domingo, 16 de maio de 2010

Visita ao Second Life



Este são alguns dos locais do Second Life visitados pelo grupo do Prof Romero Tori em 15/05/10

sábado, 1 de maio de 2010

Soluções bioinspiradas

Especiais
Soluções bioinspiradas

2/12/2009

Por Alex Sander Alcântara

Agência FAPESP – A partir de aplicações de algoritmos bioinspirados, que se baseiam em mecanismos biológicos, Carlos Henrique da Silva Santos, doutorando na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), recebeu o prêmio de melhor artigo na categoria “PhD Students” no SBMO/IEEE MTT-S International Microwave and Optolectronics Conference 2009, realizado em novembro em Belém (PA).

Autor principal do trabalho Design of photonic devices using bio-inspired algorithms, Santos aplicou três diferentes tipos desses algoritmos, que se baseiam em computação, matemática e biologia, para melhorar dispositivos eletromagnéticos. O artigo será publicado em breve no portal IEEE Xplore.

Segundo o pesquisador do Departamento de Micro-ondas e Óptica da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC), o principal objetivo do trabalho foi a aplicação na otimização de dispositivos fotônicos com modelagem numérica bidimensional.

“Estamos aplicando os algoritmos bioinspirados na modelagem de diferentes dispositivos em micro-ondas e fotônica como, por exemplo, antenas, filtros, guias de ondas e estruturas metamateriais. Mas esses algoritmos podem ter aplicações em muitas outras áreas”, disse à Agência FAPESP .

O artigo premiado é parte da tese de doutorado, com Bolsa FAPESP, intitulada “Algoritmos evolutivos paralelos para análise de estruturas metamateriais em micro-ondas e fotônica”, orientada pelo professor Hugo Figueroa. O estudo está ligado ao Centro de Óptica e Fotônica (Cepof) da Unicamp, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) da FAPESP.

Segundo Santos, o grupo utilizou três tipos diferentes de algoritmos bioinspirados – algoritmo genético, estratégia evolutiva e sistema imunológico artificial – disponíveis na literatura.

“Integramos esses algoritmos com o método de elementos finitos bidimensional (FEM 2D), que é um importante método numérico para a modelagem de dispositivos eletromagnéticos e bastante eficiente em aplicações no domínio da frequência”, explicou.

Os algoritmos bioinspirados fazem parte dos estudos da computação natural, que está inserida na área de inteligência computacional. Segundo o cientista, os algoritmos genéticos resolvem problemas computacionais por meio da modelagem do processo de evolução natural. “Com eles, realizamos processos evolutivos até encontrar soluções adequadas para determinado problema”, disse.

“Validamos os algoritmos com alguns testes disponíveis na literatura e aplicamos na otimização de antenas de microfita em mono e multiobjetivo. Em fotônica otimizamos filtros para-banda, no acomplamento ar com guia-de-onda e em um divisor de potência desbalanceado”, disse.

Santos exemplifica a aplicação com uma antena de celular que não funciona muito bem em determinada região. “Para melhorar e tornar esse celular eficiente, podemos modelar essa antena em algum software e aplicar esses algoritmos de otimização de modo a melhorar a sua eficiência.”

“Podemos fazer isso passando como parâmetros de otimização as dimensões da antena e os materiais utilizados em sua fabricação, entre outros. Em cima desses dados e de algumas restrições que impomos, os algoritmos tentarão nos prover um modelo mais eficiente de antena”, explicou.

Menos tempo

O foco do estudo de Santos é avaliar o desempenho dos algoritmos bioinspirados em otimizações de dispositivos em micro-ondas e fotônica e conhecê-los melhor para possíveis incrementos. Além da eficiência na otimização, outro ponto destacado é o tempo de processamento que um algoritmo bioinspirado leva para otimizar cada estrutura.

“O tempo de processamento é importante, pois cada procedimento pode levar dias para ser concluído. Conhecendo melhor os algoritmos iniciamos melhorias para a redução desse tempo. Também estamos trabalhando no processamento paralelo desses algoritmos de otimização e nos métodos numéricos para reduzir ainda mais esse tempo”, contou.

Para melhorar o processo, foram realizadas algumas mudanças nos algoritmos, com a inserção de estruturas de dados para melhorar o gerenciamento, reduzindo o tempo de processamento e a quantidade de execuções das funções objetivas.

Santos destaca a eficiência desses algoritmos. “Eles apresentam boa flexibilidade e facilidade de adaptação em diferentes problemas. A quantidade de recursos que podem ser incrementados e explorados para melhoria dos algoritmos no eletromagnetismo computacional também chama a atenção da comunidade científica”, disse.

“Além disso, esse trabalho, que tem a colaboração de pesquisadores da FEEC e da Faculdade de Tecnologia da Unicamp, proporcionou novos projetos relacionados e que em breve serão publicados”, disse.

O artigo Design of Photonic Devices Using Bio-Inspired Algorithms, de Carlos Henrique da Silva Santos e outros, pode ser lido por assinantes em breve no portal http://www.ieee.org/portal/innovate.

Nas ondas do nanorrádio

Para quem conhecer os (atuais)limites da tecnologia ...!
29/1/2008
Agência FAPESP – Quem acha os rádios portáteis e celulares atuais pequenos ainda não viu nada. Um grupo de cientistas dos Estados Unidos acaba de anunciar o desenvolvimento de um processo eficiente para a fabricação de um nanocomunicador. O dispositivo tem tamanho na escala da bilionésima parte do metro.

Para demonstrar a viabilidade da tecnologia, os pesquisadores construíram um transistor à base de nanotubos de carbono capaz de receber sinais de rádio de emissoras locais. Os autores do estudo são de diversos departamentos da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e os resultados foram publicados nesta segunda-feira (28/1) na edição on-line e estarão em breve na versão impressa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas).

O transistor foi construído com nanotubos de carbono de parede única, que têm diversas vantagens em relação aos materiais eletrônicos convencionais, além do menor tamanho, segundo os pesquisadores. Entre as vantagens está permitir que elétrons se desloquem mais livremente quando comparados com o silício, usado na fabricação dos processadores atuais, resultando em maiores velocidades de transferência de sinais.

Até então, dispositivos baseados exclusivamente em nanotubos individuais não eram considerados tecnologia viável. O motivo é que eles não conseguiam ser produzidos com as propriedades necessárias que exigem os componentes principais dos transistores.

Coskun Kocabas e colegas empregaram dispositivos compostos por folhas de nanotubos paralelos e mostraram que, por meio da nova técnica, os transistores microscópios podem ser feitos em grandes quantidades e com excelente uniformidade.

Os pesquisadores montaram um rádio no qual os nanotransistores forneceram todos os componentes ativos: antena ressonante, amplificadores de radiofreqüência, misturadores de sinais e amplificadores de áudio. Em seguida, conseguiram sintonizar o rádio para receber sinais de uma emissora de Baltimore – que, naturalmente, não foi ouvida, mas teve seu espectro captado.

Os autores do estudo estimam que a tecnologia, compatível com eletrônicos convencionais, poderá levar à fabricação de novas classes de sistemas de comunicação.

O artigo Radio frequency analog electronics based on carbon nanotube transistors, de Coskun Kocabas e outros, poderá ser lido por assinantes da Pnas em www.pnas.org.

quarta-feira, 14 de abril de 2010

Nanotubos

8/3/2010 Agência FAPESP – Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, descobriu um fenômeno que faz com que ondas de energia sejam lançadas por nanotubos. Segundo eles, a novidade poderá levar a uma nova forma de produzir eletricidade.

“O fenômeno das ondas de termoforça abre uma nova área na pesquisa de energia, o que é algo muito raro”, disse Michael Strano, professor de engenharia química do MIT e um dos autores do estudo, que foi publicado nesta domingo (7/3) na revista Nature Materials.

Como um monte de detritos que são atirados por ondas em uma praia após terem viajado pelo oceano, a onda térmica – um pulso de calor – transportada por um fio microscópico pode levar consigo elétrons, criando uma corrente elétrica.

O ingrediente principal nessa mistura é o nanotubo de carbono, estrutura com medidas nos bilionésimos de metro em que os átomos estão dispostos como em uma cerca de arame enrolada.

No estudo, os nanotubos utilizados foram cobertos com uma camada de um combustível altamente reativo, capaz de produzir calor à medida que se decompunha.

O combustível foi inflamado em um lado do nanotubo por laser. O resultado foi uma onda térmica que se deslocou muito rapidamente pela dimensão do nanotubo de carbono.

Os cientistas verificaram que o calor do combustível foi passado para o nanotubo, onde se deslocou milhares de vezes mais rápido do que o próprio combustível. À medida que o calor retornou à camada de combustível, uma onda térmica foi criada e emitida pela dimensão do nanotubo.

Com uma temperatura de mais de 2.700º C, o anel de calor se moveu pelo nanatubo 10 mil vezes mais rápido do que o espalhamento normal da reação química. O calor produzido pela combustão, observaram os pesquisadores, também deslocou elétrons pelo tubo, criando uma corrente elétrica significativa.

Ondas de combustão, como o pulso de calor por um fio metálico, têm sido estudadas matematicamente há mais de 100 anos, mas o grupo do MIT é o primeiro a observar seu efeito em um nanotubo e verificar que a onda de calor pode transportar elétrons e produzir eletricidade.

O artigo Chemically driven carbon-nanotube-guided thermopower waves (DOI: 10.1038/nmat2714), de Michael Strano e outros, pode ser lido por assinantes da Nature Materials em www.nature.com/naturematerials.