sexta-feira, 25 de março de 2016

Quais ETs vão nos ver primeiro?

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Quais ETs vão nos ver primeiro?
A projeção da órbita da Terra em direção à esfera celeste traça uma área de busca que é apenas dois milésimos do céu inteiro. [Imagem: René Heller/Ralph Pudritz]
Trânsito planetário
A busca por vida fora da Terra - de ETs inteligentes em particular - tem ocupado muitas mentes, telescópios e radiotelescópios há anos.
René Heller e Ralph Pudritz, do Instituto Max Planck, na Alemanha, acreditam que é possível otimizar essa busca invertendo o raciocínio usado até agora para procurar pelos ETs.
As técnicas mais utilizadas visam a chamada zona habitável das estrelas, onde os exoplanetas têm temperaturas capazes de manter água em estado líquido.
Na técnica do trânsito planetário, o exoplaneta é detectado quando ele passa à frente de sua estrela em relação à Terra, o que causa uma variação no brilho da estrela, uma variação pequena, mas detectável. E já está em desenvolvimento a "espectroscopia de trânsito", uma técnica que permitirá estudar a atmosfera dos exoplanetas, detectando, por exemplo, sinais de uma civilização industrial.
Ocorre que essas técnicas não conseguem enxergar todos os exoplanetas de todas as estrelas porque os dois devem estar em um ângulo preciso quando vistos a partir da Terra.
Trânsito alienígena
Ora, e se observadores extraterrestres estiverem procurando por alienígenas - nós - usando esses mesmos métodos?
Então, se eles estão lá, podemos concentrar nossas buscas na parte do céu a partir da qual os habitantes de um exoplaneta conseguiriam detectar a Terra pela técnica do trânsito. Assim, aumentariam nossas chances de detectar sinais de uma civilização alienígena que nos visse e pudesse estar tentando se comunicar conosco.
A ideia parece boa porque a projeção da órbita da Terra ao redor do Sol em direção à esfera celeste traça uma área que equivale a apenas dois milésimos do céu inteiro. Assim, poderíamos concentrar nossas buscas nessa faixa, aumentando as chances de encontrar em planeta habitado cujos habitantes também estejam tentando fazer contato.
"O ponto-chave desta estratégia é que ela limita a área de pesquisa a uma parte do céu muito pequena. Como consequência, pode levar um tempo menor que a duração de uma vida humana para descobrirmos se existem ou não astrônomos extraterrestres que encontraram a Terra. Eles podem ter detectado a atmosfera biogênica da Terra e começado a entrar em contato com quem quer que esteja em casa," disse Heller.
Se for assim, é importante que alguém esteja de prontidão para quando o telefone tocar, defendem os dois pesquisadores. E, como já temos os radiotelescópios para tentar detectar essas ligações, bastará apontá-los para as regiões mais promissoras.
Quais ETs vão nos ver primeiro?
Projeção no céu das estrelas de onde seria possível enxergar a Terra pela técnica do trânsito planetário. [Imagem: René Heller/Ralph Pudritz]
Estrelas candidatas
Um levantamento inicial indicou cerca de 100.000 estrelas que podem ter planetas na posição adequada para ver a Terra pela técnica do trânsito.
Como isso ainda é muito, a dupla levou em conta a idade das estrelas, já que é importante que elas não sejam jovens demais para que a vida tenha tido tempo para se desenvolver e restringiu a distância máxima às nossas vizinhanças cósmicas. O resultado é uma lista de 82 estrelas parecidas com o Sol que satisfazem todos os critérios para ter um exoplaneta cujos hipotéticos habitantes possam nos encontrar e que não estejam longe demais.
A dupla afirma que seu catálogo pode ser usado imediatamente, por exemplo, pelo Instituto SETI, que busca sinais de vida alienígena inteligente.
"É impossível prever se os extraterrestres usam as mesmas técnicas observacionais que nós. Mas eles têm de lidar com os mesmos princípios físicos que nós, e os trânsitos solares da Terra são um método óbvio para nos detectar," concluiu Heller.
Bibliografia:

The Search for Extraterrestrial Intelligence in Earth's Solar Transit Zone
René Heller, Ralph E. Pudritz
Astrobiology
Vol.: 16, Issue 4, 1
DOI: 10.1089/ast.2015.1358
www.liebertpub.com/mcontent/files/AST-2015-1358.pdf

Fonte: Inovação Tecnológica

Primeiro cérebro eletrônico neuromórfico está online

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Primeiro cérebro eletrônico neuromórfico está online
O neurocomputador é formado por uma série de chips híbridos - analógico-digitais - chamados Spikey.[Imagem: Pfeil et al.]
Neurocomputador
Pesquisadores da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, vão disponibilizar o acesso via internet ao seu neurocomputadorBrainScales.
Construído pela equipe do professor Karlheinz Meier para auxiliar na execução do Projeto Cérebro Humano, o BrainScalesfoi o primeiro a comprovar que osprocessadores neuromórficos podem superar os processadores digitais.
Neuroprocessadores, ouprocessadores neuromórficos, são aqueles que tentam imitar o funcionamento do cérebro humano.
"O sistema BrainScales vai além dos paradigmas de uma máquina de Turing e da arquitetura von Neumann, ambos projetados durante meados do século 20 pelos pioneiros da computação Alan Turing e John von Neumann. Ele nem executa uma sequência de instruções, nem é construído como um sistema de unidades fisicamente separadas de processamento e memória.
"Ele é mais uma imagem direta, feita sobre silício, das redes neuronais encontradas na natureza, imitando células, conexões e comunicações intercelulares por meio da mais moderna microeletrônica analógica e digital," explicou o professor Meier.
O protótipo mais recente do neurocomputador é composto por 20 chips chamados Spikey, com um total de 4 milhões de neurônios e 1 bilhão de sinapses.
Compressão do tempo
Primeiro cérebro eletrônico neuromórfico está online
Esta é a estrutura completa do BrainScales, que foi colocado online. [Imagem: Universidade de Heidelberg]
Segundo a equipe, processos de aprendizado e técnicas evolucionárias podem ser emuladas no neurocomputador com uma aceleração de 1.000 vezes em relação aos mecanismos naturais, "de forma que um dia biológico pode ser comprimido para 100 segundos na máquina".
O equipamento está sendo disponibilizado para uso pela rede de pesquisas do Projeto Cérebro Humano, mas outras instituições e até mesmo empresas foram convidadas a se juntar ao esforço e descobrir novos usos para os neuroprocessadores.
Além das pesquisas básicas em inteligência artificial e auto-organização de redes neurais, o professor Meier afirma que o equipamento será útil para equipes trabalhando com aprendizado profundo, uma técnica que empresas como Google e Facebook vêm utilizando para analisar grandes volumes de dados e qualquer grande simulação de eventos naturais.
Durante o evento no qual foi anunciada a conexão do BrainScales à internet, a equipe da Universidade de Manchester, no Reino Unido, responsável pelo desenvolvimento do "cérebro eletrônico SpiNNaker" anunciou que seu neuroprocessador também está entrando em operação, mas local, com uma capacidade de processamento comparável à do BrainScales.

Fonte: Inovação Tecnológica

sexta-feira, 18 de março de 2016

Criado um metal superforte e leve

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Metal com cerâmica vira metal superforte e leve
O segredo da técnica está na distribuição homogênea das nanopartículas de cerâmica pelo metal. [Imagem: Lian-Yi Chen et al. - 10.1038/nature16445]
Metal superforte
Lian-Yi Chen, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, descobriu como misturar e estabilizar nanopartículas em um metal fundido.
Há muito se tenta adicionar nanopartículas cerâmicas aos metais para torná-los mais leves e mais fortes, mas o processo não funciona em larga escala.
Ocorre que, quando as nanopartículas são adicionadas ao material em fusão, elas tendem a se aglomerar, em vez de se dispersar homogeneamente pelo material.
Solucionando esse problema, Chen obteve um metal superforte, mas muito leve, talhado para usos na indústria aeroespacial e outros equipamentos que precisem ser leves e fortes, como equipamentos médicos.
Como desenvolveu um processo de produção que pode ser escalonado para grandes volumes, Chen acredita na transposição da técnica do laboratório para as fábricas, o que abriria a possibilidade do uso do metal superforte também em automóveis.
Metal nanocompósito
A técnica consiste na adição de nanopartículas de carbeto de silício, uma cerâmica ultradura, ao metal fundido.
Com a adição das nanopartículas, o metal ficou mais forte, mais rígido e mais resistente a altas temperaturas. De forma um tanto curiosa, o metal também não perdeu a plasticidade, o que geralmente ocorre quando se adiciona partículas cerâmicas.
A equipe trabalhou com magnésio, mas a técnica pode ser aplicada a outros metais leves, como o alumínio.
"Os resultados que obtivemos não chegam nem a arranhar a superfície de um tesouro escondido de uma nova classe de metais com propriedades e funcionalidades revolucionárias," entusiasma-se o professor Xiaochun Li, orientador da equipe.
Em termos de peso, o novo metal - mais precisamente, um nanocompósito metálico - tem cerca de 14% de nanopartículas de carbeto de silício e 86% de magnésio.
Bibliografia:

Processing and properties of magnesium containing a dense uniform dispersion of nanoparticles
Lian-Yi Chen, Jia-Quan Xu, Hongseok Choi, Marta Pozuelo, Xiaolong Ma, Sanjit Bhowmick, Jenn-Ming Yang, Suveen Mathaudhu, Xiao-Chun Li
Nature
Vol.: 528, 539-543
DOI: 10.1038/nature16445
Fonte: Inovação Tecnológica

Computadores eficientes precisarão ser magnéticos

Redação do Site Inovação Tecnológica -  

Computadores energeticamente eficientes serão magnéticos
O bit magnético, medindo 90 nanômetros, é visto na forma de um ponto brilhante (Norte) e um ponto escuro (Sul). O "H" mostra a direção do campo magnético aplicado para inverter seu valor. [Imagem: Jeongmin Hong/Jeffrey Bokor]
Dissipação fundamental
Em um avanço importante para uma computação energeticamente eficiente, engenheiros da Universidade da Califórnia em Berkeley comprovaram pela primeira vez que chips magnéticos poderão operar com o menor nível fundamental de dissipação de energia possível de acordo com as leis da termodinâmica.
Isto significa que é possível conseguir reduções dramáticas no consumo de energia - tanto quanto usar apenas um milionésimo da energia gasta por operação pelos transistores dos computadores atuais.
Isto é crítico tanto para os aparelhos móveis e suas baterias, quanto para a "nuvem", com a gigantesca demanda de eletricidade dos enormes centros de dados que a viabiliza.
Computação magnética
computação magnética emergiu como um candidato promissor nos últimos anos porque os bits magnéticos são diferenciados por direção, gastando a mesma energia para fazê-los apontar para a esquerda ou para a direita.
"São dois estados de energia iguais, por isso não desperdiçamos energia criando um estado de alta e [outro estado] de baixa energia," esclarece o professor Jeffrey Bokor, coordenador da equipe.
Em 2011, o mesmo grupo publicou uma teoria demonstrando que processadores magnéticos poderiam atingir o limite físico da eficiência.
Agora eles demonstraram isso experimentalmente.
Limite de Landauer
Na prática, a equipe testou e confirmou o limite de Landauer, um termo em homenagem a Rolf Landauer, que em 1961 descobriu que, em qualquer computador, cada operação de um único bit deve gastar uma quantidade mínima absoluta de energia.
A descoberta de Landauer é baseada na segunda lei da termodinâmica, que estabelece que, conforme qualquer sistema físico é alterado, passando de um estado de maior concentração para uma menor concentração, ele torna-se cada vez mais desordenado. Essa perda de ordem é chamada entropia, e sai do sistema como calor residual.
Computadores energeticamente eficientes precisarão ser magnéticos
Computadores nanomagnéticos usarão minúsculos ímãs em barra para armazenar e processar informações. As primeiras portas lógicas magnéticas 3D já foram construídas. [Imagem: Jeffrey Bokor Lab]
Landauer desenvolveu uma fórmula para calcular este limite inferior de energia necessária para uma operação computacional. O resultado depende da temperatura do computador; a temperatura ambiente, o limite atinge cerca de 3 zeptojoules, ou um centésimo da energia dissipada por um único átomo quando ele emite um fóton de luz.
Eficiência energética é possível
A equipe usou uma técnica inovadora para medir a minúscula quantidade de dissipação de energia gerada pela inversão de um bit nanomagnético. Eles usaram um laser para rastrear cuidadosamente a direção que o bit estava apontando conforme um campo magnético externo era usado para girar o alinhamento do ímã para "cima" e para "baixo" ou vice-versa.
Os dados mostram que são necessários apenas 15 milielétron-volts de energia - o equivalente a 3 zeptojoules - para inverter um bit magnético a temperatura ambiente, demonstrando efetivamente o limite de Landauer.
Ainda é uma prova de princípio, e efetivamente poder comprar processadores magnéticos nas lojas ainda deverá demorar algum tempo.
Mas a equipe observa em seu artigo que "a significância deste resultado é que os computadores de hoje estão longe do limite fundamental e que futuras reduções drásticas no consumo de energia são possíveis."

Bibliografia:

Experimental test of Landauer’s principle in single-bit operations on nanomagnetic memory bits
Jeongmin Hong, Brian Lambson, Scott Dhuey, Jeffrey Bokor
Science Advances
Vol.: 2, no. 3, e1501492
DOI: 10.1126/sciadv.1501492

Fonte: Inovação Tecnológica