Cérebro Quântico: Somos computadores quânticos biológicos?

Já que todas as analogias do cérebro com um computador falharam, a ideia agora é ver se ele não seria um computador quântico.[Imagem: Peter Allen/UCSB]

Projeto Cérebro Quântico

Nos últimos séculos, os cientistas têm-nos comparado com máquinas e as máquinas conosco - temos uma "maquinaria celular" e computadores são "cérebros eletrônicos", lembra-se?

Com o advento das tecnologias quânticas, físicos e neurocientistas estão pensando em dar um upgrade nessas comparações.

"Será que nós poderíamos ser computadores quânticos, em vez de meros robôs inteligentes que estão projetando e construindo computadores quânticos?" propõe o professor Matthew Fisher, da Universidade da Califórnia em Santa Barbara, nos EUA.

E ele vai tentar responder a essa pergunta; não sozinho, mas junto a uma equipe interdisciplinar e interinstitucional que está se reunindo em torno de um projeto multimilionário batizado de Projeto Cérebro Quântico, ou QuBrain (Quantum Brain Project).

Computação quântica biológica

Algumas funções que o cérebro realiza continuam a iludir a neurociência - o substrato que "guarda" as memórias de longo prazo, por exemplo, ou mesmo como o cérebro registra, retém e recupera todas as memórias.

A mecânica quântica, que lida com o comportamento da natureza em níveis atômicos e subatômicos, pode ser capaz de dar algumas pistas. E isso, por sua vez, poderia ter grandes implicações em muitos níveis, da computação quântica e das ciências dos materiais à biologia, saúde mental e até mesmo na conceituação do que é ser humano.

A ideia de uma computação quântica ocorrendo em nossos cérebros não é nova. O que Fisher planeja fazer é identificar um conjunto preciso e único de componentes biológicos e mecanismos chave que possam fornecer a base para o processamento quântico no cérebro.


De fato, um estado quântico tipicamente marcado pela fragilidade sobreviveu 39 minutos, uma verdadeira "eternidade" pelos padrões da física de partículas, usando átomos de fósforo como qubits. [Imagem: Stef Simmons/CC BY]

Qubits bioquímicos

A marca registrada dos computadores quânticosreside em sistemas infinitesimais de átomos e íons que podem funcionar como qubits ao apresentar o estranho fenômeno do entrelaçamento, ou emaranhamento quântico. Vários qubits podem formar redes que codificam, armazenam e transmitem informações.

Ocorre que, nos computadores quânticos que estamos tentando construir, esses efeitos são gerados e mantidos em ambientes altamente controlados, isolados e a baixas temperaturas, porque qualquer interferência do ambiente faz com que os dados e a computação inteira se percam - e, na escala dos átomos, há sempre outros átomos, elétrons e fótons interferindo uns com os outros.

Assim, o cérebro, quente e úmido, tipicamente não é visto como um ambiente propício para exibir efeitos quânticos, já que esses efeitos devem ser facilmente "lavados" pelo movimento térmico de átomos e moléculas.

No entanto, Fisher afirma que os spins nucleares (no núcleo dos átomos, e não o spin dos elétrons) fornecem uma exceção à regra.

"Spins nucleares extremamente bem isolados podem armazenar - e talvez processar - informações quânticas em escalas de tempo humanas de horas ou mais," disse ele, acrescentando que os átomos de fósforo - um dos elementos mais abundantes no corpo humano - têm o spin nuclear necessário que pode servir como um qubit bioquímico.

Assim, um dos primeiros esforços experimentais de Fisher será monitorar as propriedades quânticas dos átomos de fósforo, particularmente o entrelaçamento entre dois spins nucleares de fósforo quando os dois átomos estão ligados em uma molécula que passa por processos bioquímicos.

Enquanto isso, Matt Helgeson e Alexej Jerschow, da Universidade de Nova York, investigarão a dinâmica e o spin nuclear das moléculas de Posner - nanoaglomerados esféricos de fosfato de cálcio - e se elas têm a capacidade de proteger os spins nucleares dos qubits atômicos de fósforo, o que poderia viabilizar o armazenamento de informações quânticas. Eles também explorarão o potencial do processamento não-local de informações quânticas que poderia ser ativado pelo emparelhamento e dissociação das moléculas de Posner.


Recentemente, um pesquisador brasileiro criou um design radical de computador quânticotambém baseado em qubits de fósforo. [Imagem: Tony Melov/UNSW]

Neurônios entrelaçados

Em outro conjunto de experimentos, a equipe do professor Tobias Fromme, da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, estudará a possível contribuição da mitocôndria para o entrelaçamento e seu acoplamento quântico com os neurônios. O objetivo é determinar se essas organelas celulares - responsáveis por funções como o metabolismo e a sinalização celular - podem transportar moléculas de Posner dentro e entre os neurônios através de suas redes tubulares.

A expectativa é que fundir e fissionar as mitocôndrias possa permitir o estabelecimento do entrelaçamento quântico não-local intra e intercelular. A subsequente dissociação das moléculas de Posner poderia desencadear a liberação de cálcio, correlacionado através da rede mitocondrial, ativando a liberação de neurotransmissores e o subsequente disparo sináptico através do que seria essencialmente uma rede quântica de neurônios - um fenômeno que Fromme pretende emular em laboratório.

"Se a questão sobre se processos quânticos ocorrem no cérebro for respondida de forma afirmativa, isso pode revolucionar nossa compreensão e o tratamento da função cerebral e da cognição humana," disse Matt Helgeson.

Agora será uma questão de acompanhar os progressos do Projeto Cérebro Quântico e ver se todas essas hipóteses sustentam-se na prática - ou se vamos precisar usar nossos cérebros misteriosos para bolar outras teorias.

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: É incrível como se reconhece que o cérebro e todo o corpo humano é muito complexo, organizado e melhor que qualquer computador ou máquina feita por mentes inteligentes de cientistas, mas que muitos ainda acreditam que a vida é fruto do acaso, de mutações randômicas, seleção natural e muito tempo. A impressão que fica é a de que muitos querem conscientemente negar que fomos planejados por um Ser todo poderoso e onisciente, que criou "computadores quânticos biológicos" de forma impressionante e Suas digitais estão exatamente nesses aspectos de complexidade irredutível, perfeição, informação e ordem. Sinais de design inteligente por toda a vida. Ao ler artigos como este acima, lembro do Salmo 139:14: "Graças te dou, visto que por modo assombrosamente maravilhoso me formaste; as tuas obras são admiráveis, e a minha alma o sabe muito bem;" e de uma advertência de Paulo: "Pois desde a criação do mundo os atributos invisíveis de Deus, seu eterno poder e sua natureza divina, têm sido vistos claramente, sendo compreendidos por meio das coisas criadas, de forma que tais homens são indesculpáveis;" (Romanos 1:20) [ALM]

Aviões com asas metamórficas se parecerão mais com pássaros

Os aviões não chegarão a bater asas, mas as asas totalmente fixas parecem estar com seus dias contados. [Imagem: SMS]

Asas metamórficas

Os aviões do futuro terão certamente asas morfológicas, ou metamórficas, asas que mudam de formato para cada situação de voo.

Modificar a forma das asas para atingir o máximo desempenho aerodinâmico deverá ajudar a reduzir os custos de combustível e reduzir as emissões dos aviões. Essa capacidade de adaptação ajudará ainda a reduzir o ruído e a vibração, aumentando o conforto e a segurança dos passageiros.

E essa tecnologia inteligente também terá aplicações em setores muito diferentes da aviação: Sistemas sensoriais eletroativos incorporados podem ser instalados, por exemplo, em turbinas eólicas, hélices de navios e até em carros.

Sensores de fibra óptica

O projeto SMS, financiado pela União Europeia, está começando um teste tecnológico de asa morfológica instalando sensores baseados em uma nova geração de fibras ópticas que fazem medições de pressão em tempo real durante o voo, coletando os dados necessários para que as asas se adaptem às condições sempre variáveis no céu.

O veículo de testes é nada menos do que um Airbus A320, que irá coletar dados em voo. Esses dados servirão para fundamentar o projeto de novas asas com extremidades móveis. O primeiro protótipo deverá ser capaz de atingir pelo menos 1% de redução no consumo de combustível e cerca de 0,5% nas emissões de CO2, segundo as simulações.

"Uma coisa que torna o projeto SMS único é o grau em que o sistema sensorial em desenvolvimento está ligado à ativação em tempo real.

"É assim que as aves de rapina operam em voo. Seus sistemas sensoriais internos capturam flutuações de pressão, que são instantaneamente analisadas e usadas através de seu sistema de penas, ailerons e asas em múltiplas escalas, para otimizar o desempenho aerodinâmico em tempo real. Isso permite que essas aves mergulhem rapidamente sobre a presa de forma silenciosa e eficiente, aumentando a sustentação e diminuindo o arrasto. Adaptar a forma e o comportamento vibratório das asas de um avião em tempo real tem o mesmo efeito," explicou Marianna Braza, do Instituto Nacional Politécnico de Toulouse, na França.


Protótipo de asa morfológica, sobreposta com as simulações de arrasto aerodinâmico. [Imagem: SMS]

Asas com músculos artificiais

Os sensores de fibra óptica inéditos lançados pelo projeto fazem parte de um sistema conhecido como "morfologia eletroativa híbrida" - ligeiras variações de pressão captadas pelos sensores são transmitidas para um flap deformável na asa, projetado para controlar o nível de sustentação para cada situação, como decolagem, cruzeiro e pouso.

As mudanças na forma do flap são feitas por ligas com memória de forma - também conhecidas como músculos artificiais - que estão incorporadas na estrutura. Essas ligas lembram sua forma original e, quando deformadas, podem retornar à sua forma inicial - recentemente, a agência espacial alemã (DLR) demonstrou um dos protótipos de flap biônico que deverão ser testados pela equipe, inspirado em uma planta carnívora.

"Esse comportamento imita o desempenho das penas dos pássaros em voo", prosseguiu Braza. "É claro que os pássaros nunca voam em velocidade de cruzeiro, então o projeto SMS é apenas parcialmente bioinspirado."

A NASA também já está testando sua asa que muda de formato.

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: como conceber que o avião é obra de mentes inteligentes e as próprias aves, que estão sendo aos poucos copiadas, não são? Na verdade, essas matérias que venho constantemente postando aqui sobre design inteligente da natureza sendo copiado pelo homem, são evidências mais que o suficiente para se crer que fomos planejados, a vida como um todo. [ALM]

Nano-ouvido supera tímpano humano

Os nano-ouvidos são formados por camadas atomicamente finas de molibdenita. [Imagem: Case Western Reserve University]

Ouvido em nanoescala

Membranas com a espessura de poucos átomos estão permitindo construir "nano-ouvidos" superpotentes, capazes de receber e transmitir uma faixa de frequências muito acima daquela que o ouvido humano pode ouvir.

As membranas atomicamente finas são trilhões de vezes - 10 seguido de 13 zeros - mais finas do que o tímpano humano.

A ideia é construir uma nova geração mais eficiente e ultraminiaturizada de dispositivos, incluindo não apenas microfones e alto-falantes, mas toda uma gama de tecnologias sônicas - brocas, sistemas de levitação e raios tratores são alguns exemplos.

O problema em miniaturizar os dispositivos sônicos está justamente na obtenção de uma faixa dinâmica mais larga.

"No final, precisamos de transdutores que possam manipular sinais sem perder ou comprometer a informação, tanto no 'teto do sinal' (o nível mais alto de um sinal não distorcido), quanto no 'piso de ruído' (o menor nível detectável)," explicou o professor Philip Feng, da Universidade Case Western, nos EUA.

Membranas atômicas

O tímpano humano normalmente tem um alcance dinâmico de 60 a 100 dB na faixa de 10Hz a 10kHz, e nossa audição diminui rapidamente fora dessa faixa de frequência. Outros animais, como o gato doméstico ou a baleia beluga, podem ter faixas dinâmicas comparáveis ou ainda mais amplas em bandas de frequência mais altas.

As membranas vibratórias em nanoescala desenvolvidas pela equipe foram fabricadas de camadas atômicas de cristais semicondutores. Foram testadas de uma a quatro camadas de cristais de molibdenita (MoS2), medindo 0,7, 1,4, 2,1 e 2,8 nanômetros, respectivamente. Cada membrana mede 1 micrômetro de diâmetro.

Os nanotímpanos alcançam a qualidade de audição dos gatos. [Imagem: Case Western Reserve University]

Audição dos gatos

O resultado é um nano-ouvido superior ao ouvido humano, comparável em capacidade de detecção ao ouvido de um gato.

As nanomembranas apresentam uma excelente capacidade de "sintonização", o que significa que seus tons podem ser manipulados esticando as membranas usando forças eletrostáticas, semelhante ao que se faz quando se afina o som de um instrumento musical. O consumo de energia fica na faixa dos picowatts (10-12 Watt) aos nanowatts (10-9 Watt) para um funcionamento sustentado.

Bibliografia:

Electrically tunable single- and few-layer MoS2 nanoelectromechanical systems with broad dynamic range
Jaesung Lee, Zenghui Wang, Keliang He, Rui Yang, Jie Shan, Philip X.-L. Feng
Science Advances
DOI: 10.1126/sciadv.aao6653

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Mais um exemplo de dedicação dos pesquisadores, que gastam tempo e raciocínio para desenvolver algo que já existe na natureza, o ouvido. O aparelho auditivo desenvolvido supera a capacidade do ouvido humano, mas perde com certeza em outros quesitos, como impermeabilidade e automontagem do corpo, sendo o ouvido uma parte de um sistema interligado de forma perfeita, com os olhos, nariz, tato das mãos e pés etc. Quero focar na capacidade quase igual à capacidade da audição dos gatos, quanto a esse nano-ouvido: como conceber que ele é uma obra-prima de inteligência humana, ainda que cópia em nano-escala do original biológico, e o ouvido biológico ser concebido pelos evolucionistas como produto de uma evolução aleatória e não racional? O ouvido humano não é o mais potente da natureza, mas é um show de tecnologia também. E mais ainda o do gato. As evidências de design inteligente na natureza estão cada dia mais aumentando, apontando para aquEle que tudo sabe e tudo fez. [ALM]

Cerâmica imita ossos e cicatriza sozinha em um minuto

Cerâmica com autocicatrização
Usando uma analogia com os mecanismos de cicatrização óssea dos animais, pesquisadores da Universidade Nacional de Yokohama, no Japão, adicionaram um ativador de cicatrização a uma cerâmica industrial que permitiu que a cerâmica eliminasse completamente rachaduras em apenas um minuto.

As cerâmicas com capacidade de autocura foram descobertas por um grupo de pesquisa da mesma universidade em 1995. Leves e resistentes ao calor, elas atraíram a atenção global pelo seu potencial uso como material para turbinas em motores de aviões.

No entanto, os mecanismos da autocura não foram totalmente compreendidos e as rachaduras são curadas completamente apenas dentro de uma faixa de temperatura entre 1.200 e 1.300° C por longos períodos no forno. Desde então, várias equipes vêm tentando identificar o mecanismo de autocura para desenvolver cerâmicas de autocura rápida dentro de uma faixa de temperatura maior.

Cerâmica cicatriza como osso
Toshio Osada e seus colegas descobriram agora que as cerâmicas que se cicatrizam sozinhas passam por três estágios de cura análogos aos processos de cicatrização óssea: inflamação, reparo e remodelação.

Quando uma cerâmica racha, o oxigênio entra através da rachadura e reage com o carbeto de silício - um componente cerâmico - para formar dióxido de silício (o estágio de inflamação). A alumina - um material cerâmico básico - e o dióxido de silício reagem então para formar um material de enchimento, selando a fenda (o estágio de reparo). Finalmente, o material de preenchimento cristaliza para restaurar a resistência original na parte quebrada (o estágio de remodelação).

Ampliando a analogia, com base no fato de que a rede de fluidos corporais nos seres humanos é essencial para a cicatrização dos ossos danificados, Osada adicionou uma quantidade-traço de um ativador de cicatrização - óxido de manganês - aos limites entre os grãos de alumina na cerâmica, que formam uma estrutura de rede 3D.

O resultado não poderia ser melhor: As cerâmicas cicatrizaram em apenas um minuto a 1.000° C, em comparação com as cerâmicas de autocura convencionais, que cicatrizam as fissuras depois de 1.000 horas a temperaturas mais elevadas. E 1.000° C é justamente a temperatura de operação das turbinas de avião, o que significa que o material estará operando na temperatura perfeita para que ela se recupere de qualquer dano eventual.

Com base nesses resultados, a equipe está partindo agora para sintetizar cerâmicas resistentes ao calor que nunca se romperão quando rachadas. Para isso, eles planejam selecionar os melhores ativadores de cicatrização e manipular com precisão sua dispersão nos grânulos do material, melhorando a capacidade de autocura da cerâmica.

Bibliografia:

A Novel Design Approach for Self-Crack-Healing Structural Ceramics with 3D Networks of Healing Activator
Toshio Osada, Kiichi Kamoda, Masanori Mitome, Toru Hara, Taichi Abe, Yuki Tamagawa, Wataru Nakao, Takahito Ohmura
Nature Scientific Reports
Vol.: 7, Article number: 17853
DOI: 10.1038/s41598-017-17942-6

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Se essa cerâmica demandou muito planejamento e inteligência para cicatrizar sozinha, imagine o osso, que é muito mais complexo e eficiente para a autocicatrização!? E Inteligência e planejamento só podem partir de um ser. No caso do osso, um Ser que tudo pode e tudo sabe, Deus. [ALM]

Sputnik, darwinismo e a reescrita da história à la viés ideológico

"Vocês sabem que a União soviética saiu na frente dos Estados Unidos na corrida espacial, com o Sputnik, porque começou a ensinar Darwin desde cedo, na escola. Enquanto os Estados Unidos negava Darwin, inclusive tinha um deputado, que agora me foge o nome, fez uma campanha para desconstruir o pensamento cientifico de Darwin que, no entanto está cada vez mais vivo. Qual foi o resultado? A União Soviética saiu na frente na corrida espacial. Logo os Estados Unidos viu que perdeu, e voltou a ensinar Darwin desde lá nos primórdios da escola." Leonel Brizola (PSOL-RJ)

Eu sinceramente desconheço quem começou a propagar essa associação totalmente desprovida de qualquer fundamento. A teoria evolutiva não tem qualquer relação com foguetes ou façanhas espaciais. Identifiquei no entanto que se trata de uma reescrita histórica aos moldes do ativismo ideológico:

"Em nome desses ideais [marxistas] sacrificou-se, muitas vezes, a objetividade científica e a verdade histórica, criou-se, à margem da narração imparcial dos fatos, uma anti-história e uma 'paraciência'". José Arthur Rios, sociólogo.

Os Estados Unidos foram mal na corrida espacial pelo planejamento robusto, mas cuidadoso, que entretanto valorizava mais a vida humana enquanto os soviéticos ocultavam seus acidentes e falhas. O programa americano era robusto, mais difícil que o soviético, isso traria benefícios apenas uma década depois. Na verdade a opção mais robusta resultou em fracassos simultâneos ao sucesso soviético (Vanguard vs Sputnik). Ambos os projetos foram baseados nos desenvolvimentos de Werner von Braun, um criacionista (que ironia não?). Essa parte é excluída da história porque existe a necessidade do foguete depender do ensino da evolução nas escolas, é claro.

A realidade é que os EUA perderam miseravelmente em número de façanhas. Enquanto os americanos contavam com seus cientistas e alemães para o projeto espacial e nuclear, os russos contavam com seus próprios cientistas, outros alemães e espiões em praticamente todos os projetos. Os americanos mantinham certa vigilância sobre homens como von Braun e até mesmo Oppenheimer (diretor do Projeto Manhattan).

Todos os meus amigos “soviéticofilos” sabem e conhecem a surra aplicada pelos russos que inclui (colando aqui só o que consta na Wiki) primeiro míssil balístico intercontinental, o primeiro satélite artificial(1957), o primeiro animal no espaço (1957), o primeiro homem no espaço (1961), a primeira mulher no espaço, a primeira caminhada no espaço, o primeiro veículo a entrar em órbita solar (1959), o primeiro impacto na Lua (1959), a primeira imagem do lado escuro da Lua (1959), o primeiro pouso suave na Lua(1966), o primeiro satélite artificial da Lua (1966), o primeiro rover na Lua (1970), a primeira estação espacial, a primeira sonda interplanetária, entre outras coisas.

O que você aprendeu hoje? Três coisas:

1. Que na verdade essa narrativa é tendenciosa, o que houve foi uma oportunidade de se inserir a teoria no currículo (o que é justo visto que políticos não tem que decidir nada sobre isso).

2. Que ironicamente era um criacionista o cara que liderava o projeto espacial americano e já havia proposto em 1954 (três anos antes da Sputnik) o seu trabalho que foi rejeitado. Por fim, liderou o projeto que em 16 de julho de 1969 levou o homem à Lua.

3. Que as características dessa narrativa, repetida por aí, configuram ativismo sutil, o mais persuasivo e perigoso de todos. Isso tem raízes ideológicas da mesma natureza que o ativismo político.

Referência

[1] Leonel Brizola Neto na Câmara de Vereadores do Rio de Janeiro.
[link]

Fonte: TDI Brasil

Samambaias inspiram armazenamento de energia 30 vezes mais eficiente

Fractais
Inspirado nos veios naturais da samambaia, este protótipo pretende não apenas ser o sucessor das atuais baterias, como também ser a resposta para que as necessidades dos aparelhos portáteis sejam supridas a partir da energia solar.

Copiando a solução que a natureza encontrou para preencher um espaço da maneira mais eficiente possível - através de intrincados padrões que se autorrepetem, conhecidos como fractais -, o novo tipo de eletrodo aumenta a densidade das tecnologias de armazenamento de energia similares em nada menos do que 3.000%.

Mais do que isso, o protótipo baseado em grafeno abre uma nova rota para o desenvolvimento de sistemas "tudo em um", capazes de captar e armazenar a energia solar, sistemas estes que estão se tornando possíveis graças aos filmes finos flexíveis.

Quando totalmente desenvolvida, uma solução assim permitirá a fabricação de celulares, notebooks e até edifícios autoalimentados, que não dependerão inteiramente da rede de energia elétrica para se recarregar - parte, ou até mesmo toda a energia, virá da luz solar.

Supercapacitores
Este novo eletrodo supereficiente foi projetado para trabalhar com supercapacitores, que são dispositivos de armazenamento de eletricidade que se recarregam e descarregam muito mais rapidamente do que as baterias.

Os supercapacitores têm sido combinados com a energia solar há algum tempo, mas seu uso mais amplo como solução de armazenamento tem permanecido restrito devido à sua capacidade limitada. Sendo 30 vezes mais eficiente em escala de laboratório em relação às opções até agora disponíveis, este protótipo pode mudar este quadro.

Litty Thekkekara, da Universidade de RMIT, na Austrália, destaca o fato de que sua criação é baseada na tecnologia de películas finas flexíveis, o que torna suas aplicações potenciais incontáveis.

"A possibilidade mais promissora é usar este eletrodo com uma célula solar, para fornecer uma solução de colheita e armazenamento de energia total em um único chip. Podemos fazer isso já com as células solares existentes, mas elas são volumosas e rígidas.

"O futuro real reside na integração do protótipo com uma célula solar de película fina flexível. Filmes finos solares poderiam ser usados em virtualmente qualquer lugar que você possa imaginar, de janelas a painéis de carro, telefones ou relógios inteligentes. Nós não precisaríamos mais de baterias para recarregar nossos telefones ou estações de recarregamento para nossos carros híbridos," entusiasma-se pesquisador.

Para que essas aplicações passem do reino das possibilidades para a realidade, a equipe agora terá que integrar seu eletrodo com as células solares orgânicas. Como inúmeras equipes ao redor do mundo trabalham nessa área, não será necessário esperar muito para ver estes testes começarem a ser feitos.

Bibliografia:
Bioinspired fractal electrodes for solar energy storages
Litty V. Thekkekara, Min Gu
Nature Scientific Reports
Vol.: 7, Article number: 45585
DOI: 10.1038/srep45585

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: O design inteligente das plantas sendo copiado pelos cientistas que, em muitos casos, negam que a vida, a exemplo da samambaia, possa ser fruto da obra de um Ser criador, infinitamente inteligente, aceitando que o acaso possa ter dado origem a toda essa sofisticação na natureza. Se ficamos admirados com a cópia e os cientistas, o que diremos do original e do seu Autor? [ALM]

Computador imita cérebro com supercondutores e LEDs

Computador neuromórfico
O supercomputador mais rápido do mundo, o Sunway TaihuLight, 100% chinês, executa mais cálculos por segundo do que um cérebro humano, mas consome cerca de 800.000 vezes mais energia.

Para tentar tirar essa diferença, uma equipe do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos EUA (NIST) está propondo um novo sistema de computação baseado em componentes supercondutores que se comunicam usando luz e que funciona de forma mais parecida com a arquitetura neural do cérebro humano.

Os cálculos de Jeffrey Shainline e seus colegas sugerem que seu computador-supercondutor-fotônico poderá operar com menos energia e realizar mais cálculos do que o cérebro humano - se bem que a capacidade estimada de cálculos do cérebro humano foi recentemente multiplicada por 100.

Neurônio teia de aranha
Nos computadores atuais, cada componente semicondutor interage com apenas alguns outros, aos quais são conectados por fiações diretas. Acontece que, se cada componente fosse ligado a milhares de outros, como ocorre no cérebro, a arquitetura do circuito rapidamente se torna caótica.

Para resolver isto, Shainline propõe usar fótons em vez de elétrons. Os fótons podem atuar como portadores de informação e podem se comunicar com inúmeros outros sem a necessidade de conexões com fios.

O neurônio artificial consiste de um fio supercondutor conectado a um LED - incorporado seria o melhor termo, já que ambos fazem parte do mesmo componente. Os dois elementos atuam como detector e transmissor de sinal, respectivamente.

Na ausência de fótons de entrada, o LED permanece desligado e o neurônio fica inativo. Quando o supercondutor absorve fótons, sua temperatura aumenta, provocando uma transição de uma fase supercondutora para uma fase metálica. Isso altera o fluxo de corrente no LED, ligando-o e tornando o neurônio ativo.

Como essa transição requer a absorção de múltiplos fótons, o circuito pode imitar os neurônios reais, que disparam apenas se o sinal de entrada superar um limiar. Guias de onda ramificados então canalizam os fótons emitidos para milhares de outros neurônios supercondutores, compondo o que os pesquisadores chamam de "neurônio teia de aranha".

Estrutura do computador (em cima) e de cada neurônio artificial, formado por um supercondutor e um LED (embaixo). [Imagem: Jeffrey M. Shainline et al. - 10.1103/PhysRevApplied.7.034013]

Operações
De acordo com os cálculos da equipe, esse sistema poderá realizar 10 vezes mais operações do que o cérebro humano e consumir apenas 20 W de energia.

Agora é aguardar que os engenheiros ponham a mão na massa e afiram se esse neurônio artificial em teia realmente funciona.

Bibliografia:
Superconducting Optoelectronic Circuits for Neuromorphic Computing
Jeffrey M. Shainline, Sonia M. Buckley, Richard P. Mirin, Sae Woo Nam
Physical Review Applied
Vol.: 7, 034013
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.7.034013

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Excelente o trabalho desses pesquisadores! Agora, imagine se alguém chegasse nesses cientistas e dissesse que o supercomputador que eles estão desenvolvendo pode ter surgido por mutações randômicas, lentas e graduais, tocado pelo acaso, em milhões de anos, o que será que eles diriam? Pois é... Mas biólogos evolucionistas e outros querem nos fazer acreditar que o cérebro humano, muito mais eficiente que esse que estão pelejando pra desenvolver, gastando tempo, neurônios e dinheiro, surgiu pelo processo natural de evolução... O nosso cérebro, como o próprio artigo sugere, pode ser até 100 vezes mais potente que imaginamos hoje, é a prova de água, é econômico, compacto, a prova de choque, pode funcionar com um hemisfério, é barato pra nutri-lo, é a máquina mais incrível que o homem já viu e que quer copiar... E você acreditou nisso? Nosso cérebro é muito inteligente pra crer nessas fantasias evolucionárias. Somente uma Mente super inteligente pode ter nos criado, um design inteligente de uma Mente que tudo sabe e tudo pode.[ALM]

Escama de cobra reduz atrito mecânico em 40%

A superfície inspirada nas escamas das cobras reduziu
o atrito entre dois materiais em inacreditáveis 40%.
[Imagem: Greiner/Schafer -
10.1088/1748-3190/10/4/044001]

Liso como cobra

A luta contra o atrito vem sendo enfrentada com superfícies cada vez mais lisas, eventualmente recobrindo o aço com diamante.

Mas uma superfície inspirada nas escamas das cobras reduziu o atrito entre dois materiais em quase inacreditáveis 40%.

A expectativa é que superfícies nanoestruturadas desse tipo possam otimizar equipamentos de todos os tipos, de motores de automóveis a equipamentos industriais e turbinas de aviões.

Christian Greiner e Michael Schafer, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha, voltaram sua atenção para as cobras porque elas são ótimas em escorregar por todo tipo de superfície e sua pele não se desgasta facilmente - tudo indica que elas só troquem de pele para crescer.

Mas os dois pesquisadores ficaram espantados quando testaram em laboratório as superfícies com texturas imitando as escamas dos animais.

"Se conseguíssemos uma redução de apenas 1% na fricção, nossos colegas engenheiros ficariam maravilhados; 40% é realmente um salto adiante e todos estão muito entusiasmados," disse Greiner.

Superfície antiatrito

A nova superfície antiatrito, contudo, não funciona bem em ambientes onde haja óleo ou outros lubrificantes. Na verdade, o efeito da pele de cobra, quando na presença de um lubrificante, cria três vezes mais atrito do que uma superfície lisa.

"Isto não é exatamente uma grande surpresa, já que nós estamos buscando inspiração na natureza e as espécies que imitamos vivem em ambientes secos e não secretam óleos ou outros líquidos em sua pele," disse Greiner.

Mas, como são muito mais eficientes do que as superfícies lisas, espera-se que as superfícies nanoestruturadas possam substituir os equipamentos lubrificados em um sem-número de aplicações.
Bibliografia:

Bio-inspired scale-like surface textures and their tribological properties
Christian Greiner, Michael Schafer
Bioinspiration & Biomimetics
Vol.: 10 044001
DOI: 10.1088/1748-3190/10/4/044001

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Mero acaso ou design inteligente expresso nas escamas das cobras (e em tudo nelas)? Se copiamos a natureza pela sua eficiência e perfeição, por que atribuímos à evolução a sua origem, em vez de atribuir a um Ser inteligentíssimo que projetou cada ser vivo? [ALM]

Beija-flor é mais eficiente que helicóptero

Tecnologia incomparável

A engenharia ainda não conseguiu se igualar à natureza quando o assunto é voar, segundo um estudo que compara colibris a helicópteros. Os pesquisadores afirmam que as “melhores” espécies dos passarinhos são 20% mais eficientes que um dos mais avançados micro-helicópteros do mundo. A comparação leva em conta a energia usada por ambos para se manter em voo. Quando se comparam helicópteros à média dos beija-flores, a tecnologia consegue empatar. O estudo, coordenado pelo professor David Lentink, da universidade de Stanford, na Califórnia, foi publicado na revista especializada Interface da Royal Society Journal britânica. Uma das maiores dificuldades do estudo foi medir a energia despendida pelos passarinhos ao flutuar no ar. “Imagine um pássaro de 4g: as forças são mínimas”, ele afirmou à BBC. “O resultado disso é que o arrasto nas asas de um beija-flor nunca foi medido com precisão.” O arrasto é a força contrária à força criada pelo bater das asas dos colibris.

Lentink e sua equipe tentaram verificar se as asas do beija-flor são mais eficientes – ou seja, se aplicam menos energia para superar a força do arrasto – do que as lâminas da hélice de um helicóptero de dimensões parecidas. A comparação foi feita com um micro-helicóptero avançado, o Black Hornet, que pesa 16g e é usado por militares britânicos em operações de vigilância no Afeganistão.

Para realizar as medições em laboratório, os cientistas usaram asas de espécimes de colibri mantidos em museus. As asas, avulsas, foram conectadas a um equipamento chamado girador de asa. Dessa forma, a equipe foi capaz de medir exatamente quanta energia precisa ser aplicada no bater de asas para levantar o peso do pássaro.

Colaboradores do professor Lentink na universidade de British Columbia, no Canadá, registraram o voo de beija-flores selvagens para medir os movimentos exatos de suas asas – que batem até 80 vezes por segundo.

“Ao combinarmos o movimento das asas com o arrasto (medido em laboratório), pudemos calcular a energia aerodinâmica que os músculos do beija-flor precisam gerar para sustentar o voo parado”, afirmou Lentink.

Uma espécie norte-americana de colibri, o Calypte anna, foi o campeão, flutuando com muito mais eficiência do que o helicóptero.

“Isso prova que se formos capazes de projetar asas melhores, podemos construir helicópteros que voam parados com tanta eficiência, se não mais, quanto colibris”, disse o especialista.

Ele concluiu ainda que em diversas áreas relativas ao voo, a tecnologia não chega nem perto da natureza. “Mas, se nos concentrarmos só na eficiência aerodinâmica, estamos mais perto do que nunca.”

Fonte: UOL Notícias

Nota do blog Criacionismo: Usando muito dinheiro, tempo e inteligência, os pesquisadores e sua tecnologia nem chegam perto da natureza, mas querem que acreditemos que a “tecnologia” da natureza é fruto de causas aleatórias e não de design inteligente... [MB]

Primeira folha sintética

As plantas são uma dádiva para a humanidade e a vida animal como um todo, fornecendo o oxigênio necessário para a existência. O problema é que elas não crescem em gravidade zero, o que impede seu uso para reciclagem do ar em viagens espaciais. Agora isso pode deixar de ser um problema com a primeira folha capaz de fazer a fotossíntese criada pela ação humana.

Julian Melchiorri, formado na universidade britânica Royal College of Art, criou uma alternativa à falta de terra, sol e nutrientes que normalmente são necessários para a fotossíntese. Sua criação utiliza cloroplastos (a parte da célula da planta responsável pela fotossíntese) e proteínas de seda para criar algo que parece uma folha visualmente, com a mesma capacidade de produção de oxigênio a partir do dióxido de carbono, água e luz.

O pesquisador pensou nas aplicações para viagens espaciais, que certamente devem ser observadas de perto pela Nasa, mas também pensou em aplicações mais cotidianas, como o fornecimento de ar fresco em um ambiente fechado, por exemplo, usando em uma luminária, por exemplo.

No vídeo abaixo, ele cita a possibilidade de que a fachada de prédios poderiam ser revestidas do material criado por ele para dar uma reciclada no ar da cidade.

Fonte: Olhar Digital

Nota: Parabéns ao pesquisador pela invenção da folha sintética. Porém, devemos notar algumas coisas importantes: Melchiorri não criou a folha do nada, ele apenas copiou o design inteligente que já existe nas folhas das plantas, além do fato de ter usado cloroplastos e proteínas da seda para isso. Imagine se o Criador da vida cobrasse royalties das invenções humanas... Outra coisa, as folhas das plantas são muitas vezes mais complexas e eficientes que as folhas sintéticas, são obras de altíssima tecnologia feitas para vier na Terra que o homem apenas consegue copiar grosso modo. Se supormos que um ser isento fosse colocado diante da folha sintética e de uma folha natural, será que essa pessoa isenta diria que a folha sintética apresenta um design inteligente (portanto, deve ter sido criada por um criador inteligente) e a folha natural teria evoluído lenta e gradualmente pelo acaso e pelas forças da natureza? Será que ele concluiria que a folha natural apresenta apenas um design inteligente aparente? Isso é o que os evolucionistas querem que acreditemos, que a vida evoluiu naturalmente, chegando a criar formas de vida extremamente complexas, organizadas e eficientes para desempenhar uma função específica. Haja fé no acaso! Uma fé que particularmente me recuso a ter, pela força da lógica, da razão. A vida é obra prima de Deus! Creio pela fé e pela razão. [ALM]

Lei Constructal explica evolução dos aviões

Lei Constructal
Uma "lei da física" proposta cerca de duas décadas atrás pretende explicar a evolução dos aviões de passageiros, do pequeno DC-3 a hélice de outrora até o enorme Boeing 787 de hoje.

E também pode fornecer dicas sobre como as empresas podem desenvolver projetos aeronáuticos de sucesso no futuro.

Além disso, essa lei conseguiria explicar por que o avião supersônico Concorde seguiu o mesmo caminho do extinto pássaro dodô - ele estava em um beco sem saída evolutivo.

"A evolução é um fenômeno universal que engloba a tecnologia e as bacias hidrográficas, assim como o design dos animais, e ela está enraizada na física na forma da Lei Constructal," defende Adrian Bejan, professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais na Universidade de Duke, nos Estados Unidos.

A Lei Constructal, ou lei dos construtos, foi proposta pelo próprio professor Bejan em 1996 - ela afirma que, para um sistema sobreviver, ele deve evoluir para aumentar sua capacidade de fluir, ou otimizar seu acesso ao fluxo.

Por exemplo, o sistema vascular humano evoluiu para permitir que o sangue flua através de uma rede de algumas artérias grandes e muitos pequenos capilares. Os sistemas fluviais, os galhos das árvores e as modernas redes de rodovias mostram essas mesmas forças em ação, segundo Bejan.

Lei da evolução dos aviões
No caso dos aviões comerciais, os projetos teriam evoluído para permitir que mais pessoas e objetos fluam por toda a face da Terra.

A Lei Constructal consegue explicar - de forma um tanto óbvia - as principais características de design dos aviões que tiveram sucesso comercial: a massa do motor permaneceu proporcional ao tamanho do corpo, o tamanho da asa tem relação com o comprimento da fuselagem e a capacidade de combustível aumentou proporcionalmente ao peso total da aeronave.

"As mesmas características de design podem ser vistas em qualquer grande animal terrestre," prossegue Bejan. "Animais maiores têm um tempo de vida mais longo e viajam distâncias maiores, exatamente como os aviões de passageiros foram concebidos. Por exemplo, a razão entre o motor e o tamanho da aeronave é análoga à relação do tamanho total do corpo de um grande animal com o coração, pulmões e músculos."

Essa "evolução dos aviões", quando posta em um gráfico - uma espécie de "árvore da vida aeronáutica" - parece revelar duas características básicas.

Ao longo do tempo, foram fabricados novos aviões comerciais de todos os tamanhos, mas os maiores se juntam em modelos ainda maiores.

E a linha que melhor descreve a relação da massa e da velocidade dos aviões é bastante semelhante à estatística de massa e velocidade de vários mamíferos, lagartos, pássaros e insetos.

Extinção do Concorde
Nessa taxonomia aeronáutica, no entanto, uma espécie aparece completamente fora da curva no gráfico - o Concorde.

"O Concorde estava muito longe das proporções que a evolução produziu nos jatos de passageiros," explicou Bejan.

O pesquisador aponta que o supersônico tinha uma capacidade de passageiros limitada, uma baixa relação massa/velocidade, uma relação fuselagem/envergadura das asas fora da curva, motores enormes e grande consumo de combustível.

Segundo Bejan, para não verem suas criações extintas pela lei da evolução aeronáutica, os projetistas do futuro, antes de mandar seus desenhos para fabricação, deveriam verificar se seus designs são inteligentes o suficiente para sobreviver - isto é, se eles se encaixam na curva traçada pela Lei Constructal.

Bibliografia:The Evolution of Airplanes
Adrian Bejan, Jordan D. Charles, Sylvie Lorente
Journal of Applied Physics
Vol.: 116, 044901
DOI: 10.1063/1.4886855

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Quero atentar nesta nota à grande diferença entre a "evolução" das máquinas criadas pelo homem com a "evolução" da vida por forças naturais. O autor deste artigo acima mistura as coisas, como se não houvesse um abismo entre elas. Só esqueceram de mencionar que a "evolução" dos aviões foi dirigida por mentes inteligentes (que perceberam a necessidade de aperfeiçoar o avião) e o criador das aeronaves foi o homem, e não pelo acaso das mutações e seleção natural dos seres vivos. Claro que foi uma comparação, mas querem nos fazer acreditar, mesmo de forma indireta, que naturalmente um organismo vivo pode evoluir, onde uma espécie pode se transformar em outra naturalmente ao longo do tempo, onde os organismos muito mais complexos que uma aeronave tenham surgido naturalmente. A lei constructal pode explicar a evolução dos aviões (por ter uma mente inteligente por detrás), entendo isso, mas não pode explicar empiricamente a evolução da vida (por não haver mecanismos de geração de uma nova forma de vida - adaptação de uma espécie dentro da espécie sim, mas nunca uma nova espécie). Há uma diferença gritante entre um e outro. Também há um problema com o termo "evolução" das espécies vivas, que concerne em não diferenciar a chamada "microevolução" (variação dentro da mesma espécie) da "macroevolução" (surgimento de novas espécies via mutações e seleção natural). A "microevolução" é um fato, mas a "macroevolução" não. As mutações em seres vivos não geram nova informação genética funcionais naturalmente... Que o digam as drosophilas - mosquinhas que vêm sendo torturadas há anos em laboratórios, mas não confessaram a evolução. Seria como esperar milhões de anos para ver um DC-3 se transformar em um Boeing 787 naturalmente, somente pela Lei constructal, pelo acaso e pela seleção natural, sem uma mente inteligente guiando as adaptações/melhorias ao novo ambiente (o mercado consumidor, no caso as aeronaves). As aeronaves precisam de um projeto inteligente a cada novo modelo que sai das fábricas, mas a vida não precisaria disso? Acreditar que o homem seja resultado de uma força natural e sua invenção (o avião) não, é uma crença bem interessante, da qual eu não compartilho, por ser irracional. Na verdade, a 2ª Lei da Termodinâmica impede que, naturalmente, um ser vivo menos complexo possa evoluir para um ser vivo mais complexo. [ALM]

Micromotor mais rápido do mundo chega a 18.000 RPM

Menor micromotor elétrico
Ele não é o menor motor elétrico do mundo porque os nanomotoresjá chegaram ao nível molecular.

Mas certamente é um dos menores motores elétricos capazes de realizar trabalhos em equipamentos ultraminiaturizados, como os MEMS (sistemas microeletromecânicos) ou mesmo os NEMS (sistemas nanoeletromecânicos).

Kwanoh Kim, da Universidade do Texas em Austin, nos Estados Unidos, é sincero ao dizer que seu micromotor está pronto para movimentar "equipamentos que ainda deverão ser inventados".

Com cerca de 1 micrômetro de diâmetro, o micromotor é cerca de 500 vezes menor do que um grão de sal, podendo caber fácil dentro de uma célula humana.

E seu funcionamento é vigoroso: o protótipo girou a 18.000 rotações por minuto (RPM) durante mais de 15 horas, quando outros micromotores ficam ao redor das 500 RPM, e não são muito duráveis.

Além disso, é possível pará-lo, colocá-lo novamente em movimento e fazê-lo mudar o sentido de rotação.

Outra demonstração interessante consistiu em colocar vários micromotores lado a lado e controlá-los simultaneamente, fazendo com que girassem de forma sincronizada, o que pode ser importante para fazer trabalhos mais significativos ou para controlar enxames de robôs.

Nota: Invenção muito boa e útil para a ciência! Parabéns aos desenvolvedores desse nanomotor! Porém, apesar de saber que é um motor elétrico/mecânico, o nanomotor mais rápido do mundo não é esse da notícia, e sim o motor do flagelo bacteriano, que roda a 200.000 RPM. Uma verdadeira obra prima da Criação, um espetáculo de design inteligente. Tem duas marchas, roda no sentido contrário em um quarto de volta, etc. Veja o vídeo do flagelo bacteriano clicando aqui e a palestra do Dr. Marcos Eberlin em seguida clicando aqui, que explica essa beleza de engenharia, o flagelo bacteriano.[ALM]

Relógio astronômico marca com precisão movimentos do Sistema Solar

“The Midnight Planétarium” ou, em tradução livre, “O Planetário da Meia-Noite” é um relógio simplesmente extraordinário. Muito mais do que um simples relógio de pulso, o objeto é um feito incrível de engenharia e design. Além de mostrar o tempo, o relógio também exibe com precisão o movimento de seis planetas de nosso sistema solar à medida que eles orbitam o Sol.

Cada um destes planetas é representado por uma pedra preciosa ou semipreciosa criteriosamente selecionada para representar as cores que cada planeta possui: serpentina (a pedra, e não a fita de papel do Carnaval, obviamente) representa Mercúrio, enquanto cloromelanita faz as vezes de Vênus, turquesa é utilizada para simbolizar a Terra, jaspe-vermelho representa Marte, ágata azul, Júpiter e a pouco conhecida pedra sugilite simboliza Saturno.

Os dois outros planetas de nosso sistema solar foram excluídos porque o tamanho acentuado de suas órbitas faria com que os movimentos no relógio se tornassem imperceptíveis e impraticáveis. A título de curiosidade, Urano completa uma volta no sol apenas a cada 84 anos terrestres, enquanto Netuno realiza a mesma viagem ainda mais vagarosamente: em 164 anos.

Cada um destes planetas é representado por uma pedra preciosa ou semipreciosa criteriosamente selecionada para representar as cores que cada planeta possui: serpentina (a pedra, e não a fita de papel do Carnaval, obviamente) representa Mercúrio, enquanto cloromelanita faz as vezes de Vênus, turquesa é utilizada para simbolizar a Terra, jaspe-vermelho representa Marte, ágata azul, Júpiter e a pouco conhecida pedra sugilite simboliza Saturno.

Os dois outros planetas de nosso sistema solar foram excluídos porque o tamanho acentuado de suas órbitas faria com que os movimentos no relógio se tornassem imperceptíveis e impraticáveis. A título de curiosidade, Urano completa uma volta no sol apenas a cada 84 anos terrestres, enquanto Netuno realiza a mesma viagem ainda mais vagarosamente: em 164 anos.

Nota: E querem que você e eu acreditemos que o Universo que este relógio extremamente complexo e organizado tenta imitar, seja o resultado da ação do acaso e forças naturais, um Universo com leis finamente ajustadas e que permitem ser o próprio Universo mais preciso que esse relógio engenhado pelos seus projetistas inteligentes (os suíços). Pela lógica evolucionista, esse relógio evoluiu, e não foi planejado por uma mente inteligente. Aí fica difícil acreditar na evolução cosmológica. O Universo é puro design inteligente, só na enxerga quem não quer.[ALM]

Imagens da Terra em tempo real

Veja imagens da Terra em tempo real direto da Estação Espacial Internacional (ISS). A novidade pode ser acompanhada pelo site USTREAM.

Parafraseando Yuri Gagarin: Estive no céu e vi Deus lá (ainda que de forma indireta). A Terra é uma maravilha de design inteligente claramente observável devido a muitos fatores que postamos neste blog constantemente, onde se resumem às condições finamente ajustadas para a manutenção da vida. São muitas e um milagre que o acaso não daria conta de criar.

André Luiz Marques

Peixe-robô imita grandes escapadas de peixes reais

Escapada robótica
Os peixes robóticos ainda não evoluíram o suficiente para substituir os submarinos robôs, mas agora eles começaram a acelerar firmes nesse rumo.

Em vez de construir um robô rígido, ou acionado por eixos e engrenagens rígidas, Andrew Marchese e seus colegas do MIT construíram o que eles chamam de um "robô mole".

O movimento do robô é feito por um sistema de "músculos artificiais fluídicos", que dão ao peixe robótico a capacidade para alterar continuamente o formato do corpo.

Os ganhos puderam ser percebidos imediatamente: o peixe-robô é tão rápido que consegue simular a rápida aceleração que permite que os peixes escapem dos predadores.

Dois canais internos, um em cada lateral do corpo do peixe-robô, recebem dióxido de carbono liberado na medida exata para executar o movimento ondulante característico dos peixes.

O dióxido de carbono fica em um pequeno tanque no centro do corpo do robô, com capacidade suficiente para até 30 manobras de escapada rápida.

"O peixe foi projetado para explorar capacidades de desempenho, não a operação a longo prazo," disse Marchese. "Os próximos passos envolverão construir algo que tenha um melhor equilíbrio entre desempenho e durabilidade."

Ele espera que a nova versão possa nadar por pelo menos 30 minutos e, no futuro, até mais, eventualmente reciclando o dióxido de carbono, fazendo-o fluir entre dois tanques.

Bibliografia:
Autonomous Soft Robotic Fish Capable of Escape Maneuvers Using Fluidic Elastomer Actuators
Andrew D. Marchese, Cagdas D. Onal, Daniela Rus
Soft Robotics
Vol.: 1(1): 75-87
DOI: 10.1089/soro.2013.0009

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Esse ninguém duvida que é puro design inteligente. Mas, e os peixes reais que são muito mais perfeitos e complexos que esse peixe-robô?[ALM]

Movimento complexo do coração é reproduzido por músculos artificiais

O coração faz o sangue circular como se estivesse torcendo uma toalha.[Imagem: Harvard HWI/HSEAS]

Torcida do coração

Para imitar as fibras musculares humanas, já existem os músculos artificiais.

Mas imitar o músculo cardíaco não é tão simples.

O coração é bem mais complexo do que uma bomba - na verdade, ele faz o sangue circular de forma mais parecida com o movimento de se torcer uma toalha.

Quando o coração se contrai, sua base gira no sentido anti-horário, enquanto sua parte superior gira no sentido horário - esse movimento é chamado torção ventricular esquerda, e pode ser usado como um indicador da saúde do coração.

Agora, uma equipe da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, finalmente conseguiu reproduzir esse complexo movimento em um material artificial.

"A maioria dos modelos de coração [artificial] atuais não imitam o movimento 3D do coração. Eles levam em consideração apenas o bombeamento," disse Ellen Roche, que desenvolveu o músculo cardíaco artificial.

Músculos artificiais pneumáticos

Roche e seus colegas desenvolveram um tipo especial de músculo artificial pneumático que é feito inteiramente de materiais moles e flexíveis - elastômero de silicone com uma malha trançada de reforço. Quando recebe ar sob pressão, o músculo se contrai.

A equipe então incorporou vários desses músculos artificiais pneumáticos em uma matriz feita com o mesmo elastômero. Sob pressão, os músculos individuais mudam de orientação dentro da matriz, fazendo o conjunto todo imitar com perfeição o complexo movimento do coração.

A base do coração artificial são músculos artificiais pneumáticos. [Imagem: Harvard HWI/HSEAS]

Embora ainda esteja longe de poder substituir um coração biológico em um paciente cardíaco, o coração artificial consegue imitar com precisão o tipo de dano que ocorre durante eventos cardíacos, o que o torna um laboratório para o estudo e o desenvolvimento de tratamentos para essas condições.

E outras possibilidades de uso também já estão na mira dos pesquisadores, sobretudo no campo da robótica.

O corpo humano está repleto de sistemas musculares que dobram, giram, esticam e flexionam segundo padrões complexos, gerando movimentos com grande eficiência.

Até agora, porém, não era possível reproduzir esses sistemas artificialmente pela falta de um conjunto de músculos artificiais que pudesse se movimentar de forma coordenada e previsível.

Bibliografia:

Actuators: A Bioinspired Soft Actuated Material
Ellen T. Roche, Robert Wohlfarth, Johannes T. B. Overvelde, Nikolay V. Vasilyev, Frank A. Pigula, David J. Mooney, Katia Bertoldi, Conor J. Walsh
Advanced Materials
Vol.: 26 (8): 1145
DOI: 10.1002/adma.201470047

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota: Parabéns à equipe de pesquisadores que está desenvolvendo este projeto importante para a medicina, ainda que seja um coração artificial que está longe de poder substituir um coração biológico, que é altamente mais complexo que o desenvolvido por mentes brilhantes como as dessa equipe! Agora, fico imaginando como alguém pode dar créditos à ideia de que o coração humano e os dos animais surgiram como obra de uma evolução dirigida por forças naturais não guiadas racionalmente, como se fosse mágica, sem a necessidade de um projetista super, hiper, mega inteligente. Ninguém duvida que o coração artificial seja obra de mentes pensantes e tecnologia de ponta, mas muitos duvidam que o coração biológico seja produto de um design inteligente, que demanda um Projetista. Ainda que não possamos ver o Criador, Ele nos deixou inúmeras evidências racionais para crermos em Sua existência e em Seu poder criador, como no caso do coração humano. Mas, no próprio "coração" humano, Deus deixou um sentimento comum em todos nós (crentes ou não crentes), como bem disse Blaise Pascal: "Há um vazio no formato de Deus no coração de todo homem". [ALM]

Cientistas usam design da romã para criar bateria 10x melhor que as atuais

Foto: Divulgação

Está em desenvolvimento um novo tipo de bateria que consegue armazenar até dez vezes mais energia que os modelos convencionais. Ela foi pensada por cientistas da Universidade de Stanford, que se inspiraram em romãs para encontrar o design ideal.

Há algum tempo se tenta criar baterias de lítio que, para manter a carga, usem silício, que tem potencial dez vezes superior ao dos materiais usados atualmente. Só que o silício se quebra no momento da recarga, por causa do calor.

Foi aí que entrou a fruta, a peça que faltava no quebra-cabeças. O pessoal de Stanford uniu nanofios de silício em bolhas de carbono e os organizaram da mesma forma que as sementes da romã; assim, a eletricidade é conduzida sem que se precise expor o silício.

Os núcleos são tão pequenos que é difícil acontecer de se romperem, e há bastante espaço entre eles para que o silício se expanda sem ser rompido.

Mesmo depois de mil ciclos de recarga, essa bateria é capaz de funcionar em 97% de sua capacidade, o que a torna apta ao mercado comercial. Só que ela ainda não está totalmente pronta, deve levar algum tempo até que sejam liberadas.

Fonte: Olhar Digital

Nota: Imagine se o Criador da romã decidisse cobrar royalties por estarem copiando seu design inteligente? E muitos ainda querem não atribuir tal design inteligente a Deus, dando o crédito para o acaso e para a evolução. Cabeças pensantes se debruçam há anos para criar uma bateria, como esta que está em desenvolvimento em Stanford, e mesmo assim precisam copiar o design inteligente da natureza para aperfeiçoar essa bateria. Já parou para pensar na loucura que é acreditar que forças naturais possam ter criado, por si mesmas, algo infinitamente mais complexo, organizado e funcional que uma bateria que, por sinal, ainda está em desenvolvimento? Se você quiser ser enganado com tal estória, fique à vontade para acreditar, amigo leitor. Mas, racionalmente, eu não. O design da romã é perfeito demais pra eu acreditar que foi obra do acaso. A assinatura de Deus na natureza são as evidências de design inteligente. Que este seja também o seu pensamento![ALM]

Supercomputador K simula 1% do cérebro humano

A maior simulação computadorizada já feita de uma rede neural - uma espécie de cérebro eletrônico - acaba de ser realizada no Japão. A simulação foi possível graças ao desenvolvimento de estruturas de dados avançadas para o software de simulação NEST, um programa de código aberto disponível gratuitamente para cientistas de todo o mundo. Rodando o NEST em um supercomputador japonês, a simulação alcançou 1,73 bilhão de neurônios, interconectados por 10,4 trilhões de sinapses. Simular uma rede neuronal - e um processo como o aprendizado, por exemplo - requer grandes quantidades de memória porque as sinapses são modificadas constantemente pela interação neuronal, e o simulador precisa oferecer condições para essas modificações. Assim, mais importante do que o número de neurônios na rede neural simulada é o fato de que, durante a simulação, cada sinapse entre os neurônios excitatórios contou com 24 bytes de memória, permitindo uma descrição matemática precisa da rede.

Usando os 82.944 processadores do Supercomputador K, um dos mais rápidos do mundo, o programa levou 40 minutos para completar a simulação de 1 segundo de atividade da rede neural em tempo real - ou seja, 40 minutos de tempo computacional se traduzem em 1 segundo de tempo biológico.

Embora a simulação esteja sendo comemorada como um marco no campo das neurociências, ela representa apenas 1% da rede neural já mapeada do cérebro. Assim, o objetivo da equipe japonesa e alemã era avaliar a capacidade dos supercomputadores e, principalmente, do programa de simulação, que agora poderá ser aprimorado.

“Se os computadores de escala peta, como o Computador K, são capazes de simular 1% da rede de um cérebro humano hoje, então sabemos que a simulação de todo o cérebro no nível das células nervosas individuais, e todas as suas sinapses, será possível com os computadores de escala exa, que provavelmente estarão disponíveis na próxima década”, explica Markus Diesmann, da Universidade Julich, na Alemanha.

No total, o simulador usou cerca de 1 petabyte de memória principal, que corresponde à memória de cerca de 250.000 PCs comuns. O trabalho será uma das bases do Projeto Cérebro Humano, que começará a funcionar em outubro deste ano.

Em lugar de supercomputadores, uma equipe britânica está usando um conjunto de processadores de baixo custo, já tendo atingido uma simulação de 1 bilhão de neurônios:

Fonte: Inovação Tecnológica

Nota do blog Criacionismo: Resumindo: o mais potente computador já criado pelo ser humano inteligente consegue simular apenas um por cento da capacidade do cérebro biológico surgido como resultado de mutações aleatórias filtradas pela seleção natural, ou seja, sem a intervenção de uma mente inteligente! Resumindo de outro modo: o cérebro humano inteligente é capaz de criar um cérebro artificial que imita apenas um por cento da capacidade de seu criador que crê que seu cérebro não foi criado! (Nem todos creem assim, eu sei.) Enquanto o cérebro humano tem apenas em média um quilo e meio e pode ser facilmente segurado na palma de uma mão, ou seja, é algo muito grande num espaço muito pequeno (como diria Carl Sagan), o Supercomputador K ocupa uma sala enorme (veja o tamanho da "criança" na foto lá em baixo). O cérebro humano resiste relativamente bem a pancadas e é à prova d'água (você pode mergulhar à vontade com ele). Mas experimente jogar água sobre seu computador... O cérebro humano processa inconscientemente quantidade tal de informação que travaria qualquer supercomputador. Resumindo o resumo: o cérebro humano é tremendamente mais complexo que o melhor cérebro que ele pode criar. E como toda criação sempre é inferior ao seu criador, como deve ser o criador do cérebro humano?

Noticiando o mesmo feito, o site Tecmundo destacou: “Em diversos filmes que fizeram sucesso nos cinemas,

há robôs que contam com inteligência bastante parecida com a dos seres humanos – dois bons exemplos disso são as produções ‘Eu, Robô’ e ‘A.I. Inteligência Artificial’. No entanto, a tecnologia atual está consideravelmente longe de conseguir máquinas tão desenvolvidas. [...] Para que isso seja possível, foi utilizado o sistema NEST e estruturas de dados feitas exclusivamente para a pesquisa. Além disso, o supercomputador simulou o funcionamento de neurônios e sinapses, da mesma maneira que acontece em cérebros orgânicos – trabalho muito complicado, especialmente pela grande quantidade de memória que a máquina precisou utilizar.” 

Interessante: a nanotecnologia de que dependemos para viver existe há milênios e supera em muito a nanotecnologia que o ser humano começou a usar em anos recentes; nossas mitocôndrias (verdadeiras usinas conversoras de energia miniaturizadas) são tremendamente mais eficazes que as mais modernas hidrelétricas; e eu poderia mencionar aqui inúmeros outros exemplos de sistemas irredutivelmente complexos que os pesquisadores conseguem apenas imitar – mas o aspecto irônico em tudo isso é que muitos desses pesquisadores insistem na tese de que a vida não dependeu de um Criador inteligente para trazê-la à existência. Quanta contradição![MB]

Robô chita bate record de velocidade

Um robô bateu um novo recorde de velocidade para um robô com pernas. A máquina é conhecida como chita, atinge os 29 quilómetros por hora e os criadores pretendem utilizá-la em situações de guerra.

O robô chita pertence à Agência de Pesquisa Avançada e Projectos da Defesa americana (Darpa, sigla em inglês), administrada pelo Pentágono, e foi criado pela empresa Boston Dynamics.

A máquina de quatro patas atingiu a velocidade de 29 quilómetros por hora, em laboratório.

O recorde de velocidade de um robô desta classe era 21 quilómetros por hora e pertencia ao Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), desde 1989.

O objectivo desta nova máquina é ajudar soldados em missões de longa distância durante guerras.

Os movimentos do robô foram baseados em movimentos de animais velozes e a máquina projecta-se, estendendo as suas costas e tornando-as flexíveis, aumentando o alcance dos passos.

O robô chita tem o tamanho de um cachorro.

Para já, a versão actual do animal depende de uma bomba hidráulica externa e um cientista tem que agarrar num tubo para que este não lhe atrapalhe a corrida. No entanto, deve sair um protótipo, este ano, que resolverá o problema.

A mesma empresa já criou outros modelos baseados em animais. O BigDog (Cão Grande, traduzido em português) faz percursos até 20,6 quilómetros, percorre caminhos húmidos de 35 graus de inclinação e transporta até 150 quilos.

Já o Rise, semelhante a um lagarto, sobe paredes, árvores e cercas usando as pequenas garras dos pés e uma cauda para ter equilíbrio.

Fonte: TV Net

Nota: Interessante é notar que mesmo havendo um planejamento inteligente por traz desse robô, ainda ele está sendo aperfeiçoado pelos inventores dele. Agora, como conceber a ideia de que a "máquina" perfeita que inspirou a invenção do robô chita tenha surgido por fatores unicamente naturais, o acaso cego e burro? A verdade é que o homem tenta copiar a natureza em sua perfeição e não quer aceitar a existência do Inventor de todo esse design inteligente que há na natureza, no caso, a chita. Deus não é aceito porque muitos não querem que Ele exista, pois não querem concordar com a ideia de que devem prestar contas com o seu Criador, vivendo segundo suas próprias paixões, cobiças e orgulho. A natureza revela que há um Criador, assim como a observação desse robô revela que há engenheiros que "queimaram" neurônios copiado a natureza e criando o robô chita.[ALM]

Veja o vídeo abaixo do protótipo do robô chita:



Agora compare com a corrida da chita (guepardo) que corre a mais de 110 km/h:

Beija-flor robô tenta imitar o original

O que torna o beija-flor um pássaro digno de admiração, além de sua beleza, é a incrível capacidade de voo. Com suas asas diminutas, esse pequeno pássaro consegue parar no ar, voar de lado, ir para frente e para trás com grande velocidade. De olho há um bom tempo nessas proezas, depois de cinco anos de esforços, a empresa norte-americana AeroVironment desenvolveu ao curso de quatro milhões de dólares um beija-flor robô que voa quase com a mesma destreza do pássaro de verdade.

Como o nome de Nano Hummingbird (Nanobeija-flor), o beija-flor robô mede 16 centímetros, pesa 19 gramas e atinge a velocidade de 18 km por hora. Suas baterias recarregáveis proporcionam autonomia de voo de apenas oito minutos.

Uma câmara instalada no robozinho alado permite ao operador dirigir o “pássaro” a distância e explorar locais fora do alcance visual de quem o controla. Infelizmente, a invenção foi financiada pelos militares que esperam utilizá-la para espionagem.

Já é sabido pelos cientistas que a aerodinâmica e o impulso gerados pelas asas dos pássaros são muito mais complexos do que os dos aviões e helicópteros que voam usando asas rígidas para dar sustentação e hélices ou outro tipo de propulsão para gerar a impulsão. A invenção do Nanobeija-flor, que apenas imita as capacidades do beija-flor de verdade, deveria encher os cientistas de maior admiração pelo Criador das aves.

(Michelson Borges)

Fonte: Digitais do Criador