Nanoantenas criam pixel inteligente para TVs 3D holográficas

Nanoantenas criam pixel inteligente para TVs 3D holográficas

Pixel inteligente abre caminho para TVs 3D holográficas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/01/2013

As emissões de cada nanoantena são controladas de forma que o padrão de interferência entre os feixes de luz produzam imagens complexas e móveis. [Imagem: Jie Sun]

Antenas de luz

Antenas têm sido usadas para transmitir ondas de rádio, TV e outras frequências há muito tempo.

Mas só recentemente a tecnologia permitiu usar o conceito de antena para a luz - que nada mais é do que radiação eletromagnética com um outro comprimento de onda.

Agora, uma equipe do MIT, nos Estados Unidos, construiu o primeiro conjunto integrado de antenas ópticas, capazes de gerar padrões precisos de luz.

As aplicações são inúmeras, incluindo técnicas avançadas de imageamento médico, capazes de captar detalhes do interior do corpo humano com maior precisão e resolução.

Mas a aplicação mais interessante dessas antenas ópticas integradas em um chip são as TVs 3D holográficas.

"Eu acredito que as telas holográficas 3D não só são possíveis agora, como também [acredito] que agora elas estão ao nosso alcance," disse o professor Michael Watts, coordenador da equipe.

Interferência de ondas

Antenas podem receber e transmitir ondas eletromagnéticas, e antenas ópticas poderão ser usadas para transmitir informações por luz no interior dos chips.

Mas o pesquisador Jie Sun estava interessado em criar uma forma de emitir luz de forma variável e ajustável - algo como uma luz de palco, que se movimenta para realçar pontos diferentes do espetáculo, só que em microescala.

O conceito envolve conectar múltiplas antenas alinhadas em fase para reforçar a emissão em uma dada direção, algo que é feito há muito tempo nos radares e nos radiotelescópios - neste caso, para melhorar a captação das ondas.

Enquanto as antenas dos radares e radiotelescópios são imensas, para trabalhar com a luz é necessário construir antenas com dimensões na faixa dos nanômetros, adequadas ao comprimento de onda óptico.

O grupo fabricou então o primeiro chip integrado para emissão seletiva de luz - um dispositivo conhecido tecnicamente como estrutura com controle de fase (phased arrays).

À esquerda o chip com milhares de antenas ópticas e, à direita, uma microantena individual. [Imagem: Jie Sun]

Pixel holográfico

Sun e seus colegas colocaram 4.096 antenas de luz dentro de um chip que mede 0,5 x 0,5 milímetro.

Cada antena equivale a um sistema de múltiplos pixels, mas com uma diferença crucial em relação aos pixels usados nas telas atuais: em vez de um sistema liga-desliga, as antenas interferem uma com as outras para gerar qualquer padrão de luz.

Controlando independentemente cada antena, torna-se possível fazer com que as ondas individuais se reforcem ou se cancelem, efetivamente movimentando a luz como se fosse um projetor.

Por assim dizer, um "pixel inteligente", capaz de produzir padrões de luz complexos, variáveis e móveis.

TVs 3D holográficas

O pixel holográfico poderá ser usado em qualquer aplicação onde seja necessário dirigir um feixe de luz, como nos radares de luz (LIDAR), no imageamento de tecidos biológicos ou na óptica adaptativa, uma técnica muito usada em astronomia.

"Entretanto, eu acho que a aplicação mais interessante para essas estruturas será nas TVs 3D holográficas," disse Watts, referindo-se a telas cujas imagens variem de acordo com o ângulo com que são olhadas.

"Isto porque nosso chip permite o controle independente da fase e da amplitude da onda de luz emitida, assim como a excitação individual dos emissores nanofotônicos, permitindo gerar hologramas verdadeiramente aleatórios, produzidos pela primeira vez por um único chip," conclui o cientista.

Para isso, contudo, será necessário construir um pixel inteligente na faixa da luz visível - o protótipo funcionou muito bem na faixa do infravermelho próximo.

• Veja o primeiro protótipo de TV holográfica

Bibliografia:

Large-scale nanophotonic phased array
Jie Sun, Erman Timurdogan, Ami Yaacobi, Ehsan Shah Hosseini, Michael R. Watts
Nature
Vol.: 493, 195-199
DOI: 10.1038/nature11727

Primeiro implante de uma prótese robótica controlada pelo pensamento

Primeiro implante de uma prótese robótica controlada pelo pensamento: Já está agendada a primeira cirurgia para implantar em um paciente um braço robótico controlado pelo pensamento.

Muitos cérebros

Já está agendada a primeira cirurgia para implantar em um paciente um braço robótico controlado pelo pensamento.

O implante será feito até Janeiro na Universidade de Chalmers, na Suécia, pelo grupo do Dr. Max Ortiz Catalan.

A cirurgia será um marco longamente esperado de uma área tipicamente multidisciplinar que, além dos cirurgiões, reúne neurologistas, roboticistas, engenheiros de diversas especialidades, programadores de computador e matemáticos.

"Nossa tecnologia ajudará os amputados a controlar um membro artificial de forma muito parecida com o que eles faziam com sua mão ou braço naturais, usando os próprios nervos e músculos remanescentes," disse Catalan.

Prótese com controle neural

Desde os anos 1960 existem próteses controladas pelos impulsos elétricos dos músculos, mas a tecnologia de controle parece não ter progredido desde então.

Isto fez com que recentemente uma associação médica europeia lançou um manifesto afirmando que era inaceitável a qualidade atual das chamadas próteses robóticas:

• Quando os pacientes terão mãos robóticas dignas?

O problema é que existem mãos e braços robóticos muito precisos e avançados, mas é muito difícil controlá-los, o que impede que elas virem próteses de fato e cheguem aos pacientes.

Por isso foi preciso esperar tanto tempo até que fosse possível receber diretamente os impulsos do cérebro.

Biomecatrônica

"Nós desenvolvemos uma nova interface bidirecional com o corpo humano, juntamente com um sistema de controle intuitivo e natural," disse Catalan.

Outra exigência para um funcionamento mais suave das próteses robóticas foi a osseointegração - em vez de ser conectada ao braço por um soquete, a prótese será ligada diretamente aos ossos do paciente por meio de um implante de titânio.

"A osseointegração é vital para o nosso sucesso. Nós agora estamos usando a tecnologia para conseguir um acesso permanente aos eletrodos que serão ligados diretamente aos nervos e músculos," explicou o pesquisador.

Atualmente, os eletrodos que captam os sinais elétricos são postos sobre a pele, o que altera os sinais conforme a pele se move ou o usuário transpira. O resultado é tão ruim que 50% dos pacientes que experimentam as atuais próteses robóticas desistem de usá-las.

O Dr. Max Ortiz Catalan sonha com o dia em que suas próteses biomecatrônicas poderão sair dos laboratórios e se tornar acessíveis a todos os amputados. [Imagem: Oscar Mattsson]

Prótese biônica

Neste experimento pioneiro, os pesquisadores vão implantar os eletrodos diretamente nos nervos e nos músculos remanescentes.

Os impulsos elétricos que vêm pelos nervos do paciente serão capturados por uma interface neural que os enviará através do implante de titânio.

O circuito eletrônico da prótese usará sofisticados algoritmos para interpretar os sinais neurais e transformá-los em comandos para o braço robótico.

Como os eletrodos estarão mais próximos da fonte e o corpo funcionará como proteção, os sinais bioelétricos deverão ser mais estáveis, permitindo que a prótese robótica atende melhor aos comandos.

Isto torna o equipamento verdadeiramente uma prótese biônica.

Linha de chegada

"Testando o método em poucos pacientes, poderemos mostrar que a tecnologia funciona e então espero obter mais subsídios para continuar os estudos clínicos e desenvolver mais a tecnologia. Esta tecnologia poderá, então, tornar-se uma realidade para muitas pessoas.

"Queremos sair do laboratório e nos tornarmos parte da vida diária dos pacientes. Se o primeiras operações neste inverno [europeu] forem bem-sucedidas, seremos o primeiro grupo de pesquisa no mundo a tornar as 'próteses controladas pelo pensamento' uma realidade para os pacientes usarem em suas atividades diárias, e não somente dentro dos laboratórios de pesquisa," concluiu Catalan.

Fonte : http://www.inovacaotecnologica.com.br/

Pele artificial cicatriza-se em 30 minutos

Fonte : Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/11/2012

Uma amostra da pele sintética é cortada com um estilete - ela recupera 75% de sua resistência e de sua condutividade elétrica originais em 15 segundos, e volta ao estado original em meia hora. [Imagem: Benjamin Tee/Chao Wang]

Pele para robôs

Primeiro a equipe da Dra. Zhenan Bao, da Universidade de Stanford, criou uma pele artificial com uma sensibilidade superior à da pele humana.

Há cerca de um ano, o material já havia progredido para uma pele artificial super flexível e transparente.

Agora, a pele sintética não apenas é flexível e sensível, como também pode curar-se de um ferimento em poucos minutos.

É claro que não se trata ainda de uma "pele artificial" no sentido médico do termo - ela não tem os atributos necessários para um implante em um paciente humano.

Mas o material sintético já alcançou propriedades tão surpreendentes que poderá ser usado como pele de robôs, no revestimento de próteses robotizadas, ou como sensor nas mais diversas aplicações.

A Dra. Bao chama a nova pele artificial de "o melhor de dois mundos", uma vez que ela reúne a capacidade de autocicatrização, geralmente obtida com polímeros, com a condutividade de um metal, algo essencial para dar-lhe a sensibilidade, mas que também abre caminho para mais aplicações.

"Para interfacear esse tipo de material com o mundo digital, o ideal é ter um material que seja condutor [de eletricidade]," disse a pesquisadora.

Ligações de hidrogênio

Tudo começa com um plástico formado por longas cadeias de moléculas unidas por ligações de hidrogênio - a atração relativamente fraca entre a região positivamente carregada de um átomo e a região de carga negativa de outro.

São essas ligações que permitem que o material adquira a propriedade da autocicatrização. As moléculas podem ser separadas por uma força relativamente pequena, rasgando o material.

Mas, quando elas se reconectam, as ligações se reorganizam e restauram a estrutura do material, que não perde suas características originais, uma grande vantagem em relação a outros materiais igualmente capazes de se autoconsertar.

• Ciência aposta em materiais que se autoconsertam

A sensibilidade da pele artificial - baseada em sua condutividade elétrica - é garantida pela adição de partículas de níquel, que também ajudam a aumentar a resistência do material, para que ele não se rasgue tão facilmente.

Autocicatrização

Para testar a capacidade de se autoconsertar da pele artificial, os pesquisadores foram direto ao ponto, sem rodeios: eles cortaram o material com um estilete.

Não foi necessário medicamento e nem mesmo curativo. Bastou segurar as duas partes juntas para que a pele sintética recuperasse 75% de sua resistência e de sua condutividade elétrica originais.

Esse índice se aproximou dos 100% depois de 30 minutos. Em comparação, ressaltam os pesquisadores, a pele humana leva dias para cicatrizar.

Melhor ainda, a mesma amostra foi cortada e recortada 50 vezes no mesmo ponto, e recuperou suas propriedades iniciais.

Robôs e próteses robotizadas

A Dra. Bao disse que é possível melhorar a pele sintética, já que as partículas de níquel, importantes para tornar o material condutor e resistente, acabam atrapalhando o processo de autoconserto, que não é tão bom quanto ela gostaria.

Apesar disso, Benjamin Tee, que foi o grande idealizador do novo material, afirmou que, neste estágio, ele é sensível o suficiente para detectar um aperto de mão, o que abre o caminho para seu uso na robótica, o que inclui as próteses robotizadas.

NASA começa a testar avião supersônico em túnel de vento

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/10/2012

Os testes serão realizados em vários túneis de vento, cada um com capacidade levar os modelos ao seu limite em diferentes aspectos. [Imagem: NASA]

Modelos supersônicos

A NASA e a Boeing estão realizando uma série de testes com dois modelos de aviões supersônicos.

Os aviões estão sendo projetados para superar a barreira do som sem produzir o estrondo característico, conhecido como boom sônico.

Foram construídos dois modelos, que estão sendo testados em túneis de vento.

O primeiro deles, visto na foto, possui sensores destinados a avaliar as forças e as ondas geradas com o avião em diversas inclinações, laterais e frontais, e até de cabeça para baixo.

O segundo modelo, um pouco menor, possui sensores para detectar as pressões fora do corpo do avião, que resultam na onda de choque propriamente dita, que causa o estrondo.

Os testes serão realizados em vários túneis de vento, cada um com capacidade levar os modelos ao seu limite em diferentes aspectos.

Estrondo supersônico

Existem vários projetos de aviões supersônicos em andamento, mas nenhum deles receberá aprovação para voar sobre áreas continentais se o problema do boomsônico não for eliminado.

A explosão sônica produz uma onda de choque capaz não apenas de quebrar janelas, mas eventualmente de colocar estruturas metálicas em ressonância, com graves consequências.

Mas bastaria o susto da explosão sobre o motorista de um carro para produzir vítimas fatais em um acidente. É por isso que os engenheiros trabalham tão arduamente na eliminação do problema.

Uma das razões do Concorde nunca ter-se tornado um sucesso de vendas é que ele só podia atingir a velocidade supersônica sobre o oceano, o que restringia suas operações a um número pequeno de rotas.

• NASA apresenta conceitos dos aviões do futuro
• fonte : http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nasa-aviao-supersonico-tunel-vento&id=010130121025&ebol=sim

Seu computador ainda terá um gravador cassete

Com informações da New Scientist - 24/10/2012

A nova fita é o primeiro protótipo fabricado usando a ferrita de bário (BaFe) desenvolvida pela equipe, com uma densidade de 29,5 bilhões de bits por polegada quadrada. [Imagem: IBM Research]

Avalanche de dados

As fitas cassete estão para voltar aos palcos em uma reestreia triunfante.

Dados dos grandes telescópios e radiotelescópios, os resultados de colisores de partículas como o LHC, ou mesmo coisas mais corriqueiras, como os comentários de um bilhão de usuários do Facebook, estão entre as realidades que exigem novas formas de armazenamento de dados.

E parece que essa sede sem precedentes pelo registro de dados não conseguirá suporte dos discos rígidos, que não têm crescido no mesmo ritmo que os zeros e uns que eles devem guardar.

Mas o futuro do armazenamento de dados pode não estar nos discos, mas nas fitas.

Armazenamento em fitas magnéticas

Pesquisadores da Fuji Film e da IBM construíram um protótipo de uma fita magnética capaz de armazenar 35 terabytes de dados em um único cartucho.

O último grande avanço na área, relatado em 2006 pela mesma equipe, conseguiu colocar 8 terabytes de dados em um único cartucho magnético.

No final de 2010, a parceria IBM/Fuji desenvolveu um novo material, chamado ferrita de bário (BaFe), que oferece uma densidade de armazenamento de dados de 29,5 bilhões de bits por polegada quadrada.

A nova fita é o primeiro protótipo fabricado usando este novo material - o cartucho mede 10 x 10 x 2 centímetros.

A nanotecnologia está permitindo que a densidade de dados das fitas magnéticas avance muito à frente dos discos rígidos. [Imagem: FujiFilm]

Apenas 30 das novas fitas seriam suficientes para armazenar os dados que serão produzidos em um dia pelo Square Kilometre Array (SKA), o maior radiotelescópio do mundo, que está sendo construído na Austrália - dentre os vários desafios de engenharia a serem vencidos na sua construção está uma forma para armazenar o 1 petabyte de dados diários.

Evangelos Eleftheriou, da IBM, afirma que, quando o SKA estiver pronto, a nova fita cassete que ele e seu grupo estão desenvolvendo já deverá armazenar 100 terabytes de dados.

Economia de energia e durabilidade

O uso de fitas magnéticas, em lugar dos discos rígidos, poderá também ter um grande impacto no consumo de energia das centrais de dados.

Estudos indicam que data-centers de fitas magnéticas consumirão 200 vezes menos energia do que data-centers que usam discos rígidos, simplesmente porque as fitas cassete não precisam ficar girando o tempo todo, mesmo quando não são usadas.

Por outro lado, as fitas, que são largamente utilizadas em sistemas de backup de bancos e grandes empresas, têm um tempo de acesso mais lento do que os discos rígidos porque elas dependem de sistemas robóticos que precisam pegar a fita em um prateleira e colocá-la no leitor quando seu dado é necessário.

Mas Eleftheriou garante que o Sistema Linear de Arquivos em Fitas que ele e seus colegas estão desenvolvendo deverá ter um tempo de acesso comparável ao dos discos rígidos.

Outra vantagem é a durabilidade.

Enquanto a memória eterna não chega, uma fita magnética pode guardar seus dados com segurança por um século - um disco rígido não garante mais do que uma década.

fonte : http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=seu-computador-ainda-tera-gravador-cassete&id=010150121024&ebol=sim