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Fronteiras tecnológicas

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Publicado em 17/05/2018

O coordenador da sessão e Acadêmico Virgílio Almeida  e os palestrantes

O que são computadores quânticos e qual a importância deles para o desenvolvimento tecnológico do futuro? Como os materiais inteligentes podem facilitar desde a pesquisa até a aplicação em diferentes áreas? Como robôs podem ajudar em uma aula de dança ou no dia-a-dia de um operário? Essas foram algumas das questões abordadas pelos pesquisadores Charles Bennett, da IBM Research; Valder Steffen, coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Estruturas Inteligentes em Engenharia; e Kazuhiro Kosuge, professor do Departamento de Bioengenharia e Robótica da Universidade de Tohoku, no Japão na Reunião Magna 2018 da ABC. A sessão plenária "Fronteiras tecnológicas" foi coordenada pelo Acadêmico Virgílio Almeida .

Computadores quânticos

Bennett explicou que a teoria de processamento de informação ainda usada massivamente hoje é baseada em teorias da metade do século XX, dos matemáticos Alan Turing e Claude Shannon. As pesquisas de Bennett, no entanto, buscam introduzir a teoria quântica nesse processo. “Essa teoria permite um entendimento mais completo dos conceitos de comunicação e computação.”

O que muda com a aplicação da computação quântica na teoria de processamento de informação é o que Bennett chama de “estado de enredamento” das partículas. Na mecânica quântica, é possível, em termos gerais, que as partículas se sobreponham, ocupando o mesmo lugar no espaço, ao mesmo tempo. Na prática, isso significa um aumento drástico da velocidade de computação e a possibilidade da criptografia quântica, muito eficaz na proteção de dados. Para Bennett, essas teorias são capazes de revolucionar áreas como computação, criptografia e simulação. “É essencial que cientistas e engenheiros entendam profundamente essas teorias e criem uma intuição quântica para melhor implementarem suas vastas aplicações.”

Os cálculos permitidos pela tecnologia quântica já são usados em algumas áreas da engenharia espacial e informática e tem testadores como a Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço (Nasa, em inglês) e o Google, por exemplo. Para Bennett, no entanto, ainda serão necessárias algumas décadas para que o público em geral tenha acesso direto à esses computadores.

Materiais inteligentes e suas aplicações

Os robôs, cada dia mais evoluídos, são capazes de executar diferentes tarefas. Mas como dar a eles “músculos”, por exemplo, que permitam que eles se articulem como os membros humanos? São em funções como essa que se aplicam os chamado materiais e estruturas inteligentes. O coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Estruturas Inteligentes em Engenharia, professor titular da Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e Acadêmico Valder Steffen explicou que esses tipos de metais são capazes de chegar em um nível de deformação superior ao de outros metais quando aquecidos ou esfriados.

Esses materiais e estruturas possuem o que o professor chama de memória de forma e uma pseudo elasticidade. Essas características são importantes quando aplicadas em instrumentos como filtros Simon, stents sanguíneos e músculos robóticos, além de aplicações em peças de aviões. Já os materiais piezoelétricos são capazes de gerar tensão elétrica por meio de uma pressão mecânica. Steffen conta que até mesmo o movimento da mochila nas costas de uma pessoa caminhando é capaz de gerar energia.

Steffen explicou que esses materiais são aplicados e essenciais, hoje, na engenharia aeronáutica. Eles permitem que as peças sejam mais resistentes e que rápidos reparos sejam feitos quando as aeronaves apresentam fissuras, por exemplo.

Robôs dançantes

Você dançaria com um robô? A proposta pode parecer estranha, mas é o que sugere o professor do Departamento de Bioengenharia e Robótica da Universidade de Tohoku Kazuhiro Kosuge. O pesquisador e seu grupo estão desenvolvendo robôs que sejam capazes de entender os sinais de um parceiro de dança, aprendendo os passos de uma coreografia e sendo conduzidos de acordo com seu parceiro humano.

Kosuge relata que a principal dificuldade encontrada pelo grupo foi fazer o robô identificar as intenções de seu parceiro, que, em uma dança humana normal, são dadas por sinais muito intuitivos. Além disso, ele explica que a maioria das tarefas que não podem ser executadas por robôs são as tarefas mais simples, que exigem uma certa habilidade e desenvoltura física que os movimentos mecanizados dos robôs não permitem. Para melhorar essa atuação, o pesquisador explica que é necessário agregar mais informações aos robôs. “Eles precisam saber o que precisa ser feito e como deve ser feito, e muitas vezes não estamos dando essas informações.”

No caso dos robôs dançantes, uma tela na altura do que seria o rosto do parceiro e uma comunicação por voz melhoraram o grau de performance e de efetividade da dupla robô-humano. A intenção do grupo é aplicar tecnologias similares em robôs de linhas de produção de fábricas. “Eles são espécies de ajudantes. Notamos que alguns trabalhadores perdem muito tempo se locomovendo para alcançar as ferramentas que precisam. Os robôs podem melhorar isso.” Segundo Kosuge, os resultados dos testes feitos com o PaDY, como os pesquisadores chamaram a tecnologia, foram promissores e reduziram o tempo de trabalho dos operadores da fábrica.


(Thaís Soares para NABC)



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