Interação ampliada, chip neuronal e muito mais!

Um dos assuntos que eu aprecio muito (e você que acompanha este blog já sabe) é a Realidade Virtual. Mas tenho também o salutar hábito de pegar diferentes assuntos e interligá-los na busca por inovações que possam nos trazer benefícios. O texto a seguir é daqueles que nos fazem pensar, espero que você aprecie sem moderação, junto com os demais, na sequência.




O computador como parceiro: vem aí a interação ampliada
"Eu adoro trabalhar com humanos e tenho relações muito estimulantes com eles." As palavras são do computador HAL 9000, de 2001: Uma Odisseia no Espaço, que teve uma segunda edição passada no ano de 2010. Bem, estamos quase lá e parece que, por enquanto, a ficção está bem à frente da realidade.

Pesquisadores da Universidade do Oregon, estão desenvolvendo o conceito de "interação ampliada," segundo a qual os computadores terão "vontade" de se comunicar com os humanos, aprender com eles e conhecer cada usuário como um indivíduo, com seus gostos e preferências. Por trás dessa interação humano-computador mais cheia de significados está um dos últimos avanços no campo do aprendizado de máquina e da inteligência artificial.

A idéia é que o computador não se limite a aprender a partir de seus erros e de sua experiência. Ele deverá ouvir o usuário e tentar combinar o que ele "ouve" com suas próprias "computações" internas para alterar seus programas de forma a completar suas tarefas de forma mais eficiente e mais agradável aos usuários. Punk, não?

O desafio começa com a constatação de que "falar" com um computador - algo como dar-lhe um feedback - está longe de ser uma tarefa trivial. Por isso, os pesquisadores estão se concentrando no desenvolvimento de ferramentas que permitam que um usuário não-especializado seja capaz de explicar diretamente ao computador qual falha ele, o computador, cometeu e por quê.

O maior desafio que os cientistas da computação estão encontrando é a criação de sistemas interativos que sejam fáceis de operar. Afinal, seu objetivo é que os novos sistemas sejam usados por usuários comuns, e não por programadores de computador.

A era dos humanos como observadores passivos no campo da inteligência artificial, afirmam os cientistas, pode estar chegando ao fim.

Ícones, janelas, menus - Quando a informática vai evoluir?
A interação homem-computador está passando por uma revolução, entrando em uma era multimodal que vai muito, muito além do atual paradigma, chamado WIMP (Windows-Ícones-Menus-Ponteiros). Agora, um grupo de pesquisadores europeus desenvolveu uma nova plataforma de desenvolvimento gratuita que poderá acelerar essa revolução.

Se já existe a tecnologia, por que as interfaces primárias homem-computador continuam baseadas no paradigma WIMP, que já tem 35 anos de idade? Voz, gestos, toque, háptica, feedback de força e muitos outros sensores ou atuadores já estão disponíveis, prometendo simplificar e simultaneamente melhorar a interação dos humanos com os computadores. Mas tudo ainda fica restrito a cento e poucas teclas, um mouse e dores nos pulsos.

Em parte, o passo lento do desenvolvimento de interfaces é apenas a história se repetindo. A história dos sistemas mecânicos que funcionavam mais rápido do que a escrita manual é uma saga de 150 anos e, eventualmente, levou ao desenvolvimento do teclado padrão QWERTY nos início dos anos 1870.

Em parte, o problema é de complexidade. As interfaces devem se adaptar à morfologia e à neurologia humanas e têm que tornar seu trabalho mais fácil do que era antes. Pode levar um bocado de tempo para descobrir como otimizar essas interfaces. Mas a revolução já começou, com os sistemas de toque e os sistemas baseados em gestos reinventando os telefones celulares e os videogames. Mas o ritmo do desenvolvimento e da chegada desses avanços ao mercado tem sido dolorosamente lento.

É isso o que querem mudar os pesquisadores do projeto OpenInterface (interface aberta) que iniciou seu trabalho a partir dos muitos dispositivos de interação atualmente disponíveis - telas de toque, sensores de movimento, reconhecimento de voz e muitos outros - e está trabalhando para criar um programa de desenvolvimento de código aberto capaz de dar suporte de forma rápida e fácil ao projeto e desenvolvimento de novas interfaces de usuário, mesclando os diversos tipos de dispositivos de entrada de dados disponíveis.

A nova plataforma OpenInterface pretende acabar com isso. A plataforma consiste em um kernel, que é uma ferramenta gráfica para a montagem de componentes e um repositório de componentes de software. Isso irá permitir que os desenvolvedores explorem diferentes possibilidades de interação. Um desenvolvimento mais rápido significa mais interações de uma nova interface para se obter uma interface multimodal que seja utilizável.

O OpenInterface pode ser baixado do site www.oi-project.org. Veja na seção Showcase do site mais filmes demonstrando as possibilidades de uso da nova ferramenta.

Circuito híbrido marca chegada da eletrônica orgânica aos processadores
Uma equipe de químicos chineses e dinamarqueses desenvolveu contatos elétricos fabricados por uma junção de nanofios feitos de materiais orgânicos e inorgânicos, demonstrando o funcionamento integral de um circuito eletrônico híbrido que poderá ser uma alternativa aos processadores feitos à base de silício.

Os nanofios foram cruzados entre si, criando uma sequência ordenada de contatos que forma os circuitos eletrônicos básicos, incluindo inversores e portas lógicas AND, OR e NAND - nos computadores atuais, esses blocos lógicos são construídos com diodos e transistores de silício. Neste experimento, eles foram construídos com materiais orgânicos - polímeros à base de carbono.

De acordo com o Dr. Thomas Bjornholm, da Universidade de Copenhague, este é o primeiro passo rumo à viabilização futura dos circuitos eletrônicos feitos de materiais orgânicos, um possível substituto para as atuais tecnologias baseadas em silício. Já existem dispositivos eletrônicos orgânicos no mercado, principalmente as telas feitas com LEDs orgânicos (OLEDs). Embora promissor, permitindo a construção de transistores do tamanho de moléculas, o enfoque da eletrônica orgânica ainda não chegou integralmente aos processadores.

A viabilização dos blocos lógicos em materiais à base de carbono, agora demonstrada, dá mais uma prova do potencial da eletrônica orgânica e do novo patamar de dimensões que ela permitirá alcançar. Enquanto isso, os transistores de silício estão cada vez mais próximos dos limites físicos de sua miniaturização.

O circuito híbrido orgânico é resultado de um esforço conjunto entre pesquisadores da Dinamarca e da Academia Chinesa de Ciências, que formaram um centro de pesquisas em nanoeletrônica molecular.

Chip bioeletrônico conecta neurônios a circuito eletrônico
Engenheiros do instituto de microeletrônica IMEC, da Bélgica, criaram um microchip formado por uma série de pilares nanométricos que permite a conexão direta entre células vivas e dispositivos eletrônicos. Como pode ser fabricado em escala industrial, o chip deverá auxiliar nas pesquisas da eletrofisiologia, o campo que estuda as propriedades elétricas das células e dos tecidos biológicos, e que inclui desde estudos que buscam o entendimento do funcionamento do cérebro até as pesquisas de tratamentos para doenças como os males de Parkinson e Alzheimer.

As pesquisas da eletrofisiologia buscam compreender sobretudo o funcionamento dos cardiomiócitos, as células do coração, e dos neurônios, as células cerebrais. Pelo lado da tecnologia, as pesquisas voltam-se principalmente para encontrar formas de conectar circuitos eletrônicos a tecidos vivos, o que poderá permitir a construção de implantes e próteses mais avançados e, eventualmente, permitir o controle de partes do corpo cujos movimentos tenham sido perdidos por acidentes ou doenças.

A vantagem do novo chip criado pelos pesquisadores belgas é que ele possui estruturas que servem simultaneamente de substrato para as células vivas e de ponto de contato elétrico entre as diversas células e entre as células e o restante do circuito eletrônico.

O maior desafio para viabilizar a construção do chip de conexão bioeletrônica foi manter as células vivas. Para isto, a parte superior do chip é mantida imersa em uma solução com nutrientes, totalmente isolada da parte inferior, onde são feitos os contatos com a placa de circuito impresso e com o restante do dispositivo eletrônico de controle.

Outro elemento importante do sucesso da pesquisa foi o desenvolvimento de uma técnica para garantir que cada célula cresça de tal forma que seu corpo entre em contato com um único eletrodo, para garantir a precisão das leituras e dos controles.

Se linkarmos essa inovação com a mão robótica sobre a qual postei aqui recentemente, penso que teremos um grande avanço em ambas as pesquisas.