terça-feira, 27 de abril de 2010

Criado um processador molecular que imita o cérebro humano



Em cima, imagens de ressonância magnética do cérebro humano durante a execução de diferentes tarefas. Embaixo, padrões de evolução similares são observados na camada molecular que forma o novo processador orgânico.


Uma equipe de pesquisadores do Japão e dos Estados Unidos anunciou a criação de um circuito capaz de evoluir e resolver problemas extremamente complexos de forma naturalmente paralela, de forma semelhante ao que acontece no cérebro humano. Inserido nas pesquisas da chamada computação molecular, o feito inédito representa uma mudança de paradigma em relação à atual computação digital, baseada na solução sequencial de problemas. Segundo os cientistas, o circuito molecular orgânico é a primeira demonstração prática já feita de um "circuito capaz de evoluir", inspirado no mesmo processo usado pelo cérebro humano.

Processamento neural

Os circuitos de processamento de dados dos computadores digitais são estáticos - uma vez construídos, eles serão capazes de fazer sempre as mesmas operações. Nos nossos cérebros, ao contrário, os circuitos de processamento de informações - os neurônios e suas redes - evoluem continuamente para resolver problemas novos e mais complexos. "Os computadores modernos são muito rápidos, capazes de executar trilhões de operações por segundo. Nossos neurônios, por outro lado, somente disparam cerca de mil vezes por segundo. Mas isso me permite ver você, reconhecê-lo, falar com você e ouvir alguém andando no corredor, tudo simultaneamente. Isso é uma tarefa impraticável mesmo para o mais rápido supercomputador," disse Ranjit Pati, um dos autores do trabalho. Pati afirma que o computador molecular foi ideia do seu colega Anirban Bandyopadhyay, ambos atualmente pesquisadores da Universidade Tecnológica de Michigan. Seus colaboradores japoneses trabalham no Instituto Nacional de Ciências dos Materiais e no Instituto de Tecnologia da Informação do Japão.


As moléculas do processador orgânico podem chavear entre quatro estados condutores - 0, 1, 2 e 3 - ao contrário dos sistemas binários dos computadores digitais, que estão limitados a 0s e 1s.


Processamento paralelo

Apesar da aparente lentidão do cérebro humano em relação aos computadores - comparando a velocidade de chaveamento dos transistores (1013) e a velocidade de disparo dos neurônios (103) - os computadores atuais somente operam sequencialmente. Uma vez estabelecida uma rota ao longo do seu circuito, isto nunca irá mudar. No nosso cérebro, ao contrário, os impulsos elétricos formam vastas redes dinâmicas, que evoluem constantemente, e que operam coletivamente. É por isto que é tão difícil transportar a forma de resolver problemas do cérebro humano para os computadores. Da mesma forma, o "circuito evolutivo" deste novo processador molecular é massivamente paralelo, permitindo interconexões simultâneas de até 300 bits.

Processador molecular evolutivo

Para construir o seu processador orgânico evolucionário, os cientistas usaram a DDQ, uma molécula hexagonal feita de nitrogênio, oxigênio, cloro e carbono. As moléculas DDQ se estabeleceram por conta própria, em um processo chamado automontagem, formando duas camadas sobre um substrato de ouro. As moléculas DDQ podem chavear entre quatro estados condutores - 0, 1, 2 e 3 - ao contrário dos sistemas binários dos computadores digitais, que estão limitados a 0s e 1s. "A melhor parte é que aproximadamente 300 moléculas 'falam' umas com as outras de uma vez só durante o processamento das informações," explica Pati. "Nós realmente imitamos como os neurônios se comportam no cérebro."

Solução de problemas intratáveis

As cadeias de chaves moleculares, capazes de interagirem simultaneamente, poderão permitir a solução de problemas hoje intratáveis e para os quais não existem nem mesmo algoritmos que possam ser codificados para rodarem nos computadores atuais.


As cadeias de chaves moleculares, capazes de interagirem simultaneamente, poderão permitir a solução de problemas hoje intratáveis e para os quais não existem nem mesmo algoritmos que possam ser codificados para rodarem nos computadores atuais.


Isto está levando os cientistas a considerarem que essa nova arquitetura, se tornada prática, será capaz de produzir soluções para problemas como a previsão de calamidades naturais ou o surgimento de epidemias - exemplos de situações complexas demais para os computadores atuais. Para demonstrar essa capacidade, os cientistas simularam dois fenômenos naturais utilizando apenas seu processador molecular: a difusão de calor e a evolução de células cancerosas. Eles também resolveram problemas de lógica clássica, incluindo os complicados diagramas de Voronoi.

Arquitetura paralela

Como é baseado em uma camada molecular orgânica, o novo processador biologicamente inspirado ainda é capaz de se autoconsertar se surgir algum defeito - da mesma forma que, quando um neurônio morre, outro neurônio assume sua função. "Além de representar uma mudança conceitual do processamento serial com arquiteturas estáticas, nossa abordagem paralela e dinamicamente reconfigurável poderá fornecer meios de resolver problemas computacionais intratáveis por qualquer outro meio," dizem os pesquisadores em seu artigo.

Fonte: Inovação Tecnológica

segunda-feira, 26 de abril de 2010

terça-feira, 20 de abril de 2010

Células solares orgânicas: problemas de 20 anos são solucionados



Uma equipe internacional de pesquisadores anunciou dois avanços simultâneos na área das células solares orgânicas que, se confirmadas, poderão mudar o quadro da exploração da energia solar.


Uma equipe internacional de pesquisadores anunciou dois avanços simultâneos na área das células solares orgânicas que, se confirmadas, poderão mudar o quadro da exploração da energia solar. Em dois artigos, publicados no Journal of the American Chemical Society e na Nature Chemistry, a equipe coordenada pelo professor Benoit Marsan, da Universidade de Quebec, no Canadá, anuncia a solução para dois problemas que vêm atormentando a comunidade que pesquisa células solares nos últimos 20 anos.

Células de Gratzel

As células solares fotovoltaicas, feitas de silício, são eficientes, mas muito caras. Suas competidoras mais promissoras são as chamadas células solares orgânicas. Também conhecidas pela sigla DSC (Dye-Sensitized Solar Cells - células solares sensibilizadas por corantes) essas células solares foram inventadas pela equipe do professor Michael Gratzel, na Suíça, nos anos 1990 - por isso, os europeus costumam chamá-las de células solares Gratzel. O próprio professor Gratzel orientou a equipe que agora está anunciando os avanços. Potencialmente, as células Gratzel podem ser muito mais baratas do que as células solares de silício porque elas podem ser fabricadas por um processo similar ao da impressão, e sobre superfícies flexíveis, adaptando-se melhor à arquitetura das construções e dos objetos.

Células solares Gratzel

O funcionamento das células solares orgânicas é baseado no princípio da fotossíntese, o processo bioquímico pelo qual as plantas convertem a energia luminosa do Sol em carboidratos (açúcares, o alimento das plantas). Uma célula solar Gratzel é composta por uma camada porosa de nanopartículas de um pigmento branco, o dióxido de titânio, coberta por um corante molecular que absorve a luz solar, como a clorofila nas folhas verdes. O dióxido de titânio revestido com pigmento é imerso em uma solução eletrolítica, e um catalisador à base de platina completa a estrutura. Como em uma célula eletroquímica convencional - uma pilha alcalina, por exemplo - dois eletrodos (o anodo de dióxido de titânio e o catodo de platina na célula Gratzel) são colocados em cada um dos lados de um condutor líquido (o eletrólito). A luz solar passa através do catodo e do eletrólito e, em seguida, retira elétrons do anodo de dióxido de titânio, que é um semicondutor e fica na parte inferior da célula. Esses elétrons viajam ao longo de um fio a partir do anodo até o catodo, criando a corrente elétrica. Desta forma, a energia do sol é convertida em eletricidade. A maioria dos materiais usados para construir esta célula solar são de baixo custo, de fácil fabricação, e são flexíveis, permitindo a integração dos painéis solares em uma grande variedade de objetos e materiais.

Problemas das células solares orgânicas

Em teoria, o potencial das células solares orgânicas, ou de Gratzel, é enorme. Infelizmente, apesar da excelência do conceito, esse tipo de célula tem dois grandes problemas que têm impedido a sua comercialização em larga escala.

O primeiro destes problemas está no eletrólito, que:

1. é extremamente corrosivo, o que faz com que as células solares tenham uma vida útil curta;
2. é colorido, impedindo a passagem da luz solar de forma eficiente e
3. limita a tensão da célula solar em 0,7 volt.

O segundo problema é o catodo, que é recoberto com platina, um material que não é transparente, é raro e, portanto, muito caro. Apesar de inúmeras tentativas, até agora ninguém tinha sido capaz de encontrar uma solução satisfatória para estes problemas. A própria equipe do professor Gratzel apresentou, há cerca de dois anos, uma solução parcial para o eletrólito, substituindo-o por uma mistura de dois líquidos iônicos, criando células solares orgânicas sem solventes. Mas solução utiliza rutênio, um metal que é ainda mais raro e mais caro do que a platina.

Soluções para as células Gratzel

Agora a equipe do professor Marsan apresentou duas propostas de solução que resolvem os dois grandes problemas das células Gratzel. Para o eletrólito, eles sintetizaram em laboratório moléculas inteiramente novas. O resultado é um gel transparente e não-corrosivo e que pode aumentar a tensão gerada pela célula solar. Isto melhoraria não apenas o rendimento, mas também a estabilidade e a durabilidade da célula solar orgânica. Para o catodo, a platina foi substituída por sulfeto de cobalto, que é muito mais barato. Segundo os pesquisadores, o material é também mais eficiente, mais estável e mais fácil de ser produzido. As propostas do professor Marsan e de sua equipe foram recebidas com entusiasmo pela comunidade científica. O próximo passo é aguardar que outras equipes reproduzam os materiais e avaliem tanto o rendimento quanto a durabilidade das novas células solares orgânicas. A continuarem valendo os resultados agora publicados, as perspectivas são de fato entusiasmantes.

terça-feira, 13 de abril de 2010

Nosso Universo pode estar em uma ponte entre dois outros universos



Pontes de Einstein-Rosen, como a ilustrada acima, nunca foram observadas na natureza, mas oferecem soluções teóricas para a Relatividade Geral ao combinar modelos de buracos negros e buracos brancos.


Vermes

O nosso universo pode estar situado no interior de um buraco de minhoca (wormhole) - também conhecido como Ponte de Einstein-Rosen - uma espécie de "cano" hipotético que une dois universos. O próprio buraco de minhoca seria parte de um buraco negro que ficaria dentro de um universo muito maior, que contém o nosso como um traço dificilmente detectável por algum cientista "extra-universal". Esse cenário, com cara de ficção científica, no qual nosso universo nasceu dentro um buraco de minhoca, está em um artigo que acaba de ser publicado em uma das mais importantes revistas de Física do mundo.

Gravidade e expansão acelerada do Universo

Tal exercício teórico não nasce da ociosidade: acontece que a física atual se debate há anos com problemas difíceis de resolver. O maior deles é a nossa bem conhecida gravidade. Embora seus efeitos possam ser sentidos o tempo todo, ela não se dá com as outras forças conhecidas. Nenhum cientista conseguiu até hoje desenvolver uma teoria que junte a gravidade às forças nucleares fraca e forte e ao eletromagnetismo. O outro problema é a expansão do Universo. A gravidade deveria estar fazendo com que ele estivesse se contraindo, ou no mínimo, ela deveria estar desacelerando sua expansão. Mas as observações mostram o contrário, o que fez surgir as teorias da matéria escura e da energia escura.

Saindo pelo cano

Nikodem Poplawski, da Universidade de Indiana, nos Estados Unidos, acredita que esses problemas podem ser resolvidos se nosso universo tiver nascido quando uma estrela gigante, situada em um universo muito maior e muito mais antigo do que o nosso, colapsou, formando uma ponte para um outro universo. Se o nosso universo surgiu no meio dessa ponte entre esses dois outros universos, a gravidade pode ser rastreada para antes daquele instante mágico do Big Bang, permitindo sua unificação com as outras forças. E a expansão acelerada do nosso universo seria explicada pelo simples fato de que estaríamos "vazando" pelo buraco de minhoca, atraídos por outro universo.

Buracos brancos

Poplawski admite que apenas um experimento ou uma observação direta poderiam revelar o movimento de uma "partícula" - tão grande quanto o nosso próprio universo - em um buraco negro real. Mas ele também salienta que, como os observadores somente podem ver o lado de fora de um buraco negro, o interior não pode ser vislumbrado a menos que um observador entre no buraco negro ou já more lá. "Esta condição seria satisfeita se o nosso universo estiver no interior de um buraco negro existente em um universo maior," afirma ele. "Como a teoria geral da relatividade de Einstein não escolhe uma orientação para o tempo, se um buraco negro pode se formar a partir do colapso gravitacional de matéria através de um horizonte de eventos no futuro, então o processo inverso também é possível. Um processo assim poderia descrever um buraco branco explodindo: a matéria emergindo de um horizonte de eventos no passado, exatamente como o Universo em expansão," explica Poplawski. Um buraco branco é conectado a um buraco negro por uma ponte de Einstein-Rosen (ou buraco de minhoca) e é, hipoteticamente, a reversão no tempo de um buraco negro.

Um universo em cada buraco negro

No artigo, Poplawski sugere que todos os buracos negros astrofísicos - e não apenas os buracos negros Schwarzschild e Einstein-Rosen - podem ter pontes Einstein-Rosen, cada um com um novo universo em seu interior, que se formou simultaneamente com o buraco negro. "Do que decorre que o nosso universo poderia ter-se formado dentro de um buraco negro existente dentro de outro universo", defende ele. Ou, mais especificamente, dentro de um buraco de minhoca que une dois outros universos. Segundo ele, o conceito de um universo que nasce no interior de um buraco negro de Einstein-Rosen poderia evitar ainda o problema da física atual com o chamado problema da perda de informação dos buracos negros, que afirma que toda e qualquer informação sobre a matéria é perdida quando ela passa pelo horizonte de eventos de um buraco negro - por sua vez, desafiando as leis da física quântica. Para isso, ele propõe o uso de um sistema de coordenadas euclidianas, chamadas coordenadas isotrópicas, para descrever o campo gravitacional de um buraco negro e para modelar o movimento geodésico radial de uma "partícula de grande massa" no interior desse buraco negro. Em seu trabalho, Poplawski estudou o movimento radial ao longo do horizonte de eventos (a fronteira de um buraco negro) de buracos negros do tipo Schwarzschild e Einstein-Rosen - ambos soluções matematicamente legítimas da Relatividade Geral. Faltaria agora generalizar mais a sua solução.


Fonte: Inovação Tecnológica

domingo, 11 de abril de 2010

Correção

Informo que fiz o upload da segunda parte do livro 48 Lecciones de radio - Tomo I, para aqueles colegas que já fizeram o download, peço que tentem novamente e vejam se conseguem descompactar.
Quero informar também o colega que não conseguiu baixar o livro Build Your Own Low-Power Transmitters, sobre transmissores, que fiz o upload novamente segue o link abaixo, qualquer coisa deixe um comentário.

Download

sexta-feira, 9 de abril de 2010

Etiquetas nano-RFID poderão substituir os códigos de barras


Apesar das grandes vantagens, as etiquetas RFID ainda são caras. Mas agora um novo processo permitirá que elas sejam simplesmente impressas, exatamente como os códigos de barras.


As etiquetas RFID, também conhecidas como etiquetas inteligentes, há muito prometem substituir os códigos de barras. Ao contrário das conhecidas barrinhas, que possuem um dado único e permanente, as etiquetas RFID possuem um chip e memória em seu interior, podendo se comunicar com o exterior por meio de tecnologias de transmissão de dados sem fios. Apesar das grandes vantagens, as etiquetas RFID ainda são caras. Mas agora um novo processo permitirá que elas sejam simplesmente impressas, exatamente como os códigos de barras.

Vantagens das etiquetas RFID

As etiquetas RFID já estão por toda parte, mas ainda longe de atingir todo o seu potencial de criar uma "internet das coisas", onde qualquer objeto terá seu próprio identificador único, uma espécie de IP, podendo ser monitorado e rastreado da produção à reciclagem. Os benefícios são inúmeros. Imagine, por exemplo, passar pelo caixa do supermercado sem precisar retirar as compras do carrinho: um leitor ao lado do caixa simplesmente lê todas as etiquetas dos produtos por meio de uma conexão sem fios. Os supermercados também poderão ter leitores em suas gôndolas, avisando imediatamente quando o estoque de um produto cair abaixo de uma certa quantidade, acionando o repositor. As conhecidas placas de "fechado para balanço" no fim do ano também serão coisa do passado, já que o controle de estoque estará sempre atualizado.

Chip de imprimir

Agora, um grupo de cientistas norte-americanos e coreanos descobriu uma forma de resolver um dos maiores gargalos para a adoção em larga escala das etiquetas inteligentes: o seu preço. Os cientistas da Universidade Rice, nos Estados Unidos, e Sunchon, na Coreia do Sul, desenvolveram um chip que pode ser impresso sobre qualquer embalagem, da mesma forma que os códigos de barra. As etiquetas RFID hoje são fabricadas na forma de etiquetas mesmo, em vários formatos, mas sempre como um objeto separado, que deve ser colado sobre o produto a ser monitorado. A impressão direta tem o potencial para reduzir o custo do próprio chip RFID, assim como reduzir um passo no processo industrial de fabricação. Essencialmente, a máquina que hoje imprime o código de barras poderia ser substituída pela "máquina de imprimir chips".

Tinta de nanotubos de carbono

A técnica utiliza uma tinta na qual estão dissolvidos nanotubos de carbono. Aplicada por uma impressora jato de tinta, a tinta com nanotubos é usada para desenhar os transistores que formam o chip da etiqueta RFID. No estágio atual, ela pode ser utilizada para imprimir os circuitos eletrônicos sobre papel ou plástico. Este mesmo princípio - a dissolução de nanotubos de carbono em uma solução para formar uma tinta - já foi aplicado para imprimir transistores e células solares e até para imprimir uma bateria de papel. A técnica é capaz de imprimir também a antena, os eletrodos e as camadas dielétricas, em um processo feito em três etapas. As etiquetas inteligentes resultantes são do tipo passivo, o que significa que elas não precisam de bateria para funcionar. A energia para ler seus dados é suprida pelo leitor e captada pela mesma antena usada para fazer a transmissão.


Os pesquisadores estão agora desenvolvendo a tecnologia para que ela possa ser aplicada nos processos de impressão rotativa utilizada na indústria de embalagens. Isso envolve passar o processo de impressão dos chips RFID da tecnologia de jato de tinta para a rotogravura.


Rotogravura

O próximo protótipo deverá ser uma etiqueta RFID de 16 bits, capaz de conter uma quantidade maior de informações, dando maior flexibilidade ao uso das etiquetas inteligentes. Será necessário também reduzir o tamanho das etiquetas impressas, uma vez que as atuais ainda são maiores do que os códigos de barra. Os pesquisadores estão agora desenvolvendo a tecnologia para que ela possa ser aplicada nos processos de impressão rotativa utilizada na indústria de embalagens. Isso envolve passar o processo de impressão dos chips RFID da tecnologia de jato de tinta para a rotogravura. Eles esperam ter o processo pronto para uso comercial em três anos.

Toxicidade dos nanotubos de carbono

Quanto à preocupação de contar com nanotubos de carbono em cada embalagem, os pesquisadores afirmam que a quantidade dessas nanoestruturas em cada chip é pequena demais para representar qualquer risco à saúde dos consumidores. "A quantidade de nanotubos em uma etiqueta RFID é provavelmente menor do que um picograma. Isto significa que se poderá fabricar um trilhão de etiquetas inteligentes usando um grama de nanotubos de carbono - uma quantidade muito pequena." afirmam eles.

Fonte: Inovação Tecnológica

quinta-feira, 8 de abril de 2010

48 Lecciones de radio - Tomo I

Trago aqui o primeiro tomo e último livro, que tenho, dessa série, quando eu conseguir o tomo 4 eu posto para completar a série. São quatro partes, três de 50Mb e uma de 38Mb, só lembrando que as partes precisam estar na mesma pasta para descompressão.


48 Lecciones de radio - Tomo I

Parte 01
Parte 02
Parte 03
Parte 04

terça-feira, 6 de abril de 2010

Fluxo Escuro é rastreado nas profundezas do Universo


Os pontos coloridos são aglomerados de galáxias, com as cores mais avermelhadas indicando distâncias maiores. As elipses coloridas mostram a direção do movimento geral dos aglomerados da cor correspondente.


Se você ainda não se acostumou com conceitos como matéria escura e energia escura, prepare-se para assimilar mais um termo na lista dos inexplicáveis mistérios do universo: Fluxo Escuro.

O que é Fluxo Escuro

A ideia ainda é controversa, mas tente imaginá-la da seguinte forma: depois do Big Bang, o Universo está se expandindo continuamente - e há evidências de que esta expansão esteja se acelerando. Contando o tempo desde a ocorrência do Big Bang, é fácil imaginar que há uma espécie de "fronteira" no nosso Universo, que é até onde os efeitos do Big Bang atuaram. Os cientistas calculam que esta fronteira esteja a aproximadamente 45 bilhões de anos-luz de distância - o tempo decorrido desde o Big Bang mais a aceleração da expansão do Universo. Agora imagine que haja uma espécie de "buraco" nessa fronteira, por onde uma parte do nosso Universo pode estar literalmente "vazando" para outro universo. O Fluxo Escuro é a parte da matéria - e eventualmente da energia - do nosso Universo que estaria vazando por este ralo cósmico. É por isto que os proponentes da ideia acreditam que o Fluxo Escuro pode ser a prova da existência de outro universo.

Ralo cósmico

O ralo cósmico para onde o Fluxo Escuro está fluindo fica em um ponto do céu entre as constelações de Sagitário e Hidra. Lá, os aglomerados de galáxias estão se movendo a velocidades extremamente altas em comparação com aglomerados de galáxias localizados em outras parte do céu - algo que, acrescente-se, é totalmente incompatível com todas as teorias cosmológicas atuais. Agora, Alexander Kashlinsky, um astrofísico da NASA, que foi quem primeiro observou o Fluxo Escuro, acaba de medi-lo a uma distância duas vezes maior do que havia sido possível até agora. E não vê motivos para descartar suas teorias. "Isto não é algo que tenhamos nos proposto a encontrar, mas não conseguimos descartá-lo," disse Kashlinsky. "Agora, vemos que ele persiste a distâncias muito maiores - tão longe quanto 2,5 bilhões de anos-luz de distância."

Horizonte do Universo

O Fluxo Escuro é controverso porque a distribuição de matéria no Universo observável não consegue explicá-lo. Sua existência sugere que alguma estrutura além do Universo visível - fora do nosso "horizonte cósmico" - está puxando essa matéria. Os aglomerados de galáxias parecem estar se movendo ao longo de uma linha que se estende do Sistema Solar em direção a Sagitário/Hidra, mas ainda não há precisão suficiente na medição dessa direção. Os dados atuais indicam que os aglomerados estão se dirigindo na direção desse ponto, afastando-se da Terra, mas a equipe ainda não pode excluir a possibilidade de que o movimento tenha a direção oposta.
"Nós detectamos o movimento ao longo deste eixo, mas hoje os nossos dados não podem afirmar tão fortemente como gostaríamos se os agrupamentos estão indo ou vindo", disse Kashlinsky.

Desvendando o Fluxo Escuro

Kashlinsky e seus colegas estão agora trabalhando para expandir seu catálogo de aglomerados de galáxias a fim de mensurar o Fluxo Escuro a uma distância duas vezes maior do que a atual. O trabalho é longo e extenuante porque pode levar anos apenas para localizar os aglomerados galácticos na região onde as medições devem ser feitas. Uma vez localizados, uma hora de telescópio é suficiente para medir a distância de cada aglomerado, mas observações subsequentes são necessárias para detectar seu movimento e sua velocidade. O aprimoramento da modelagem do comportamento dos gases quentes no interior dos aglomerados de galáxias irá ajudar a refinar a velocidade, o eixo e a direção do movimento do Fluxo Escuro. Mais para o futuro, os planos incluem testar os resultados em relação aos dados mais recentes captados pela sonda WMAP e pelo telescópio espacial Planck, que também está mapeando a radiação cósmica de fundo.


Fonte: Inovação Tecnológica

sexta-feira, 2 de abril de 2010

Dica de site - Revistas Radiorama

Quero deixar aqui uma ótima dica que recebi do leitor chamado Edson ao qual eu agradeço mais uma vez pela exelente dica, é um site italiano que disponibiliza as revistas Radiorama para download, tem diversos números, se não for todos são a grande maioria, sei que vocês vão gostar.

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