Carta do Especialista 15/07/2022

2022-07-15


Sexta-feira, 15 de julho de 2022.

Comece a sexta-feira com aquele sorriso de comercial de TV! Mas para ter um destes, conte com micro robôs que servem como escova de dentes, fio dental e enxaguante bucal. Conheça os sensores que prometem prever concussões em atletas e a tatuagem de grafeno que mede a pressão arterial. Saiba que a Meta tem um novo projeto de aprendizagem autossupervisionada por Inteligência Artificial. E vamos fechar a Carta de hoje com os cientistas do MIT que pretendem minimizar os impactos do aquecimento global através de lançamento de “bolhas espaciais”.

Tudo isso e muito mais! Bora lá?!

🦷 Micro robôs podem cuidar da sua saúde bucal

Se seu dentista pega no seu pé porque você não lembra de usar fio dental ou esquece de escovar os dentes regularmente após as refeições, talvez os micro robôs que mudam a forma física para escovar, passar o fio dental e até aplicar o enxaguante bucal possam ser muito úteis!

Cientistas da Universidade da Pensilvânia desenvolveram um “enxame de micro robôs” que teoricamente poderão realizar todas essas tarefas em um único formato de cuidados bucais. O projeto é destinado especificamente para pessoas que têm alguma dificuldade na movimentação ágil dos membros, como, por exemplo, indivíduos com danos cerebrais ou de coluna.

Os robôs são feitos de nanopartículas de óxido de ferro que têm, ao mesmo tempo, capacidades de atividades catalíticas e magnéticas. Por meio de um campo magnético direcionado, os pesquisadores podem movimentar esses robôs ao mesmo tempo em que alteram suas configurações para assumir a forma física de cerdas de uma escova que varre as placas bacterianas, ou um fio fino o suficiente para passar entre os dentes. Nos dois casos, uma reação química leva as nanopartículas a aplicar uma substância antibacteriana que mata micróbios orais nocivos – como um enxaguante bucal.

Em alguns experimentos, testes foram realizados com dentes impressos em 3D, e em exemplares reais, mostrando que o sistema é totalmente programável e segundo os pesquisadores, graças a esta natureza personalizável, os micro robôs são capazes de se adaptarem às diferentes variações de superfícies dentárias, podendo servir para todo tipo de boca.

Este estudo é baseado em ideias diferentes que se uniram. Por vários anos o professor do Departamento de Odontologia e Ortodontia da Universidade da Pensilvânia e coautor do estudo, Hyun (Michel) Koo, se interessou pela ação catalítica de nanopartículas de óxido ferroso, que podem liberar peróxido de hidrogênio (comumente conhecida como “água oxigenada”) que libera radicais químicos capazes de matar bactérias que causam a queda dos dentes.

Paralelamente, Edward Steager, pesquisador sênior da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Penn, estudava as mesmas partículas com seus colegas, dentro de ambientes controlados por campos magnéticos.

Graças ao apoio da Universidade da Pensilvânia, as equipes se juntaram para desenvolver os “micro robôs limpadores de dentes”, mas eles ainda precisam de um nome… alguma sugestão? Rs

Bem, eles constaram que as nanopartículas poderiam se magneticamente direcionadas, enquanto liberavam peróxido de hidrogênio (que aliás, foi aprovado pelas autoridades e não é agressivo ao tecido dentário ou gengivas) eliminando todos os patógenos causadores de placas bacterianas e outros problemas bucais.

Por ora, esses robôs não estarão disponíveis para o público geral, então você terá que seguir as orientações do seu dentista e utilizar os métodos tradicionais. Contudo, o uso clínico pode ajudar profissionais da odontologia a serem mais produtivos, rápidos e aprofundados – principalmente nos casos de pacientes da terceira idade ou com dificuldades motoras.

“Nós desenvolvemos essa tecnologia que é tão ou mais eficaz quanto escovar e passar fio nos dentes, mas não precisar da destreza manual”, disse Koo. “Adoraríamos ver isso ajudar a população geriátrica e aquelas com necessidades especiais. Acreditamos que isso pode ser disruptivo às modalidades atuais, além de um grande avanço no cuidado da saúde oral”.

Saiba mais no Penn Today.

⛹️ Conheça o Sensor vestível que pode detectar concussões precocemente em atletas

Estudiosos desenvolveram um dispositivo num formato de adesivo pequeno e flexível que poderá identificar possíveis concussões precocemente causadas pelo impacto nos esportes. Os atletas só terão que grudá-lo na nuca.

Nos EUA, mais de 3,8 milhões incidentes acontecem devido a lesões relacionadas ao esporte anualmente. Lesões no cérebro podem causar, segundo a Universidade de Michigan Health: “sintomas prolongados e consequências a longo prazo”. É estimado pelo Centros de Controle e Prevenção de Doenças que de 5% a 8% de todos os atletas do país sofrem uma concussão em qualquer temporada esportiva.

Com este novo sensor vestível, os atletas terão a identificação precoce da concussão, com ou sem colisão, isto será importante para evitar complicações futuras, pois até o momento não existem tratamentos médicos para concussões além de repouso.

“Sempre que há movimento do pescoço, há pressão na forma de contração ou tensão”, disse Nelson Sepúlveda, professor de engenharia elétrica da Michigan State University. “Esses movimentos são captados pelo patch e traduzidos em um sinal elétrico.”

O sinal elétrico que o adesivo produz é proporcional à quantidade de tensão que o pescoço recebe, este resultado pode ser usado para estimar a aceleração e a velocidade do movimento do pescoço. O dispositivo tem cerca de 0.1 milímetros de espessura e é feito de uma camada de material termoplástico.

Os engenheiros utilizaram uma cabeça de manequim em uma placa de metal em movimento para fazer testar a eficácia do dispositivo. Eles colaram o adesivo no manequim e soltaram de uma altura de 60 centímetros, por fim, fizeram a medição dos movimentos tridimensionais experimentados pela cabeça. Concluíram que o sensor era 90% mais preciso quando comparado a métodos tradicionais e complexos.

“Ao contrário das tendências atuais baseadas em acelerômetros em sistemas de detecção de concussão, que contam com sensores integrados no capacete do atleta, o adesivo flexível preso ao pescoço forneceria informações sobre a dinâmica do movimento da cabeça, eliminando assim o potencial de leituras falsas do capacete deslizamento ou aceleração angular de pico”, escrevem os autores.

Futuramente o projeto será ajustado para que o patch possa “transmitir a informação sem fio para um receptor que irá armazenar e criar um banco de dados com toda a tensão experimentada pela cabeça do atleta e estabelecer um modelo de previsão de concussão” – Sepúlveda conta ao The Daily Beast.

Além disso, fora da ciência do esporte, a tecnologia poderia ser usada para monitorar a saúde estrutural de tubulações subterrâneas, ou para movimento de plantas e animais subaquáticos.

Fonte: Smithsonian Magazine

🫀Tatuagem de grafeno pode medir pressão arterial

Cientistas norte-americanos desenvolveram um novo dispositivo que pode monitorar a pressão arterial. Semelhante a tatuagem eletrônica, a tecnologia vestível foi pensada para revolucionar o tratamento de pressão alta, ajudando no controle de diferentes doenças cardiovasculares.

Atualmente no mercado, conhecemos a braçadeira que fornece uma rápida avaliação confiável da saúde do coração, no entanto este equipamento é volumoso e desconfortável, o que torna impraticável o monitoramento contínuo fora das clínicas.

Vale ressaltar que a pressão alta, quando não tratada, pode apresentar sérios riscos cardiovasculares futuros. “Fazer medições infrequentes da pressão arterial tem muitas limitações e não fornece informações sobre como nosso corpo está funcionando”, acrescenta Roozbeh Jafari, professor da Universidade A&M do Texas e um dos autores do estudo.

Com a tatuagem eletrônica a averiguação poderá ser frequente, os médicos terão acesso a esses dados do paciente de forma contínua, em qualquer situação, como durante o sono ou em um momento estressante.

Os pesquisadores explicam que o grafeno, um dos elementos principais do dispositivo, é um material muito fino e com boa resistência, com espessura total de 200 nanômetros, somada às dimensões dos sensores. “O sensor para a tatuagem é leve e discreto. Você nem vê e [ele] não se move”, explica Jafari sobre o quão confortável a invenção é.

Para a medição, o aparelho injeta uma corrente elétrica de baixa intensidade na pele e, em seguida, analisa a resposta do corpo, conhecida como bioimpedância. Segundo o autor, a correlação entre a bioimpedância e as alterações na pressão arterial está associada às mudanças do volume sanguíneo.

Além disso, os sensores são bastante resistentes à água, suor e a altas temperaturas, suportando até 10 vezes mais tempo do que sensores relatados em estudos anteriores. A tatuagem também poderá ser usada para registrar outros sinais vitais, como taxa respiratória, podendo ser colocados em diferentes partes do corpo.

Talvez você esteja se perguntando, não seria mais simples adaptar esta tecnologia para os smartwatches e smartbands? A resposta dos especialistas é não… atualmente os principais relógios e pulseiras inteligentes não estão prontos para monitorar a pressão arterial, pois deslizam pelo pulso e estão distantes das artérias – o que os tornam imprecisos para fazer a leitura.

Outra questão é que estes dispositivos inteligentes utilizam a luz para a leitura. Segundo os pesquisadores, a qualidade da medição poderia oscilar em casos de pessoas tatuadas ou com pele escura, por exemplo. Em contrapartida a nova tecnologia: “é igualmente operacional independentemente da cor da pele e capaz de realizar medições noturnas e de longo prazo”.

Saiba mais no PhysicsWorld.

🌇 Projeto da Meta IA de aprendizado autossupervisionado

Yann LeCun, cientista chefe da IA da Meta, visa aprimorar cada vez mais a IA chegando a ser comparada com os níveis de aprendizagem de animais e humanos.

Atualmente a empresa está trabalhando em um tipo de aprendizado autossupervisionado (SSL) para sistema de IA. Os pesquisadores acreditam que o aprendizado autossupervisionado é um pré-requisito necessário para sistemas de IA que podem construir “modelos de mundo” e, portanto, podem começar a ganhar faculdades semelhantes às humanas, como razão, bom senso e a capacidade de transferir habilidades e conhecimento de um contexto para outro.

Em artigos mais recentes mostram como o sistema autossupervisionado chamado “Masked Auto-Encoder” (MAE) aprende a construir imagens, vídeos e áudios a partir de dados irregulares e incompletos.

A IA aprendeu a prever dados ausentes, seja em uma imagem estática ou em uma sequência de vídeo ou áudio. O sistema MAE deve estar construindo um modelo mundial, diz LeCun. “Se pode prever o que vai acontecer em um vídeo, tem que entender que o mundo é tridimensional, que alguns objetos são inanimados e não se movem sozinhos, que outros objetos são animados e mais difíceis de prever, todas os caminhos para preverem o comportamento complexo de pessoas animadas”, diz ele. E uma vez que um sistema de IA tiver um modelo de mundo preciso, ele pode usar esse modelo para planejar ações.

Vale a pena conferir o conteúdo completo no Spectrum.ieee.

🔴 Cientistas do MIT desenvolveram “bolhas espaciais” para diminuir os malefícios das mudanças climáticas

A fim de diminuir os impactos que a radiação solar causa na Terra, cientistas planejam lançar uma série de bolhas de silício de filme fino no espaço sideral para bloquear estes raios, evitando ainda mais aquecimento e possivelmente revertendo a situação atual.

O projeto de “bolhas espaciais” foi pensado pelos cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. A equipe composta por diversos profissionais em diferentes segmentos uniram forças para trabalhar nos aspectos técnicos e sociais do “projeto em escala planetária” para encontrar soluções não ligadas à Terra para as mudanças climáticas.

De acordo com o MIT, se a jangada de bolhas conseguir desviar 1,8% da radiação solar incidente antes de atingir a Terra, elas podem reverter totalmente o aquecimento global de hoje. Mesmo que este seja um resultado muito ambicioso, se o projeto alcançar uma porcentagem menor, oferecerá benefícios suficientes para ajudar a mitigar o aquecimento global.

O grupo pretende lançar pequenas bolhas inflamáveis no espaço que poderiam fabricar em uma jangada espacial do tamanho do Brasil e suspender perto do Ponto Lagrange L1 local entre a Terra e o Sol onde a influência gravitacional de ambos os corpos se anulam. Além disso, a equipe terá um sistema que garanta que a balsa permaneça no lugar e que possa fornecer a capacidade de mover as bolhas para mais perto do Sol para obter um impacto ideal.

Saiba mais no Popular Mechanics.

Por hoje é só, até semana que vem!

@Renatograu | Linktree



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