Sistema anti-bêbado detecta embriaguez com câmera termal
Sistema anti-bêbado
Bêbados não se dão tão bem com os bafômetros quanto com os bicos das garrafas, mas logo isso não será mais um problema para as autoridades.
Uma nova tecnologia de imageamento termal poderá ser usada para identificar os bêbados ainda no estacionamento, antes mesmo que eles peguem na direção.
Dois pesquisadores gregos desenvolveram um software que consegue determinar de forma objetiva se alguém consumiu uma quantidade excessiva de álcool baseando-se unicamente nas diferenças de temperatura entre as diversas partes do rosto da pessoa.
O "mapa de temperatura" da face nada mais é do que uma foto digital tirada por uma câmera infravermelha, sensível ao calor.
Vermelho de álcool
Georgia Koukiou e Vassilis Anastassopoulos, da Universidade de Patras, fazem questão de salientar a objetividade do seu método, em contraposição a avaliações subjetivas do estado do estróina, o que permitirá o uso da medição pelas autoridades como evidência da embriaguez.
Como o álcool causa uma dilatação dos vasos sanguíneos na superfície da pele, a embriaguez faz surgirem "pontos quentes" no rosto que podem ser detectados com uma câmera termal.
A técnica baseia-se na medição dos valores dos pixels equivalentes a pontos específicos da face.
A seguir, o nível de embriaguez pode ser determinado por dois métodos: pela comparação dos valores lidos com os valores de uma base de dados de pessoas sóbrias e embriagadas, ou pela avaliação apenas do rosto do suspeito, comparando os valores sobretudo da testa e do nariz.
O programa é uma variação de uma técnica similar, que foi usada recentemente em vários aeroportos para detectar se uma pessoa estava com febre, podendo ser portadora da gripe suína.
Drunk person identification using thermal infrared images
Georgia Koukiou, Vassilis Anastassopoulos
International Journal of Electronic Security and Digital Forensics
Vol.: 4, 229-243
Clonar seu próprio rosto já não é tão difícil assim
Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/08/2012
Animatrônica
Personagens virtuais ultra-realísticos estão revolucionando não apenas as animações e os jogos, mas o cinema como um todo.
O grande objetivo da animatrônica, contudo, é criar robôs físicos, e não apenas personagens virtuais, que se pareçam e se movimentem como humanos de verdade.
Embora ainda existam discussões se os robôs devem realmente se parecer com os seres humanos, máscaras robóticas com faces verdadeiramente "humanizadas" ainda são resultado de um trabalho artesanal e demorado.
Mas um novo software, criado por pesquisadores da Suíça, consegue automatizar o processo de clonagem de faces humanas de uma forma que simplifica radicalmente a criação das peles sintéticas para recobrir os robôs animatrônicos.
Robôs animatrônicos
Para ser convincente, um robô animatrônico precisa ser capaz de demonstrar uma série de expressões faciais, cada uma com "deformações" diferentes e muito sutis ao longo do rosto.
E essas deformações variam de indivíduo para indivíduo, já que nenhum rosto é igual ao outro.
O grande trabalho é replicar as texturas necessárias para gerar os movimentos individuais de cada rosto replicado.
O novo programa automatiza esse processo.
Tudo começa com um escaneamento 3D do rosto que se deseja clonar.
Então, um novo esquema de otimização determina o formato da pele sintética, não apenas superficialmente, mas em termos de espessura e densidade.
O programa também gera os parâmetros de controle da cabeça robótica, para que seus atuadores produzam os movimentos da pele de forma mais próxima possível do ser humano real.
Clonagem facial
"Com nosso método, nós podemos simplesmente criar um clone robótico de uma pessoa real," garante Bernd Bickel, do laboratório de pesquisas Disney, que trabalhou em colaboração com cientistas do instituto ETH, de Zurique.
"A pele projetada digitalmente pode ser fabricada por injeção ou com tecnologias deprototipagem. Nós usamos uma impressora 3D para criar um molde, e usamos silicone com propriedades similares às da pele humana como material básico," completa ele.
Segundo a equipe, a diferença essencial da pele sintética criada com a nova tecnologia está nas sutis variações de espessura, que permitem copiar até mesmo minúsculas rugas da pele do candidato à clonagem.
Physical Face Cloning
B. Bickel, P. Kaufmann, M. Skouras, B. Thomaszewski, D. Bradley, T. Beeler, P, Jackson, S. Marschner, W. Matusik, M. Gross
Proceedings of SIGGRAPH 2012
http://www.disneyresearch.com/research/projects/physicalfacecloning_paper1.pdf
Programa reconhece qualquer idioma falado
Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/08/2012
Tradutor instantâneo
Pesquisadores noruegueses estão prestes a concluir um programa de reconhecimento de voz e tradução automática que pretende nada menos do que ser capaz de reconhecer qualquer idioma, sem necessidade de aprendizado prévio.
Os tradutores instantâneos são bem conhecidos dos filmes de ficção científica. Na realidade, o que melhor se conseguiu até hoje são os tradutores online, que dependem de textos escritos.
Os comandos de voz, por sua vez, estão restritos a "conversas" limitadas com um telefone celular, sempre em um idioma bem definido.
A maior dificuldade é justamente obter um reconhecimento de voz preciso.
Por isso espanta o ambicioso projeto coordenado pelo professor Torbjorn Svendsen, da Universidade de Ciência e Tecnologia da Noruega.
Preocupados com o isolamento do país, devido em parte ao seu pouco falado idioma, a equipe quer logo um programa que entenda qualquer idioma.
Diferenças na fala
As linguagens faladas diferem largamente das linguagens escritas que, na maior parte do mundo, são expressas sempre pelas mesmas 26 letras. Na fala, contudo, a linguagem difere de indivíduo para indivíduo, mesmo entre falantes do mesmo idioma.
Apesar disso, Svendsen e seus colegas descobriram que a vocalização humana é fundamentalmente a mesma de um idioma para o outro - ela depende de um aparato fisiológico similar, que funciona sempre da mesma maneira.
O método envolve treinar um programa de computador para que ele determine que partes dos órgãos da fala são ativadas, partindo unicamente da análise da pressão das ondas sonoras captadas pelo microfone.
Desta forma, a tecnologia que eles estão desenvolvendo poderá ser aplicada a qualquer língua, sem depender de falantes de cada idioma para treinar uma máquina.
Os pesquisadores basearam sua abordagem na fonética, isto é, no estudo dos sons da fala humana.
Eles também incorporaram ao sistema uma correspondência entre a frequência do som e as palavras, e como as palavras são colocadas juntas para formar sentenças.
Tecnologias de reconhecimento de voz
Hoje, existem basicamente dois tipos de sistemas de reconhecimento de voz, ambos baseados em textos escritos e vocalizações gravadas para treinar o programa.
O primeiro método é estatístico, baseando-se na frequência de pico da vocalização. Por exemplo, um pico entre 750 e 1.200 hertz (Hz) indica um "a", enquanto um pico entre 350 e 800 Hz indica um "u".
O segundo método consiste em deixar o treinamento por conta de um programa deinteligência artificial rodando no computador, e alimentando-o com volumes gigantescos de dados.
A abordagem da equipe norueguesa é mista, incluindo aprendizado a partir de dados, aprendizado por regras e a análise instantânea dos padrões sonoros.
"Temos grande confiança na abordagem estatística. Entretanto, também precisamos considerar os padrões de previsibilidade que existem na fala no mundo real," diz o pesquisador.
Isto porque o jeito de falar varia de indivíduo para indivíduo, devido a variações no dialeto, na fisiologia, na educação, no sotaque e até na saúde de cada pessoa.
Tudo isso afeta a produção da voz e a estrutura das frases, e o programa é capaz de reconhecer isto.
"Estamos atualmente desenvolvendo um programa de computador que determina a probabilidade de várias características distintivas estarem presentes ou ausentes durante a produção do som. Por exemplo, se há vibração das cordas vocais, isso indica a ocorrência de um som vocalizado. Este é o nosso método de classificação de sons," explica o professor Svendsen.
Isolamento do idioma
Os resultados estão se mostrando mais do que promissores.
Os cientistas afirmam que o módulo básico de classificação dos sons já é independente da linguagem, e o próximo passo é extrair essa parte do código para criar um módulo que possa ser usado em produtos de reconhecimento de voz comerciais - em qualquer idioma.
O programa leva de 30 a 60 segundos para identificar um idioma, passando a interpretá-lo corretamente a partir daí, sem novas esperas.
"Esta solução vai resultar em economias tanto de tempo quanto de dinheiro. É uma tecnologia importante, e não só para as pessoas que fazem parte de um grupo de língua pouco falada, como a norueguesa. Há um número impressionante de línguas com apenas alguns milhões de falantes, que podem se beneficiar enormemente de tais ferramentas," conclui o Dr. Svendsen.
Cinema 3D sem óculos começa a virar realidade
Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/08/2012
Profundidade 3D
A sensação de profundidade para os filmes 3D pode ser criada na tela, dispensando o uso de óculos especiais no cinema.
Foi isto o que demonstrou uma equipe de pesquisadores da Universidade de Seul, na Coreia do Sul.
Byoungho Lee, coordenador do grupo, afirma que essa nova técnica "poderá representar uma forma simples, compacta e barata para disseminar as salas de cinema 3D, além de eliminar a necessidade de usar os óculos polarizadores."
O sistema usa apenas um projetor para produzir as duas imagens.
E, ao contrário das TVs 3D sem óculos, que geram o efeito de profundidade apenas para ângulos muito precisos, a técnica consegue reproduzir o efeito estereoscópico para toda a largura de uma sala de cinema.
Veneziana óptica
Para fabricar as TVs 3D que dispensam óculos, usa-se uma técnica conhecida como barreira de paralaxe, uma barreira colocada entre a imagem e o espectador que funciona como uma "veneziana óptica".
As "lâminas" dessa barreira possuem angulações, para que um conjunto de pixels alveje um dos olhos do espectador, enquanto outro conjunto mire no outro olho, sem sobreposições.
Funciona razoavelmente para duas ou três pessoas sentadas lado a lado, mas seria impraticável para um cinema.
Lee e seus colegas geraram o efeito "lâmina de veneziana" com o uso de polarizadores, que interrompem a passagem da luz depois que ela se refletiu na tela do cinema.
Para bloquear exatamente a porção necessária da luz, o dispositivo inclui um revestimento especial, também em seções verticais, que os pesquisadores chamam de "filme desacelerador de quarto de onda".
Barreira de paralaxe e imageamento integral
O revestimento óptico atua sobre as ondas da luz que formam a imagem, alterando sua polarização seletivamente, para que cada seção possa ou não passar através das lâminas polarizadoras.
Conforme a luz passa, ou através, ou entre os polarizadores, cria-se o efeito de deslocamento, produzindo a ilusão de profundidade que gera um efeito 3D para o usuário, que não precisa usar óculos especiais.
Os testes mostraram que a técnica funciona tanto para os projetores que usam o método de barreira de paralaxe, quanto para o chamado sistema de imageamento integral, que usa um conjunto de furos e lentes planas para criar o efeito 3D.
Embora a técnica seja promissora, o protótipo ainda é um tanto rudimentar, e exigirá desenvolvimentos e aprimoramentos adicionais antes que possa estrear em um cinema próximo da sua casa.
A frontal projection-type three-dimensional display
Youngmin Kim, Keehoon Hong, Jiwoon Yeom, Jisoo Hong, Jae-Hyun Jung, Yong Wook Lee, Jae-Hyeung Park, Byoungho Lee
Optics Express
Vol.: 20, Issue 18, pp. 20130-20138
DOI: 10.1364/OE.20.020130
Primeiro carro sem motorista é licenciado nos EUA
Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/05/2012
Carro do futuro
A Europa quer carros sem motorista nas estradas em dez anos, mas foram os Estados Unidos que saíram na frente.
O estado de Nevada acaba de dar autorização para a circulação doGoogle Driverless Car - carro sem motorista da empresa Google.
Na verdade, mais de mil carros inteligentes já estão sendo testados na Europa, mas em condições de avaliação, sem uma licença definitiva.
No Brasil várias equipes trabalham com sistemas autônomos de navegação para veículos.
Para orientar a navegação do carro, o veículo traz câmeras no teto, radares e um laser que o ajuda a "ver" pedestres, ciclistas e os demais carros na estrada.
É reconhecido internacionalmente que a maioria dos acidentes de automóveis ocorre por falha humana.
Assim, o que se espera é que carros inteligentes possam assumir a direção para evitar acidentes.
Supervisores da automação
O veículo licenciado nos EUA é um Toyota Prius, cujo sistema de navegação autônoma está sendo desenvolvido desde 2005 pelo Laboratório de Inteligência Artificial da Universidade de Stanford.
Segundo o engenheiro Sebastin Thrun, responsável pelo desenvolvimento da tecnologia, o carro já percorreu 255 mil quilômetros em testes, durante os quais foi registrado um único incidente, com uma batida sem gravidade.
A licença para a condução automática do veículo foi concedida à empresa e ao seu projeto. Mas o governo estadual já afirmou que pretende, no futuro, conceder licenças a pessoas físicas, que poderão ter seus próprios carros com condução automática.
Contudo, uma legislação que trata do assunto, e que entrou em vigor em março deste ano, afirma que um carro sem motorista precisa ser supervisionado por duas pessoas - um motorista, para casos de emergência e um técnico capacitado para "fiscalizar" o computador de bordo.
Implante neural funcionará como bluetooth do cérebro
Com informações do IFSC - 30/08/2012
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.
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.
Robô aprende a reconhecer a si próprio no espelho
Com informações da BBC - 30/08/2012
Autoconsciência robótica
Um robô chamado Nico poderá em breve passar por um teste histórico - reconhecer a si próprio em um espelho.
Essa autoconsciência representaria um passo em direção ao objetivo final de construir robôs pensantes.
Nico, desenvolvido por cientistas do Laboratório de Robótica Social da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, vai fazer o teste nos próximos meses.
O objetivo é que Nico use um espelho para interpretar os objetos à sua volta, e se encontre no meio deles.
"É uma tarefa de raciocínio espacial para o robô perceber se seu braço está ou não do outro lado do espelho," afirma Justin Hart, cuja tese de doutoramento está centrada na tentativa de fazer com que o robô consiga esse intento.
Teste do espelho
Até o momento, o robô já consegue reconhecer um reflexo do seu braço. Mas Hart quer ele que passe no "teste completo do espelho".
O chamado teste do espelho foi originalmente idealizado em 1970, e tornou-se o teste clássico da autoconsciência.
Geralmente aplicado em animais, o exame começa com a criatura passando um tempo em frente ao espelho, para se acostumar com ele.
A seguir, o animal é anestesiado e marcado no rosto com um corante não-tátil e sem cheiro.
A reação do animal ao seu reflexo - se ele tenta ou não inspecionar a marca em seu próprio corpo ou no espelho, como se a marca estivesse fora dele - é usada como um indicador de sua autoconsciência.
Até o momento, apenas algumas espécies não-humanas passaram nesse teste, incluindo alguns primatas, elefantes e golfinhos.
Bebês humanos são incapazes de passar no teste antes dos 18 meses de idade.
Rumo ao objetivo
Cada vez mais os cientistas têm usado testes similares para analisar a autoconsciência em robôs, mas ninguém até agora conseguiu programar um robô para que ele reconhecesse plenamente a si mesmo a partir somente da aparência.
É o que Hart e seu orientador Brian Scassellati estão tentando fazer.
"Este é um passo importante, mas não é o jogo final da inteligência artificial, é apenas um passo nesse caminho", disse ele.
Espaço
Cientistas calculam data do fim do Universo
Baseado em texto de Zhang Xin - 16/08/2012
Questões fundamentais
A energia escura compõe cerca de 70% do conteúdo atual do Universo.
Por decorrência, é esse mesmo componente desconhecido que detém a chave para o destino final do nosso Universo.
Por milênios, os seres humanos têm ponderado sobre duas questões fundamentais: "De onde viemos?" e "Para onde vamos?", questões que têm estimulado debates filosóficos e teológicos.
Graças ao rápido desenvolvimento da cosmologia nas últimas três décadas, os cientistas também obtiveram algumas pistas importantes para arriscar algumas respostas a essas perguntas.
É o que um grupo de cientistas chineses está tentando fazer agora.
Grande Ruptura
O modelo padrão "Inflação + Big Bang quente" foi desenvolvido para explicar a origem do Universo.
No entanto, para prever o destino final do Universo, os pesquisadores perceberam que a chave está na natureza da energia escura.
Na ausência de um consenso sobre o que seja a energia escura, uma descrição fenomenológica do parâmetro w da equação de estado da termodinâmica - a relação entre a pressão e a densidade da energia escura - pode fornecer um bom caminho para investigações sobre a dinâmica da energia escura, ou de como ela se comportará ao longo do tempo.
Em particular, se w for menor do que -1 (w < -1) em algum momento no futuro, a densidade da energia escura vai crescer até o infinito em um tempo finito, e sua repulsão gravitacional vai rasgar todos os objetos no Universo.
Essa "Grande Ruptura" - uma espécie de apocalipse cósmico - é o foco principal da análise de Li XiaoDong e seus colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China: "Queremos inferir, a partir dos dados atuais, qual seria o pior destino para o Universo," escreveram eles.
Para prever esse destino trágico, é importante escolher uma parametrização adequada, que cubra toda a história da expansão geral do Universo.
A mais popular, a parametrização Chevallier-Polarski-Linder (CPL), na verdade não é adequada para prever a evolução futura do Universo porque nela w irá divergir quando o parâmetro de desvio para o vermelho se aproximar de -1.
Assim, os autores lançaram mão de uma parametrização livre de divergências, chamada parametrização Ma-Zhang (MZ), para prever a evolução do Universo.
Quanto tempo falta para o fim do mundo?
Uma das questões mais intrigantes é: "Se houver um apocalipse final, quão longe estamos dele?"
Depois de restringir o espaço do parâmetro MZ através de uma técnica Monte Carlo via Cadeias de Markov, os autores concluíram que, usando os atuais dados observacionais, o fim do Universo pode ser expresso pela fórmula:
Contudo, para o nível de confiança de 95,4%, os dados indicam outro resultado:
"Em outras palavras, na pior das hipóteses (95,4% CL), o tempo restante antes do Universo acabar em uma Grande Ruptura é de 16,7 bilhões de anos", disseram os autores.
O que ocorrerá antes do fim do mundo?
Assim, o parâmetro de espaço restrito indica que é muito provável que, no futuro, w será menor do que -1.
Se assim for, pode-se fazer outra pergunta interessante: "Qual será o destino dos objetos do Universo unidos gravitacionalmente, como galáxias e estrelas?"
Na verdade, se w de fato se tornar menor que -1, a repulsão gravitacional da energia escura vai aumentar continuamente até superar todas as forças que mantêm coesos os objetos celestes - e todos os objetos celestes serão dilacerados.
Nenhum objeto escaparia desse destino. Obviamente, sistemas mais fortemente ligados teriam alguma sobrevida.
Utilizando a parametrização MZ, os autores especularam sobre uma série de possíveis consequências antes desse dia do juízo final cósmico.
Por exemplo, para a pior situação - o limite inferior 95,4% CL -:
- a Via Láctea será dilacerada 32,9 milhões de anos antes da Grande Ruptura;
- dois meses antes do fim do mundo, a Terra será arrancada do Sol;
- cinco dias antes do dia do juízo final, a Lua será arrancada da Terra;
- o Sol será destruído 28 min antes do fim do tempo;
- e, 16 min antes do fim definitivo, a Terra vai explodir.
Ou seja, embora estejamos literalmente no escuro sobre as propriedades dinâmicas da energia escura, uma coisa fica clara: teremos pela frente um futuro mais duradouro do que o passado que deixamos para trás.
Dark energy and fate of the Universe
Li XiaoDong, Wang Shuang, Huang QingGuo, Zhang Xin, Li Miao
SCIENCE CHINA Physics,Mechanics & Astronomy
Vol.: 55 No. 7: 1330-1334
DOI: 10.1007/s11433-012-4748-z
Espaço
NASA vai procurar portais magnéticos em torno da Terra
Com informações da NASA - 10/07/2012
Pontos-X
Os "portais" estão entre os temas favoritos da ficção científica.
Portais seriam aberturas extraordinárias, no espaço ou no tempo, permitindo conectar os viajantes a reinos distantes distantes e inalcançáveis mesmo pelas naves imaginárias das histórias e dos filmes.
Um bom portal seria como um atalho, uma porta para o desconhecido - se eles realmente existissem...
Acontece que um tipo especial de portal de fato existe, e um pesquisador da Universidade de Iowa, nos Estados Unidos, financiado pela NASA, acaba de descobrir como encontrá-los.
"Nós os chamamos de pontos-X, ou regiões de difusão de elétrons," explica o físico Jack Scudder.
"São lugares onde o campo magnético da Terra se conecta ao campo magnético do Sol, criando um caminho ininterrupto que conecta nosso próprio planeta à atmosfera do Sol, a 149 milhões de quilômetros de distância," explica ele.
Portais magnéticos
As observações das sondas espaciais Themis, da NASA, e Cluster, da ESA, sugerem que estes portais magnéticos abrem e fecham dezenas de vezes por dia.
Eles estão localizados a algumas dezenas de milhares de quilômetros da Terra, onde o campo geomagnético encontra o vento solar.
A maioria dos portais magnéticos é pequena e de curta duração, mas alguns são enormes e sustentados.
Toneladas de partículas energéticas podem fluir através das aberturas, aquecendo a atmosfera superior da Terra, causando tempestades geomagnéticas e belíssimas auroras polares.
A NASA já tinha nos planos uma missão, chamada "MMS" (Magnetospheric Multiscale), para estudar o fenômeno.
Serão quatro sondas voando em formação, dotadas de detectores de partículas energéticas e sensores magnéticos, para tentar rastrear os portais magnéticos e tentar estudá-los.
Mas ainda restava um problema: como encontrar esses portais magnéticos, invisíveis e extremamente fugazes.
Foi esse enigma que o Dr. Scudder acabou de solucionar.
Mapa do portal
Apesar de invisíveis e instáveis, os portais magnéticos possuem uma espécie de "poste de sinalização", segundo o pesquisador, um conjunto de indicadores que indica seu endereço com precisão.
Os portais se formam através de um processo chamado reconexão magnética, mesclando linhas de força magnéticas do Sol e da Terra, que se cruzam e se juntam para criar as aberturas.
"Os pontos-X são onde ocorrem os cruzamentos. A súbita junção de campos magnéticos pode impulsionar jatos de partículas carregadas a partir de cada ponto-X, criando uma 'região de difusão eletrônica'," explica o pesquisador.
Usando dados da sonda espacial Polar, que estudou a magnetosfera terrestre nos anos 1990, Scudder conseguiu identificar diversos pontos-X, que nunca haviam sido "vistos" aparentemente porque ninguém havia procurado por eles.
"Usando dados da missão Polar, encontramos cinco combinações simples de campos magnéticos e partículas energéticas que nos dizem quando estamos defronte um ponto-X, ou uma região de difusão de elétrons. Uma única nave, com os instrumentos adequados, pode fazer essas medições e encontrar um portal," explica.
Naves em alerta
Isto significa que cada uma das sondas da constelação MMS poderá encontrar portais e, tão logo localize um, alertar as outras naves da constelação.
Como são linhas magnéticas que se estendem pelo espaço, é importante efetuar medições de vários pontos, a fim de compreender a abertura dos portais e como funciona a aceleração das partículas que entram por eles, comparando sua trajetória e velocidade com a trajetória e velocidade de partículas que seguem a rota "normal", fora do portal.
A fórmula para calcular o "CEP dos portais magnéticos" também significa que, em vez de ficar anos tentando localizar os portais, a missão MMS poderá começar a estudá-los tão logo chegue ao espaço, o que deverá acontecer em 2014.
É um roteiro digno dos melhores portais da ficção científica, só que, neste caso, os portais são reais.
USP desenvolve projetos para a Internet das Coisas
Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/08/2012
Tudo na internet
Um conceito idealizado na década de 1980 no MIT (Massachusetts Institute of Technology), nos Estados Unidos, está sendo pesquisado e desenvolvido por uma equipe multidisciplinar da USP (Universidade de São Paulo).
A chamada Internet das Coisas, ou IoT (Internet of Things), está sendo estudada por professores da Escola Politécnica, da Escola de Comunicações e Artes e da Faculdade de Direito, de forma a contemplar todos os seus aspectos.
Inicialmente encarada como uma forma de extensão à Internet tradicional, que conta com mais de 2 bilhões de usuários, a Internet das Coisas tem fugido das conceituações, representando tecnologias diferentes para grupos diferentes - o que talvez explique a demora em seu desenvolvimento.
Em linhas gerais, Internet das Coisas representa a integração e interação de objetos físicos, reais, através de uma conexão de Internet.
Colocar sensores e atuadores em tudo, das nossas casas e carros, até os nossos sapatos e xícaras de café pode parecer um tanto exagerado.
Mas o fato é que isso tem o potencial para tornar nossas vidas mais fáceis, mais confortáveis e mais seguras.
Hoje, a Europa é líder nessa conexão dos mundos real e virtual.
Segundo o professor José Roberto Amazonas, a falta de uma especificação global para a Internet das Coisas acontece por se tratar de um tema muito amplo, e seus usos serão estabelecidos de acordo com as necessidades estruturais da sociedade em que for desenvolvida.
Usos da Internet das Coisas
Uma das propostas da IoT é permitir, com o uso de tecnologias de rastreamento, identificação e troca de informações, que numerosos objetos comuniquem-se automaticamente e à distância.
O professor Gilson Schwartz, por exemplo, está estudando uma forma de mediação entre objetos físicos através das redes sociais.
Outra ideia em fase de projeto é a de "moedas criativas", que seriam "uma maneira de incentivar a utilização da tecnologia, ao mesmo tempo que permite a aplicação em atividades sustentáveis," defende o professor José Roberto.
Uma proposta do projeto de moedas criativas seria a identificação eletrônica de materiais recicláveis, inserida ainda na fase de produção, que "permitisse ao usuário que devolvesse o produto à reciclagem a obtenção de um 'crédito cultural', que daria direito a uma visita a teatros, museus ou similares".
"A IoT poderá futuramente facilitar o aumento de eficiência energética das empresas, por exemplo, através do controle de consumo do ar-condicionado por parte dos funcionários. Se for este o caso, este controle precisa estar muito bem exposto no contrato de trabalho, pois uma explicação insuficiente poderá gerar insatisfação e até ao aparecimento de processos trabalhistas," explica o pesquisador, ressaltando a importância do estudo dos aspectos legais da tecnologia.
Etiquetas RFID
Ainda há muitos problemas a serem solucionados para adoção e implantação massiva da IoT, incluindo a estrutura de tráfego de dados, algo que vem sendo estudado há cerca de dez anos.
Apesar de já existirem em uso elementos classificáveis como pertencentes à Internet das Coisas - como no caso do Bilhete Único paulistano, no qual cada unidade é identificada por uma "etiqueta eletrônica" - existem serviços que demandariam envolvimento mundial para possibilitar uma atualização, como por exemplo a identificação, fornecida pelas empresas aéreas, de bagagens em todos os aeroportos do planeta.
O professor José Roberto cita também o caso do código de barras. "É um sistema relativamente simples, no qual você necessita apenas aproximar um leitor óptico de cada item para identificá-lo, mas levou ao menos 5 anos para que sua implantação fosse padronizada e normalizada. Em comparação, as potencialidades da IoT poderiam ser utilizadas em larga escala em um período de até 15 anos".
Mesmo as chamadas etiquetas inteligentes, ou RFID, que deveriam substituir os códigos de barras, estão demorando a emplacar. Elas são essenciais para dar um número único a cada objeto a ser conectado à rede, assim como cada computador ligado à internet possui um endereço IP.
Internet em casa com fibras ópticas
Com informações da Cordis - 30/07/2012
Sonho internético
Internet extremamente rápida, conexões mais robustas e um grande aumento na capacidade da rede, mesmo em áreas rurais, tudo com custo baixo.
É o tipo de fantasia que mantém os executivos das empresas de telecomunicações e os usuários da internet sonhando acordados ... até agora.
Uma nova tecnologia de fibras ópticas desenvolvida por um consórcio europeu promete tudo isso e muito mais.
O grupo de engenheiros de universidades, institutos de pesquisa, fornecedores de equipamentos e operadores de telecomunicações se uniu em torno do projeto SARDANA (Scalable advanced ring-based passive dense access network architecture).
Internet a velocidade da luz
O objetivo era desenvolver técnicas pioneiras para melhorar drasticamente a escalabilidade e a robustez das redes de fibras ópticas.
O grupo estava especialmente interessado em viabilizar a chegada das fibras ópticas até as residências, escritórios e empresas.
O projeto demonstrou a viabilidade de velocidades de conexão de até 10 Gigabits por segundo (Gbps) - cerca de 2.000 vezes mais rápido do que a maioria das conexões à internet de hoje.
Mais importante para que isso se torne uma realidade, os pesquisadores mostraram que tais velocidades podem ser atingidas com um custo extra relativamente modesto, usando a infraestrutura de fibras ópticas já existente e componentes já disponíveis no mercado.
Redes ópticas passivas
As redes de fibras ópticas que chegam até as residências (fibre-to-home networks), também conhecidas como redes ópticas passivas, têm uma estrutura em árvore, com o papel de raiz desempenhado por uma central de comutação.
O termo "passivo" refere-se à utilização de divisores ópticos que não precisam de energia adicional para funcionar.
Da central, um grosso tronco principal de cabos se espalha em ramos cada vez mais finos, até que uma única fibra chegue até as casas ou empresas.
As redes passivas convencionais usam o protocolo TDM (Time Division Multiplexing), um método de multiplexação no qual os sinais são transferidos de forma aparentemente simultânea, como sub-canais em um canal de comunicação. Mas, na realidade, eles estão fisicamente se revezando no canal.
Na prática, isso significa que uma conexão de 5 Gbps no escritório central pode se transformar em uma conexão de 30 Mbps na casa ou empresa do cliente. Pior do que isso é que a banda de subida, que transmite os dados do cliente para a internet, é apenas uma fração disso.
De árvores a anéis
Os pesquisadores do projeto Sardana estão propondo uma abordagem diferente e totalmente nova, permitindo não apenas conexões muito mais rápidas, mas também maiores capacidade e robustez.
Em vez de uma única grande árvore, eles estão propondo usar várias árvores menores ramificando até os usuários finais a partir de um anel principal.
O anel transmite os sinais bidirecionalmente a partir da central utilizando o protocolo WDM (Wave Division Multiplexing), uma tecnologia de multiplexação que permite o transporte simultâneo de diferentes sinais na mesma fibra óptica, utilizando diferentes comprimentos de onda de laser - lasers de várias cores.
Em nós remotos ao longo do anel, os sinais são separados em árvores de fibras únicas que irão até as residências e empresas, utilizando a tecnologia TDM.
A abordagem do anel bidirecional aumenta a robustez da rede, porque se o cabo for interrompido em qualquer ponto no anel WDM, o sinal continuará chegando até os usuários finais pelo outro lado. Ele também resulta em aumentos maciços na velocidade de conexão.
Embora ainda em fase experimental, se implantada comercialmente, a tecnologia marcaria um grande salto no desempenho das redes totalmente ópticas, solucionando um dos maiores desafios atualmente enfrentados pelos prestadores de serviços e pelos consumidores: maior velocidade e segurança na manutenção dos sinais.
O futuro pode afetar o passado?
Com informações da Physics World - 06/08/2012
Invertendo o tempo
O que você faz hoje pode afetar o que aconteceu ontem.
Esta é a conclusão de um experimento mental de física quântica descrito em um artigo que acaba de ser colocado no servidor de pré-impressão arXiv, da Universidade de Cornell.
É algo que soa impossível, e de fato parece violar um dos princípios mais fundamentais da ciência - a causalidade.
Mas os pesquisadores afirmam que as regras do mundo quântico conspiram para preservar a causalidade "escondendo" a influência de escolhas futuras até que essas escolhas sejam realmente feitas.
Para descobrir isso, segundo eles, basta olhar o Universo não como um ambiente 3D normal, mas em 4D, onde as três dimensões espaciais recebem a companhia do tempo, compondo o espaço-tempo.
E, por mais estranho que possa parecer, as influências reversas parecem estar na agenda dos físicos já há algum tempo. Recentemente, eles defenderam que o futuro do Universo pode estar influenciando o presente, embora digam também que a natureza é decididamente imprevisível.
Ação fantasmagórica à distância
No coração da ideia está o fenômeno quântico da "não-localidade", no qual duas ou mais partículas existem em estados inter-relacionadas, entrelaçados, que permanecem indeterminados até que se faça uma medição em um deles.
Uma vez que a medição seja feita em uma das partículas, o estado da outra partícula é instantaneamente fixado, não importando o quão longe ela esteja da primeira.
Albert Einstein chamou isto de "ação fantasmagórica à distância" quando, em 1935, ele argumentou que isso significava a teoria quântica deveria estar incompleta.
Experimentos modernos confirmaram que essa ação instantânea é, de fato, real, e hoje ela é explorada pela criptografia e pela computação quântica.
Yakir Aharonov e seus colegas estão agora propondo um experimento que deverá ser feito com um grupo grande de partículas entrelaçadas.
Eles argumentam que, sob certas condições, a escolha feita pelo experimentador quanto à medição dos estados das partículas pode afetar os estados em que as partículas se encontravam no passado.
4D, em vez de 3D
O fenômeno inusitado, segundo eles, pode ser confirmado fazendo previamente uma medição fraca, que não altere esses estados.
O que acontece, segundo eles, é que a medição fraca antecipa a escolha feita pelo experimentador na sua medição para valer, a medição forte, que só será feita mais tarde.
O elemento fundamental do trabalho é ver as correlações entre as partículas no espaço-tempo 4D, e não no espaço 3D.
Esta é uma forma de pensar sobre o entrelaçamento quântico que os físicos chamam de "formalismo vetorial de dois estados".
"Em três dimensões, o fenômeno parece uma influência milagrosa entre duas partículas distantes. No espaço-tempo como um todo, é uma interação contínua que se estende entre eventos passados e futuros," explica Avshalom Elitzur, coautor do estudo.
Medições fracas
A demonstração de tudo isso na prática - já há equipes trabalhando no experimento real - depende das medições fracas, que, ao contrário das medições tradicionais de fenômenos quânticos, não altera as partículas sendo medidas.
A teoria da medição fraca estabelece que é possível medir "fracamente" - ou "cuidadosamente" - um sistema quântico e obter algumas informações sobre uma propriedade (por exemplo, a posição) sem perturbar a propriedade complementar (o momento).
Embora a quantidade de informação obtida para cada medição fraca seja muito pequena, a média de várias medições dá uma estimativa exata da medição final da propriedade, sem distorcer aquele valor final.
No experimento agora proposto, os resultados dessas medições fracas batem com os resultados das medições fortes feitas posteriormente.
E é só durante a medição forte que o experimentador escolhe livremente o que medir, ainda que o estado das partículas esteja indeterminado após as medições fracas.
"Uma partícula entre as duas medições possui os dois estados indicados tanto pelo passado quanto pelo futuro," diz Elitzur.
Causa e efeito quânticos
A interpretação é que apenas adicionando informações posteriores, obtidas pelas medições fortes, pode-se revelar o que as medições fracas "realmente" significavam.
A informação já estava lá, mas de forma "criptografada" e somente revelada em retrospecto.
Assim, a causalidade é preservada, mesmo que não exatamente como nós normalmente pensamos em causa e efeito.
Por que existe essa censura é algo que ainda não está claro, a não ser a partir de uma perspectiva quase metafísica.
"Sabemos que a natureza é exigente quanto a nunca parecer inconsistente," diz Elitzur. "Assim, ela não vai apreciar nada como uma causalidade retrospectiva evidente - as pessoas matando seus avós e assim por diante."
Elitzur diz que alguns especialistas em óptica quântica já manifestaram interesse em realizar o experimento em laboratório, o que ele acha que não deve ser mais difícil do que estudos anteriores de entrelaçamento.
Can a Future Choice Affect a Past Measurement's Outcome?
Yakir Aharonov, Eliahu Cohen, Doron Grossman, Avshalom C. Elitzur
http://arxiv.org/abs/1206.6224
