que o composto é descoberto tão perto de uma estrela do tipo solar, a distâncias comparáveis à distância de Urano ao Sol, no Sistema Solar.

Esta descoberta mostra que alguns dos componentes químicos necessários à vida existiam neste sistema na altura da formação planetária.

Impressão artística de moléculas de glicoaldeído, mostrando a estrutura molecular deste composto (C2H4O2). Os átomos de carbono estão representados em cinza, os de oxigênio em vermelho e os de hidrogênio em branco. [Imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO)]

Vida nas estrelas

"O que é verdadeiramente excitante acerca dos nossos resultados é que as observações do ALMA revelaram que as moléculas de açúcar estão caindo em direção a uma das estrelas do sistema," diz a membro da equipe Cécile Favre (Universidade de Aarhus, Dinamarca). "As moléculas de açúcar não só se encontram no local certo para encontrarem o seu caminho até um planeta, estão também deslocando-se na direção correta."

As nuvens de gás e poeira que colapsam para formar novas estrelas são extremamente frias, e muitos gases solidificam sob a forma de gelo sobre as partículas de poeira, onde vão se juntando para formar moléculas mais complexas - elas encontram-se geralmente a cerca de 10 graus acima do zero absoluto, cerca de -263 graus Celsius.

Mas, assim que uma estrela se forma no meio de uma nuvem de gás e poeira em rotação, esta aquece as regiões internas da nuvem para algo parecido com a temperatura ambiente da Terra, evaporando as moléculas quimicamente complexas e formando gases que emitem uma radiação característica em ondas de rádio, ondas estas que podem ser mapeadas com a ajuda de potentes radiotelescópios, como o ALMA.

Complexidade da vida

A IRAS 16293-2422 situa-se a cerca de 400 anos-luz de distância, relativamente próximo da Terra, o que a torna num excelente alvo para os astrônomos que estudam as moléculas e a química em torno de estrelas jovens.

Usando o poder de uma nova geração de telescópios, tais como o ALMA, os astrônomos têm agora a oportunidade de estudar os detalhes das nuvens de gás e poeira que estão formando sistemas planetários.

A alta sensibilidade do ALMA - mesmo nos comprimentos de onda mais curtos nos quais opera e por isso tecnicamente mais difíceis - foi indispensável nestas observações, que foram executadas com uma rede parcial de antenas durante a fase de verificação científica do observatório - a construção do ALMA só estará completa em 2013, quando as 66 antenas de alta precisão estiverem completamente operacionais.

"A grande questão é: qual a complexidade que estas moléculas podem atingir antes de serem incorporadas em novos planetas? Esta questão pode dizer-nos algo sobre como a vida aparece noutros locais e as observações do ALMA serão vitais para desvendar este mistério," conclui Jes Jorgensen.

Bibliografia:

Detection of the simplest sugar, glycolaldehyde, in a solar-type protostar with ALMA
Jes K. Jørgensen, Cecile Favre, Suzanne E. Bisschop, Tyler L. Bourke, Ewine F. van Dishoeck, Markus Schmalzl
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: To appear
http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1234/eso1234a.pdf

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=descoberto-acucar-torno-estrela-jovem&id=020130120829&ebol=sim

Juntando o "injuntável"

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/08/2012

Os dois materiais são grampeados por dentro, graças aos nanocristais invisíveis a olho nu. [Imagem: CAU, Image: Jan Strüben]

Anti antiderente

Quem já tentou passar tinta sobre o silicone que protege as bordas de janelas e portas da entrada de água da chuva sabe bem o resultado.

Algumas horas depois, a tinta descasca, podendo ser retirada como se retira a proteção de um curativo autoadesivo.

Isso acontece porque o silicone é aquilo que se chama de polímero de baixa energia superficial, um material sintético com capacidade de adesão extremamente baixa.

Se isto é útil para fazer formas flexíveis para assar biscoitos ou panelas antiaderentes - o Teflon® tem propriedades similares - pode ser um problema em várias outras aplicações.

Agora, cientistas da Universidade de Kiel, na Alemanha, descobriram uma forma de juntar esses materiais "injuntáveis".

Colando o "incolável"

A tecnologia usa nanocristais passivos e inertes, que funcionam como uma espécie de grampo entre os dois materiais.

"Se esses nanogrampos conseguem fazer com que mesmo materiais extremos, como Teflon e silicone, grudem um no outro, eles poderão colar qualquer tipo de material plástico," afirma o professor Rainer Adelung.

Segundo ele, a nova tecnologia, que não altera quimicamente os materiais a serem colados, é simples e nem mesmo exige materiais ou equipamentos caros.

Os ligadores são cristais em micro ou nano escala, feitos de óxido de zinco.

Esses cristais são "tetrápodes", com quatro pernas sobressaindo-se de um ponto central - essa é a mesma estrutura dos elementos formadores do aerografite, o atual detentor do título de material mais leve do mundo.

"É como grampear dois materiais não-pegajosos a partir de dentro: quando eles são aquecidos, os nano tetrápodes entre as camadas do polímero perfuram os materiais, afundando neles, e mantendo-os ancorados um no outro," explica Xin Jin, criador da técnica.

Colagem mecânica

Essa colagem mecânica pode ser melhor do que os adesivos comuns em várias aplicações.

Na área médica, por exemplo, há uma grande demanda para juntar polímeros, especialmente o silicone, a outros materiais, criando máscaras, implantes e sensores mais eficazes.

Como o nanogrampeamento é um processo puramente mecânico, ele não introduz compostos químicos, que podem alterar as propriedades dos polímeros e causar reações ou mesmo efeitos tóxicos.

Nos experimentos, a força do adesivo mecânico atingiu 200 Newtons por metro, o que é comparável à força que une uma fita adesiva a um vidro.

Bibliografia:

Joining the un-joinable: Adhesion between low surface energy polymers using tetrapodal ZnO linkers
Xin Jin, Jan Strueben, Lars Heepe, Alexander Kovalev, Yogendra K. Mishra, Rainer Adelung, Stanislav N. Gorb, Anne Staubitz
Advanced Materials
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/adma.201201780

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=juntando-injuntavel&id=010160120829&ebol=sim

Nanobalança pesa moléculas individuais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/08/2012

A nanobalança é formada por uma estrutura em formato de ponte, que fica vibrando em uma frequência muito precisa. [Imagem: Caltech/Scott Kelberg/Michael Roukes]

Balança molecular

Cientistas franceses e norte-americanos construíram uma balança capaz de medir a massa de moléculas individuais, uma de cada vez.

A nanobalança permitirá o estudo de vírus, a análise do funcionamento das células e o projeto de nanopartículas funcionalizadas, além de avaliar melhor os componentes da poluição atmosférica e até o processo de formação das nuvens.

O núcleo do aparelho é uma estrutura em formato de ponte, que fica vibrando em uma frequência muito precisa.

Quando a molécula é colocada sobre essa ponte, a massa da molécula muda ligeiramente a frequência de oscilação da ponte, permitindo calcular seu peso exato.

Medição única

Parece simples demais para não ter sido feito antes, mas o problema é que a alteração na frequência depende da posição exata onde a molécula, ou a nanopartícula, cai sobre a ponte vibratória.

Assim, era necessário um longo e tedioso trabalho de medir moléculas ou partículas idênticas cerca de 500 vezes, até se chegar ao valor exato.

Agora, Michael Roukes e seus colegas desenvolveram uma técnica que permite que a nanobalança funcione com a simplicidade de uma balança comum: basta colocar uma molécula e ler o resultado.

"O avanço crítico que fizemos neste trabalho é que agora conseguimos pesar as moléculas uma por uma, conforme elas vão se depositando sobre a ponte," explicou o pesquisador.

Modos vibracionais

Para isso, os pesquisadores analisaram como uma partícula altera a frequência de vibração da ponte.

Todo movimento oscilatório é composto dos chamados modos vibracionais.

No primeiro modo, a partícula influencia o movimento de um lado para o outro, com o centro da estrutura apresentando o movimento máximo.

O segundo modo vibracional ocorre em uma frequência maior, quando metade da ponte se move lateralmente em uma direção, e a outra metade vai no sentido oposto, formando uma onda em forma de S que se estende pelo comprimento da ponte.

Existe um terceiro modo, um quarto modo, e assim por diante.

Sempre que a ponte oscila, o seu movimento pode ser descrito como uma mistura desses modos de vibração.

O que a equipe descobriu é que basta analisar a forma como os dois primeiros modos alteram as frequências para determinar tanto a massa da partícula quanto sua posição.

Embora uma outra nanobalança já tenha conseguido pesar átomos individuais, este novo equipamento é reutilizável como qualquer balança, ou seja, uma vez posto em funcionamento, pode ser usado um sem-número de vezes, para pesar o que for necessário e quando for necessário.

A nanobalança se enquadra na categoria dos NEMS (nanoelectromechanical system), sistema eletromecânicos com dimensões 1.000 vezes menores do que os mais conhecidos MEMS (microelectromechanical system).

Para o futuro, cientistas chineses demonstraram ser possível deixar para trás os mecanismos oscilantes, e usar apenas luz para medir "coisas" na faixa dos zeptogramas, o que equivale a 10^-21 gramas.

• Balança mais precisa do mundo vai medir um zeptograma

Bibliografia:

Single-protein nanomechanical mass spectrometry in real time
M. S. Hanay, S. Kelber, A. K. Naik, D. Chi, S. Hentz, E. C. Bullard, E. Colinet, L. Duraffourg, M. L. Roukes
Nature Nanotechnology
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2012.119

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nanobalanca-pesa-moleculas-individuais&id=010165120831&ebol=sim