Sem motorista e aprendendo

Veículos sem motorista vão evoluir com software livre

Redação do Site Inovação Tecnológica -  27/05/2016

 Dez equipes de toda a Europa farão demonstrações com carros e caminhões inteligentes, capazes de se comunicar entre si e com a estrada, e trafegar sem motoristas. [Imagem: Divulgação]

Veículos autônomos

Neste fim de semana - dias 28 e 29 de Maio - uma competição promete colocar na estrada os mais avançados conceitos de carros e caminhões autônomos - sem motorista - produzidos por universidades e fabricantes da Europa.

O Grande Desafio de Condução Cooperativa (GCDC, na sigla em inglês) é um misto de demonstração e competição das tecnologias de autocondução, comunicações veículo a veículo e comunicação veículo a infraestrutura.

Dez equipes demonstrarão seus últimos avanços e competirão entre si em um campus automotivo localizado na rodovia A270, entre as cidades holandesas de Helmond e Eindhoven.

A grande expectativa é a primeira avaliação pública de uma nova abordagem de software livre, com código-fonte aberto, que visa substituir o enfoque tradicional de desenvolvimento dos programas de controle dos carros por uma abordagem evolucionária, que imita o comportamento dos animais.

Carros que aprendem e evoluem

O pesquisador Ola Benderius, da Universidade Chalmers, na Suécia, explica que o método tradicional - e largamente dominante - de desenvolver veículos é avançar constantemente a partir dos modelos anteriores, gradualmente adicionando novas funções. Mas este método pode não funcionar para o desenvolvimento dos veículos autônomos e mais inteligentes do futuro.

"Tradicionalmente, o objetivo tem sido tentar separar e diferenciar todos os problemas concebíveis e enfrentá-los usando funções dedicadas, o que significa que o sistema deve abranger um grande número de cenários. Você pode cobrir um grande número de casos diferentes, mas, mais cedo ou mais tarde o inesperado ocorre, e é aí que um acidente poderia acontecer," explica Benderius.

A equipe da universidade vai competir com um caminhão, que já incorpora um tipo completamente novo de abordar o problema da autocondução: o veículo aprende de forma parecida com um organismo biológico, por passos evolutivos, em vez de depender de novas atualizações de software para contemplar cada "inesperado" que ocorrer.

"Os sistemas biológicos são os melhores sistemas autônomos que conhecemos. Um sistema biológico absorve informações de seu ambiente através dos seus sentidos e reage de forma direta e com segurança, como um antílope correndo dentro de seu rebanho, ou um falcão atacando a presa no chão. Antes de os seres humanos caminharem sobre a terra a natureza já tinha uma solução, então vamos aprender com isso," diz Benderius.

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A competição será em um campus voltado exclusivamente para o desenvolvimento de novas tecnologias automotivas. [Imagem: Divulgação]

Sentidos digitais

Todas as informações que o caminhão compila a partir de seus sensores e câmeras são convertidas para um formato que se assemelha à maneira pela qual os seres humanos e os animais interpretam o mundo através de seus sentidos. Isso permite que o veículo se adapte a situações inesperadas e não previstas quando seu programa foi desenvolvido.

Em vez de apenas um grande programa com funções dedicadas para todas as situações concebíveis, a equipe está trabalhando em blocos comportamentais pequenos e gerais que visam tornar o veículo capaz de reagir a vários "estímulos".

O caminhão da equipe, por exemplo, está programado para manter constantemente todos os estímulos dentro de níveis razoáveis, e ele vai continuamente aprender a fazer isso de forma tão eficiente quanto possível. Isso torna a estrutura de inteligência artificial extremamente flexível e eficaz em administrar perigos súbitos e novos.

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OpenDLV

O programa usado pela equipe, chamado OpenDLV (sigla para DriverLess Vehicle, veículos sem condutor), está sendo desenvolvido como software livre, com o código-fonte aberto e disponível gratuitamente na internet.

Com isso, Benderius e seu grupo esperam que outros pesquisadores de todo o mundo possam participar do projeto, ajudando a melhorar o software usando-o em seus próprios veículos. Essa comunidade poderá trocar conhecimentos e ajudar a tornar os veículos autônomos adequados para sua introdução em grande escala na sociedade.

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O OpenDLV também funciona como uma plataforma de ensino e pesquisa em uma variedade de disciplinas, como engenharia de veículos, sistemas adaptativos, ciência e engenharia da computação, percepção, neurologia e biologia.

Luz e calor

Calor transferido por luz é 100 vezes mais forte

Redação do Site Inovação Tecnológica -  08/04/2016

 Os pesquisadores criaram um aparelho do tipo MEMS para controlar com precisão a proximidade entre os pontos de origem e de destino do calor. [Imagem: Raphael St-Gelais et al. - 10.1038/nnano.2016.20]

Troca de calor por meio da luz

A transferência de calor pode ser feita com uma intensidade 100 maior do que se acreditava simplesmente colocando dois objetos muito próximos, em distâncias em nanoescala, sem que eles se toquem.

Essa efetiva "troca de calor através da luz", ou na forma de radiação, abre o caminho para que todos os aparatos de manipulação da luz já existentes possam ser utilizados para a transferência de calor - no interior dos chips, por exemplo, mas também em uma série inumerável de outras situações.

Todos os objetos no ambiente trocam calor com os seus arredores usando a luz. Isso inclui a luz que chega até nós do Sol, a cor vermelha brilhante da resistência de uma torradeira ou as câmeras de "visão noturna" que permitem a gravação de imagens termais mesmo na escuridão completa.

Mas essa troca de calor por radiação geralmente é muito fraca em comparação com o que pode ser obtido por condução (colocando dois objetos em contato um com o outro) ou por convecção (usando ar quente).

Mas não tão fraca quanto se imaginava.

Radiação térmica

Colocando dois objetos em diferentes temperaturas a distâncias que chegaram a apenas 42 nanômetros, observou-se que a transferência de calor é cerca de 100 vezes mais forte do que o previsto pelas leis da radiação térmica convencional, a chamada radiação de corpo negro. Esses resultados se mantiveram mesmo para diferenças de temperatura entre os dois objetos tão elevadas quanto 260° C.

"Uma implicação importante do nosso trabalho é que a radiação térmica pode agora ser usada como um mecanismo de transferência de calor dominante entre objetos em diferentes temperaturas.

"Isto significa que podemos controlar o fluxo de calor com várias das mesmas técnicas que usamos para manipular a luz. Isto é significativo, uma vez que há um monte de coisas interessantes que podemos fazer com a luz, como convertê-la em eletricidade usando células fotovoltaicas," disse Raphael St-Gelais, da Universidade de Colúmbia, nos EUA.

Colúmbia.

Bibliografia:

Near-field radiative heat transfer between parallel structures in the deep subwavelength regime
Raphael St-Gelais, Linxiao Zhu, Shanhui Fan, Michal Lipson
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/nnano.2016.20

Avanços e encantamentos

Pele eletrônica agora tem tela flexível de OLED

Redação do Site Inovação Tecnológica -  19/04/2016

 Protótipo de um oxímetro construído com a pele eletrônica - sensores orgânicos fazem a leitura (esquerda) e PLEDs mostram a informação (direita). [Imagem: Someya Laboratory]

Pele eletrônica com mostrador

As peles eletrônicas têm ficado cada vez mais finas e flexíveis, mas ainda dependiam da conexão a componentes tradicionais, que não foram feitos para serem colados sobre a pele humana.

Esse inconveniente começou a ser resolvido agora por Tomoyuki Yokota, da Universidade de Tóquio, no Japão.

Yokota criou uma camada flexível, transparente e muito fina e utilizou-a como base para construir sensores e mostradores numéricos de OLEDs (LEDs orgânicos).

A pele eletrônica é formada por camadas alternadas de materiais inorgânicos (oxinitreto de silício) e orgânicos (poli-xilenos) que evitam a ação do oxigênio e do vapor d'água no ar ambiente, o que reduz a vida útil das peles eletrônicas desenvolvidas até agora para poucas horas.

Usando essa camada protetora e eletrodos de ITO - o mesmo material das telas sensíveis ao toque - a equipe criou diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs) e fotodetectores orgânicos. Os PLEDs têm apenas três micrômetros de espessura e são flexíveis o suficiente para continuarem funcionando mesmo quando a pele se dobra pelo movimento natural.

Usos triviais e usos exóticos

Segundo a equipe, o protótipo já pode ser a base de mostradores práticos na área biomédica, como indicadores do nível de oxigênio no sangue (oxímetro) ou dos batimentos cardíacos.

As peles eletrônicas representam um conceito promissor porque permitem incorporar controles úteis para a área de saúde, mas também para aplicações mais exóticas, como tornar alguém invisível ao radar ou criar um sexto sentido magnético para os seres humanos.

Bibliografia:

Ultraflexible organic photonic skin
Tomoyuki Yokota, Peter Zalar, Martin Kaltenbrunner, Hiroaki Jinno, Naoji Matsuhisa, Hiroki Kitanosako, Yutaro Tachibana, Wakako Yukita, Mari Koizumi, Takao Someya
Science Advances
Vol.: 2:e1501856
DOI: 10.1126/sciadv.1501856