Neurônios são usados para construir circuito de neurocomputador

"No cérebro, os neurônios fazem cálculos maravilhosamente num instante, mas se você os coloca sobre uma placa de vidro eles se tornam preguiçosos e 'estúpidos' - ou seja, seu repertório de respostas é muito limitado."

É assim que começa a apresentação do trabalho da equipe de Elisha Moses, do Instituto de Ciências Weizman, em Israel. "Nossa principal questão é como as conexões entre os neurônios podem ser manipuladas para melhorar sua capacidade computacional," afirma o grupo.

Neurocomputador

Os cientistas não estão exagerando: individualmente, um neurônio precisa "descansar" um longo tempo depois de disparar um sinal, até que possa se tornar capaz de disparar o próximo. Isso torna quase impraticável sua utilização em conjunto com sistemas eletrônicos, que são muito mais rápidos.

Agora, Ofer Feinerman e Assaf Rotem, do grupo de Moses, deram um passo importante: eles usaram neurônios para construir portas lógicas - os blocos básicos de um circuito eletrônico - que funcionam de maneira constante e confiável. É o primeiro elemento de um futuro neurocomputador.

Na prática, os pesquisadores substituíram os semicondutores e fios de um circuito eletrônico tradicional por neurônios, que disparam seus sinais elétricos para transferir as informações entre as diversas partes do circuito.

Fios biológicos de neurônios

Para isso, eles construíram minúsculos canais sobre uma placa de vidro. A placa de vidro, à exceção dos canais escavados, é recoberta por um material que repele as células. Isto força os neurônios a cresceram praticamente enfileirados, formando conexões entre as partes do circuito como se fossem "fios biológicos."

Porta lógica biológica

O circuito de demonstração é uma porta lógica AND, que produz uma saída apenas quando recebe duas entradas iguais. A porta lógica biológica tem o formato de uma ferradura, formada por neurônios, contendo um bloqueador iônico para impedir que os sinais elétricos passem de uma perna à outra da ferradura.

Entre os braços da ferradura fica uma outra ilha de neurônios. Unindo a ferradura à ilha, duas finas pontes de axônios permitem que os sinais elétricos sejam trocados entre as áreas.

Quando estimulados por uma pequena dose de um composto químicos, os neurônios começam a enviar sinais através do biocircuito. Alterando a largura das pontes, os pesquisadores controlaram a intensidade dos sinais que passam da ilha para os braços da ferradura, construindo sua porta AND - os neurônios na ilha somente produzem uma saída depois de receber sinais das duas pernas da ferradura.

Próteses robotizadas

Segundo os pesquisadores, seus neurônios de laboratório atingiram até 95% de aproveitamento, contra os 40% normalmente observados, o que abre novos horizontes para o desenvolvimento de neurocomputadores mais eficientes.

Agora eles vão trabalhar no desenvolvimento de novas portas lógicas, que permitam a fabricação de circuitos biológicos mais complexos. No futuro, componentes desse tipo poderão permitir o interfaceamento entre circuitos eletrônicos e o corpo humano, para o controle de próteses robotizadas, e entre neurocomputadores biológicos e computadores eletrônicos.

Bibliografia:
Reliable neuronal logic devices from patterned hippocampal cultures
Ofer Feinerman, Assaf Rotem, Elisha Moses
Nature Physics
October 2008
Vol.: Advance online publication
DOI: 10.1038/nphys1099

Transistores que funcionam com um único elétron derrubam consumo de equipamentos

Os circuitos eletrônicos, do controle remoto da sua TV até o processador do seu computador, funcionam graças ao controle preciso do fluxo dos elétrons - é por isso que eles são "eletrônicos." Mais precisamente, eles funcionam graças ao controle preciso do fluxo de bilhões de elétrons de cada vez.

E que tal se fosse possível construir circuitos nos quais cada operação pudesse ser feita por um único elétron? Além da extrema miniaturização, seria possível construir circuitos eletrônicos com um consumo de energia tão pequeno que uma bateria de lítio seria capaz de alimentá-los não por horas, mas por meses e até anos.

Transistores de elétron único

Os cientistas já conseguiram construir transistores de elétron único e até mesmo um transistor mecanico adicionado por um unico eletron.

O problema é que esses transistores somente haviam sido demonstrados em escala de laboratório e ainda não havia um meio de levá-los para a linha de produção, para que pudessem ser fabricados em escala industrial.

Escala industrial

Agora, pesquisadores da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, desenvolveram um processo que permite que componentes de elétron único sejam fabricados com a mesma tecnologia hoje utilizada para a fabricação dos chips, a chamada técnica CMOS.

De uma única vez, os pesquisadores resolveram os três problemas básicos que impediam a utilização prática desses componentes de alta eficiência e baixíssimo consumo de energia. Com a nova técnica, os transistores de elétron único podem ser fabricados com os mesmos processos e equipamentos hoje utilizados pela indústria eletrônica, podem ser montados de forma paralela, e podem ser construídos em grandes quantidades ao mesmo tempo.

Os novos componentes eletrônicos mostraram-se totalmente funcionais em temperatura ambiente, o que deverá facilitar sua adoção pela indústria.

Bibliografia:
CMOS-compatible fabrication of room-temperature single-electron devices
Vishva Ray, Ramkumar Subramanian, Pradeep Bhadrachalam, Liang-Chieh Ma, Choong-Un Kim, Seong Jin Koh
Nature Nanotechnology
October 2008
Vol.: 3, 603 - 608
DOI: 10.1038/nnano.2008.267

Algoritmo dá a computadores uma capacidade quase humana

Nós temos uma capacidade inata, e uma tendência quase inconsciente em utilizar essa capacidade, de encontrar padrões em grandes volumes de dados e informações. Foi assim que nossos antepassados traçaram as constelações na infinidade de estrelas que eles observavam no céu, e é assim que nós localizamos um grupo de amigos no meio de um salão lotado.

Capacidade de ordenação
Seria muito útil se conseguíssemos replicar essa capacidade nos computadores - a Era da Informação está gerando uma quantidade de dados maior do que tudo o que a humanidade gerou ao longo de milênios. Sabemos que essa montanha de dados contém informações valiosas, mas só conseguiremos tirar proveito delas se os próprios computadores forem capazes de capturá-las para nós.
Para que um computador ordene um conjunto de dados, nós devemos encontrar a ordem subjacente a esses dados e então dizer ao computador como ordená-los, por meio de um programa.

Encontrando padrões em dados brutos
Agora, pesquisadores do MIT elaboraram um algoritmo que é capaz de encontrar um padrão nos dados brutos, e então ordená-los segundo esse padrão. "Em vez de procurar por um tipo particular de estrutura, nós criamos um algoritmo mais amplo que é capaz de testar todas essas estruturas e pesá-las umas contra as outras," explica Joshua Tenenbaum, coordenador da pesquisa.
O algoritmo consegue entender vários tipos de estruturas de dados, como árvores, ordens lineares, anéis, hierarquias dominantes, clusters etc. Ele analisa os dados brutos até encontrar a estrutura que melhor os descreve e então ordena os dados seguindo essa estrutura.
Os humanos fazem isso o tempo todo, na vida diária, freqüentemente de forma inconsciente. Várias descobertas-chave na história da ciência também consistiram na localização desses padrões, como na elaboração da Tabela Periódica ou na criação do sistema de classificação das espécies utilizada pela biologia.

Bibliografia:The discovery of structural formCharles Kemp, Joshua B. TenenbaumProceedings of the National Academy of SciencesAugust 2008Vol.: 105:10687-10692DOI: 10.1073/pnas.0802631105

Ferramenta para estudos astronômicos

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WorldWide Telescope 2.1.8.1 Spring Beta

O programa foi criado com o Visual Experience Engine, o qual permite visualização em alta definição do céu noturno, planetas e outros tipos de imagem. É possível aplicar uma vasta gama de efeitos, como visão raio-x, zoom, crossfade, etc. Imagine a imagem que deve ser uma supernova que explodiu há mil anos.

Altere para a visualização Hydrogen Alpha para visualizar a distribuição e iluminação de estruturas primordiais de nuvens de hidrogênio. Selecione diferentes pontos de vista: da Lua, dos planetas do sistema solar; visualize astros em suas posições precisas no passado, presente e futuro.

Todo o conteúdo do WorldWide Telescope, entre imagens e informações, passa com folga a barreira dos terabytes. A interface do programa pode ser explorada por crianças, tamanha a facilidade que ela oferece.

Computador vivo utiliza microrganismos

Material genético de bactérias pode ser aproveitado na solução de problemas matemáticos complexos

COMPUTADORES CELULARES: Pesquisadores colocaram pela primeira vez computadores vivos dentro de células vivas. Longe de ser aquela máquina eletrônica convencional baseada no silício, cientistas construíram um computador a partir de um fragmento circular de DNA que foi inserido na célula de uma bactéria viva. Depois o microrganismo foi liberado para resolver problemas matemáticos. “Um computador é qualquer sistema capaz de ler uma informação de entrada e fornecer uma saída compreensível” explica Karmella Haynes, uma bióloga do Davidson College na Carolina do Norte e co-autora de um novo estudo, publicado no Journal of Biological Engineering. Haynes e seu grupo aproveitaram o potencial de recombinação do DNA para resolver o chamado “problema das panquecas queimadas”: um quebra-cabeça cujo desafio está em empilhar panquecas de diferentes tamanhos, queimadas de um lado e bem cozidas do outro, utilizando o menor número de inversões e ordenando-as de tal forma que as maiores fiquem embaixo e todas tenham a parte queimada viradas para baixo. Tom Ran, um aluno de pós-graduação do laboratório onde trabalha o cientista da computação Ehud Shapiro, no Instituto Weizmann, em Rehovot, Israel, afirma: “Este é o primeiro trabalho que encontrei utilizando células vivas para solucionar problemas específicos de ciência da computação.” Haynes e seu grupo mostraram que, utilizando o DNA como um computador, poderiam resolver o problema das panquecas queimadas. Se seu sistema pudesse ser ampliado, poderiam solucionar problemas complexos como rotas mais eficientes entre Chicago e Singapura ou a melhor forma de distribuir chamadas telefônicas através dos Estados Unidos – um desafio que empresas como a FedEx e a AT&T vem enfrentando há anos. Além disso, os problemas seriam resolvidos em apenas uma fração do tempo gasto pelos computadores convencionais. fonte: Scientific American Brasil

Máquina do fim do mundo funciona amanhã

Um consórcio europeu de países vai testar, nesta quarta-feira (10), seu mais ambicioso projeto de tecnologia dos últimos 20 anos, um acelerador de partículas com 27 quilômetros de extensão.

Segundo os desenvolvedores do programa, o projeto poderá dar informações aos cientistas sobre como ocorreu o Big Bang, evento que supostamente deu origem ao universo.

No acelerador, prótons (partículas que compõem os átomos) serão acelerados em direções opostas. A idéia é que estas partículas viagem a 99,99% da velocidade da luz. Em determinado momento, os prótons disparados em lados opostos vão se chocar.

É exatamente este choque que os cientistas querem analisar. Que tipo de transformação a matéria sobre neste momento? Quanto de energia é liberadas? Os dados coletados serão processador por supercomputadores, que simularão o mesmo evento em dimensões maiores.

O programa gerou controvérsias na Europa e o acelerador acabou apelidado de “máquina do fim do mundo”. Alguns pesquisadores classificaram o evento como “muito perigoso” porque não há informações seguras do quanto de energia um evento como esse pode liberar. Cientistas mais críticos afirmam que a experiência pode até explodir o planeta, terminando com a vida na Terra.

O Tribunal Europeu de Direitos Humanos julgou a experiência segura e liberou o experimento. Cientistas que participam do projeto afirmam que a quantidade de prótons “acelerada” no teste será mínima, o que garante a segurança da experiência.


fonte: info

Ali tem um buraco negro

Cientistas estimam que o centro de cada galáxia seria ocupado por um buraco negro supermassivo, formado pela convergência de buracos menores ou pela acreção (aumento de massa por aglomeração de materiais) de estrelas e de gás nessas estruturas.

Mais potente que o Hubble, telescópio comprova a existência de um buraco negro no centro da galáxia

Isso é o que se acredita, ainda que não exista comprovação para essa hipótese até o momento. De fato, nem mesmo sobre a existência dos próprios buracos negros – objetos tão densos que a sua força gravitacional evita que qualquer coisa escape de seu alcance – há provas conclusivas.

Mas um sério candidato acaba de surgir, e justamente na Via Láctea. Um grupo internacional de 29 pesquisadores conseguiu chegar mais perto do que qualquer outro de um provável buraco negro supermassivo. A descrição está na edição desta quinta-feira (4/9) da revista Nature.

Os astrônomos reuniram radiotelescópios no Havaí, Arizona e na Califórnia para criar um telescópio virtual com resolução mais de mil vezes superior à do Hubble. O alvo das observações foi uma região na qual se suspeitava da existência de um buraco negro com massa 4 milhões de vezes maior do que a do Sol.

Denominada Sagitário A, a enigmática fonte de emissão de ondas de rádio, infravermelho e raio X no centro da Via Láctea sinalizaria o buraco negro supermassivo ainda mais no interior da galáxia. A formação foi descoberta há três décadas, mas esta é a primeira vez em que se conseguiu uma resolução angular (ou capacidade de observar detalhes ínfimos) adequada ao tamanho do “horizonte de eventos” do buraco negro – a região interna da qual nada, nem mesmo a luz, consegue escapar.

Sem luz, nada de observação direta. Como não se pode vê-los diretamente, astrônomos estudam buracos negros por meio da detecção da luz emitida pela matéria que esquenta à medida que se aproxima do horizonte de eventos.

Ao medir o tamanho dessa área brilhante no centro da Via Láctea, os pesquisadores verificaram a maior densidade até hoje encontrada de matéria na região. “Isso é uma nova e importante evidência que apóia a existência de buracos negros”, disse o principal autor do estudo, Sheperd Doeleman, do Observatório Haystack, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos.

“A técnica que usamos permitiu uma vista sem igual dessa região próxima ao centro da galáxia. As novas observações têm uma resolução equivalente a ser capaz de ver, da Terra, uma bola de beisebol na superfície da Lua”, afirmou.

Embora sejam precisos mais de 25 mil anos para que a luz das proximidades do centro da galáxia chegue até a Terra, os astrônomos calcularam que o tamanho de Sagitário A é apenas um terço da distância do Sol à Terra.

Segundo eles, a fonte de radiação deve se originar ou em um disco de matéria que se aproxima do buraco negro ou em um jato de matéria de alta velocidade lançado pelo objeto. “Observações futuras com telescópios virtuais ainda maiores serão capazes de identificar exatamente o que promove essa emissão”, disse Doeleman.

“Esse estudo abre uma nova janela ao investigar a estrutura de espaço e tempo próxima a um buraco negro e ao testar a teoria da gravidade de Einstein”, comentou sobre a pesquisa o astrofísico Avi Loeb, da Universidade Harvard.

fonte: iG

Segue abaixo um histórico da evolução da física:

480 a.C. - O grego Leucipo chega a conclusão de que a matéria de todos os corpos é composta por partículas microscópicas chamadas de átomos.

260 a.C. - O grego Arquimedes descobre que os corpos flutuam, pois deslocam um pouco de líquido para os lados.
1269 - O francês Pèlerin de Maricourt descobre o funcionamento dos dois pólos magnéticos de um imã.
1589 - O Galileu Galilei, cientista italiano, chega a conclusão de que todos os corpos caem numa mesma velocidade independente de seu peso. É o princípio da física moderna e da lei de queda livre dos corpos.
1648 - Blaise Pascal faz importantes pesquisas sobre a pressão gerada pelo peso dos gases e da água.
1666 - O pesquisador inglês Isaac Newton chega a conclusão que a luz é formada pela junção de várias cores.
1678 - O físico holandês Christiaan Huygens é o primeiro a defender a idéia de que a luz se propaga como se fosse uma onda.
1687 - O físico Isaac Newton publica Princípios Matemáticos da Filosofia Natural. Neste livro, Newton define as principais leis da mecânica e demonstra que os corpos se atraem pela força de gravidade.
1752 - O pesquisador norte-americano Benjamim Franklin divulga suas pesquisas sobre raios, demonstrando que existem dois tipos de cargas elétricas, a negativa e a positiva.
1800 - O astrônomo inglês William Herschel faz uma importante descoberta sobre o Sol. O astro emite raios infravermelhos.
1822 - O matemático francês Jean-Baptiste Fourier desenvolve várias fórmulas sobre o fluxo de calor.
1847 - O físico Joule desenvolve a Primeira Lei da Termodinâmica, comprovando que a energia não pode ser criada, nem destruída.
1859 - O físico inglês James Clerk Maxwell desenvolve a Teoria Cinética dos Gases, demonstra como calcular a velocidade dos átomos de um gás.
1865 - O pesquisador inglês James Clerk Maxwell descobre a força eletromagnética, estudando a ação da energia elétrica e da magnética.
1888 - O cientista alemão Heinrich Hertz produz em laboratório as primeiras ondas de rádio.
1895 - Pesquisas do cientista alemão Wilheim Konrad Röntgen mostra a existência dos raios X.
1900 - O cientista alemão Max Planck faz pesquisas importantes na campo da Física Quântica. Estes estudos serviram de base para o desenvolvimento da Teoria da Relatividade.
1905 - O cientista alemão Albert Einstein cria a Teoria da Relatividade, onde conclui que o tempo não é absoluto.
1911 - O físico australiano Ernest Rutherford observa que quase toda a massa de um átomo se concentra em seu núcleo que é muito duro.
1932 - O físico inglês James Chadwick descobre a existência o nêutron, uma das partículas que forma o núcleo do átomo junto com o próton.
1939 - Os físico-químicos alemães Otto Hahn e Lise Meitner realizam experiência onde conseguem fazer a fissão do núcleo do urânio, partindo seu núcleo.
1975 - O inglês Stephen Hawking conclui que um buraco negro pode evaporar, perdendo uma pequena quantidade de massa.
1999 - A física dinamarquesa Lene Vestergaard, consegue reduzir a velocidade da luz, fazendo com que esta ultrapasse uma matéria conhecida como condensado de Bose-Einsten. A velocidade da luz é reduzida em 18 milhões de vezes.
2000 - Cientistas do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares comprovam que é possível tirar partículas subatômicas, os quarks, dos prótons e neutrons.

fonte:

Core i7 será o novo chip da Intel

A Intel anunciou que planeja vender sua nova geração de chips para computadores de mesa sob a já consolidada marca "Core". Os primeiros chips da nova linha serão chamados Core i7.
A Intel afirmou que os microprocessadores, que devem começar a ser produzidos no final deste ano, vão oferecer alto desempenho e baixo consumo de energia, segundo a agência AFP. Os primeiros chips na nova família terão uma identificação "i7", a primeira de muitas que virão à medida que novos chips forem lançados. A Intel é a maior fabricante mundial de microprocessadores, com cerca de 75% do mercado global.

fonte: Portal Terra

"Pele eletrônica" dá tato a robôs

Cientistas japoneses afirmam ter desenvolvido uma espécie de borracha com boa capacidade de conduzir eletricidade, abrindo caminho para robôs com uma "pele eletrônica" elástica capaz de sentir calor e pressão como a pele humana.

O material é o primeiro a resolver problemas enfrentados por metais - que são bons condutores mas não se expandem - e borracha - que dificilmente transmite eletricidade, de acordo com a equipe da Universidade de Tóquio.

A nova tecnologia é flexível como a borracha comum, mas oferece uma condutividade 570 vezes maior do que borrachas com partículas de carbono disponíveis comercialmente, disseram os pesquisadores à agência AFP.

Uma possível aplicação do material seria a pele artificial para robôs, afirmou o pesquisador Tsuyoshi Sekitani, membro da equipe. "À medida que robôs começam a fazer parte de nossas vidas, eles precisam ter sensores em todo seu corpo, como humanos", disse ele à AFP.

O material é feito de nanotubos de carbono, ou moléculas tubulares de carbono, misturados a um líquido iônico e adicionados à borracha.

Ele pode ser esticado em até 38% sem alterações significativas na condutividade - um avanço notável considerando que fios de metal quebram com tensão de 1% a 2%, segundo os cientistas.

Sekitani disse que o novo material poderia ser usado na superfície de volantes de automóveis, que avaliariam a capacidade do motorista de dirigir pela análise da transpiração, temperatura do corpo e outros dados.

O material também poderia originar uma tela elástica, permitindo que as pessoas pegassem um pequeno pano e o esticassem para assistir à televisão.

Segundo a AFP, a equipe prevê que ainda vai levar vários anos para que o condutor elástico tenha algum uso prático.

fonte: Portal Terra

Conceito de Tecnologia da Informação

O termo Tecnologia da Informação serve para designar o conjunto de recursos tecnológicos e computacionais para geração e uso da informação.

Também é comumente utilizado para designar o conjunto de recursos não humanos dedicados ao armazenamento, processamento e comunicação da informação, bem como o modo como esses recursos estão organizados em um sistema capaz de executar um conjunto de tarefas.

A TI não se restringe a equipamentos (hardware), programas (software) e comunicação de dados. Existem tecnologias relativas ao planejamento de informática, ao desenvolvimento de sistemas, ao suporte ao software, aos processos de produção e operação, ao suporte de hardware, etc.

A sigla TI, tecnologia da informação, abrange todas as atividades desenvolvidas na sociedade pelos recursos da informática. É a difusão social da informação em larga escala de transmissão, a partir destes sistemas tecnológicos inteligentes. Seu acesso pode ser de domínio público ou privado, na prestação de serviços das mais variadas formas.

Pequenas e grandes empresas dependem dela para alcançar maior produtividade e competitividade. Através de passos simples ensinados por empresas do ramo, muitas alcançam sucesso e alavancam maiores rendimentos.

A aplicação, obtenção, processamento, armazenamento e transmissão de dados também são objeto de estudo na TI. O processamento de informação, seja de que tipo for, é uma atividade de importância central nas economias industriais avançadas por estar presente com grande força em áreas como finanças, planejamento de transportes, design, produção de bens, assim como na imprensa, nas atividades editoriais, no rádio e na televisão. O desenvolvimento cada vez mais rápido de novas tecnologias de informação modificou as bibliotecas e os centros de documentação (principais locais de armazenamento de informação) introduzindo novas formas de organização e acesso aos dados a obras armazenadas; reduziu custos e acelerou a produção dos jornais e possibilitou a formação instantânea de redes televisivas de âmbito mundial. Além disso, tal desenvolvimento facilitou e intensificou a comunicação pessoal e institucional, através de programas de processamento de texto, de formação de bancos de dados, de editoração eletrônica, bem de tecnologias que permitem a transmissão de documentos, envio de mensagens e arquivos, assim como consultas a computadores remotos (via rede mundiais de computadores, como a internet). A difusão das novas tecnologias de informação trouxe também impasse e problemas, relativos principalmente à privacidade dos indivíduos e ao seu direito à informação, pois os cidadãos geralmente não tem acesso a grande quantidade de informação sobre eles, coletadas por instituições particulares ou públicas.

As tecnologias da informação não incluem somente componentes de máquina. Existem tecnologias intelectuais usadas para lidar com o ciclo da informação como: técnicas de classificação, por exemplo, que não requerem uso de máquinas apenas um esquema. Este esquema pode, também, ser incluído em um software que será usado mas isso não elimina o fato que a técnica já existia independentemente do software. As tecnologias de classificação e organização de informações existem desde que as bibliotecas começaram a ser formadas. Qualquer livro sobre organização de bibliotecas traz essas tecnologias.

fonte: wikipedia