Google oferece US$ 1 milhão para quem revolucionar a eletricidade

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O Google abriu nesta terça-feira, 22, as inscrições para o Little Box Challenge, um desafio ambicioso. A empresa pagará US$ 1 milhão para quem conseguir criar um inversor de energia que seja menor, mais barato e tão potente quanto os que estão no mercado atualmente.

O inversor é um mecanismo capaz de transformar corrente direta de fontes de energia como painéis solares e tranformá-la em corrente direta, a ser usada em casas, carros, etc. Reduzir seu tamanho criaria novas formas menos custosas de levar eletricidade a lugares remotos do planeta, segundo o Google.

A intenção da empresa é premiar a pessoa que projetar e construir um inversor capaz de operar na escala de quilowatts, com a maior densidade de energia, de pelo menos 50 watts por polegada cúbica. O Google espera, com o concurso, uma redução de tamanho de 90% em relação aos inversores já existentes.

Para quem tiver um projeto, o prazo de inscrição se estende até o dia 30 de setembro, e o vencedor deve ser conhecido em janeiro de 2016. Daqui a um ano, no dia 22 de julho de 2015, as equipes registradas deverão oferecer detalhes técnicos e uma aplicação para testes.

O concurso é realizado em parceria com o IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos). Você pode conferir mais sobre o desafio neste link, em inglês.

Matéria publicada em http://olhardigital.uol.com.br/noticia/43206/43206

MEMS Cam: a tecnologia de câmera que pode revolucionar fotos pelo celular

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O Nexus 5, próximo smartphone da parceria entre Google e LG, tem previsão de anúncio para 28 de outubro de 2013. Mas o aparelho em si não deve ser o único centro das atenções: os amantes da fotografia, especialmente de retratos feitos por dispositivos móveis, aguardam a demonstração de uma tecnologia que vai estrear em celulares e deve aumentar bastante a qualidade das imagens capturadas.

Trata-se de um sistema de movimento baseado em MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) de silício. Esse mecanismo de resposta a comandos eletrônicos é veloz e preciso, garantindo que a pessoa ou o objeto que você pretende focalizar seja rapidamente colocado em primeiro plano. Componentes como microfones, giroscópios e outros sensores de gadgets já são baseados em outros MEMS.

A tecnologia já existe em câmeras digitais compactas, mas diminuir o tamanho dos componentes e adequá-los a um smartphone é o desafio que acaba de ser superado. Abaixo, você conhece o funcionamento dessa técnica e como ela vai deixar suas fotos ainda mais profissionais.

Foco automático pré-MEMS

Segundo a Digital Optics, que desenvolve a tecnologia do MEMS para a fotografia, apenas 40% das câmeras de smartphones usam o recurso do autofoco. Mas essa técnica já atingiu seu limite – e, quando isso acontece, um novo método deve ser empregado. Para você ter uma ideia, a tecnologia atual de foco existe desde 1874, quando o primeiro modelo desse sistema foi patenteado.

A tal tecnologia jurássica é a de motores de bobina de voz (voice coil motor, ou VCM, na sigla original). Esse método usa atração e repulsão entre ímãs para gerar som a partir de eletricidade. O campo magnético gerado por esse processo movimenta a lente para uma posição na vertical diferente do sensor, enquanto molas fazem o papel de força compensadora.

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De forma geral, esses motores movimentam o módulo da lente junto com o eixo óptico da câmera, garantindo que o equipamento mexa-se para os lados e acompanhe o “alvo” do retrato. Além disso, um algoritmo de foco automático calcula a posição do objeto que será colocado em primeiro plano (isso nas máquinas digitais).

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Apesar de integrar os smartphones atuais e garantir certa qualidade, esse componente é caro, maior e de menor desempenho, além de consumir mais energia e ter uma taxa relativamente alta de erros por conta da demora no processo de autofoco. O MEMS supera todos esses obstáculos, garantindo que o protagonista da sua fotografia, mesmo longe ou em um cenário cheio de outros elementos, fique sempre em destaque.

Por dentro do MEMS Cam

Basicamente, no autofoco, o sensor da câmera captura a imagem e o processador analisa o retrato para avaliar a estrutura da foto. Para que isso aconteça, os algoritmos do autofoco comandam os circuitos do motor atuador (VCM ou MEMS) de forma que eles movam a lente para outra posição.

Esse ciclo é repetido até que a posição mais adequada seja determinada – e, depois que isso acontece, as peças devem voltar à posição original. Em captura de vídeo, esse algoritmo fica "ligado" o tempo inteiro.

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Enquanto o atuador VCM é formado por uma série de partes, algumas mecânicas e outras elétricas, todas separadas umas das outras, o componente de autofoco em MEMS une apenas dois componentes: um motor atuador de silício com tudo integrado e o revestimento da peça.

Esse motor atuador MEMS é formado por três peças. Uma plataforma de silício; condutores em forma de pente que ficam entrelaçados, mas sem tocarem um no outro; e molas para compensar a força. A lente fica no centro da primeira peça e move-se pelo eixo óptico quando cargas eletroestáticas produzem movimentos verticais nos “pentes”.

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Por ser tão compacto e preciso, o MEMS move apenas uma das lentes da câmera no processo de autofoco, enquanto as demais permanecem em uma posição otimizada. Desse modo, a qualidade do retrato não se perde, e o resultado final é tão bom quanto uma imagem tirada com o foco manual.

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Além disso, os movimentos mecânicos são definidos por litografia, usando modernas técnicas de gravação em wafer, assim como em semicondutores. Ao todo, a peça tem medidas de 7 x 7 x 0,15 milímetros, e faz com que a câmera inteira seja a menor possível (8,5 x 8,5 x 6 mm para um sensor de 5 MP).

Por que mudar?

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Smartphones mais modernos possuem profundidade de campo rasa e distância hiperfocal mais longa, exigindo um autofoco mais preciso e cada vez mais necessário. Levando isso em conta, a Digital Optics aponta uma série de vantagens ao substituir um módulo VCM por uma câmera com autofoco por MEMS. Confira um resumo:

• O algoritmo é mais complexo e usa a detecção de rosto para imediatamente calcular a distância necessária para o autofoco;
• O autofoco ocorre duas vezes mais rápido e com um taxa menor de erro;
• Uma máquina com MEMS Cam permite a captura rápida de retratos em sequência com diferentes focalizações;
• As câmeras de tecnologia MEMS são muito menores e ocupam pouco espaço interno possível dentro do aparelho;
• O uso do silício faz com que o equipamento suporte até 10 milhões de ciclos, quase quatro vezes mais que a durabilidade do metal que compõe o VCM;
• A temperatura do smartphone sobe muito menos do que durante o uso de uma câmera com VCM. A economia de bateria é maior.

Com a popularização da MEMS Cam em smartphones, assim como melhores sensores, lentes e aplicativos, cada vez mais os celulares e tablets ganham espaço na fotografia, que hoje não é só composta de máquinas profissionais imensas e digitais compactas.

Matéria publicada em http://www.tecmundo.com.br/celular/45628-mems-cam-a-tecnologia-de-camera-que-pode-revolucionar-fotos-pelo-celular.htm

Europa promete revolução com impressão 3D de metais

A Agência Espacial Europeia quer usar a fabricação aditiva (popularmente conhecida como impressão em 3D) na construção de peças de jatos, naves espaciais e até em projetos de fusão - o que será possível graças à exploração do metal.

A impressão tridimensional tem tudo para revolucionar a fabricação em plástico. Com os metais a coisa ainda engatinha, mas a exploração dessa matéria-prima pode significar milhões em economia e ainda possibilitaria desenhos até então impossíveis de se conseguir com a fundição tradicional do metal.

Pesquisadores do Projeto Amaze conseguiram manipular componentes de liga de tungstênio, que resistem a temperaturas de até 3.000ºC. Uma peça dessas poderia ser usada dentro de reatores nucleares ou nos bocais de um foguete, de tão fortes.

Eles esperam construir partes de automóveis ou até satélites inteiros sem usar parafusos ou soldas e sem desperdiçar material algum - atualmente, dependendo do que se quer fabricar, metade da matéria-prima é jogada fora.

A parte boa, então, é que dá para fabricar peças mais leves, fortes e baratas em uma geometria complexa nunca antes conseguida. Mas há obstáculos a serem superados. Um dos principais é eliminar a porosidade do produto final, que é contaminado por pequenas bolhas de ar que podem comprometer o desempenho; também há problemas de aspereza no acabamento final.

De acordo com a BBC, o Projeto Amaze reúne 28 parceiros da indústria europeia e da academia. Com um orçamento de 20 milhões de euros, eles prometem resultados perfeitos em até cinco anos.

Matéria publicada em http://olhardigital.uol.com.br/noticia/38283/38283

A Nova Revolução Industrial já começou

Numa noite escura e chuvosa duas semanas atrás em Schenectady, no Estado americano de Nova York, Ken Hislop estava descansando em casa quando seu celular emitiu um bipe. Era uma mensagem de texto urgente — da fábrica da General Electric onde ele trabalha.

Logo chegaram outras mensagens, enviadas por minúsculos sensores embutidos dentro de várias máquinas. A violenta tempestade que estava passando havia causado problemas.

"Soube na hora que tinha acabado a força na fábrica", diz Hislop, um engenheiro de manufatura. Ele rapidamente ligou seu iPad e acessou um esquema animado de diagramas que mostrava tudo que estava acontecendo na planta de US$ 170 milhões, que fabrica imensas baterias para coisas como torres de celular.

Bem-vindo à Nova Revolução Industrial: uma onda de tecnologias e ideias que estão criando um ambiente de manufatura dirigido por computadores. A revolução ameaça tornar obsoletos modelos de negócios há muito estabelecidos.

Para as grandes companhias, isso significa uma gama de ferramentas novas para montar fábricas mais enxutas e explorar novos produtos, materiais e técnicas inovadoras. E graças à queda acentuada nos preços, pequenas empresas também têm acesso a equipamentos e ferramentas melhores e mais baratas.

"A manufatura passa por uma mudança que é tão significativa quanto a introdução de partes intercambiáveis separadas que são unidas na linha de montagem, talvez até mais", diz Michael Idelchik, diretor de tecnologias avançadas do laboratório mundial de pesquisa da GE. A transformação se acelera graças à convergência de tendências: o baixo custo e acessibilidade do chamado "Big Data" (grandes volumes de dados processados a altas velocidades) associados à computação em nuvem; a queda dos custos de sensores eletrônicos, microprocessadores e outros componentes usados para criar máquinas mais capazes; e avanços em software e tecnologia de comunicação.

Isso significa que instalações como a de Hislop quase não precisam da intervenção humana.

Fabricação flexível

Ao mesmo tempo, avanços tecnológicos agora permitem às indústrias inventar novas formas de fabricar as coisas, fugindo ao clássico modelo das linhas de produção. O mais significativo desses progressos é, de longe, a manufatura aditiva: um processo para fazer objetos tridimensionais de praticamente qualquer formato a partir de um modelo digital.

Essas máquinas exóticas podem ser usadas com vários materiais e criar coisas tão diversas como tênis, injetores de combustível para aviões e até mesmo órgãos humanos.

Numa visita ao laboratório de equipamento de manufatura avançada que a AutodeskInc. está construindo em San Francisco, o diretor-presidente Carl Bass aponta para o lugar onde vai ficar um sofisticado torno controlado por computador.

"A empresa japonesa Mori Seiki está fazendo [o torno] em Sacramento numa fábrica automatizada", disse Bass, cuja firma cria software para design por computador. "A fábrica é tão avançada que você quase não precisa acender as luzes porque as máquinas estão fazendo tudo, e o que elas estão fazendo são outras máquinas." De fato, a impressora de três dimensões replicou a si mesma numa universidade da Inglaterra.

Mas haverá desafios. Para começar, como a fabricação aditiva se baseia em modelos digitais de objetos, as empresas ficam muito mais vulneráveis a roubos de propriedade intelectual.

Voltando para casa

Para se ter uma visão de como as novas tecnologias estão rompendo com a velha maneira de fazer as coisas, considere o tênis da Flyknit, da Nike Inc.

Mesmo os tênis de alta tecnologia ainda são quase todos feitos em linhas de produção com muito trabalho humano. Mas a partir do ano passado, a Nike começou a fabricar o Flyknit de uma forma totalmente nova.

Os engenheiros da Nike adaptaram uma máquina usada para fazer agasalhos e ela agora tece a parte superior inteira do tênis num único item aconcavado que depois é preso à língua e à sola.

O mais importante é que todos esses refinamentos não aumentaram o custo. A tecnologia possibilitou à Nike fazer um tênis com apenas alguns componentes em vez de dezenas e com uma redução de até 80% do desperdício.

As consequências são profundas: a razão para se fabricar calçados em países de mão de obra barata parece de repente ter começado a evaporar. A Adidas já fabrica o tênis Primeknit no seu país de origem, a Alemanha.

No ano passado, a consultoria Boston Consulting Group previu que até 30% das exportações americanas produzidas na China poderiam ter a produção transferida para os EUA até 2020.

Nem tão rápido

Mas a pergunta que está no ar é se um impulso na manufatura vai fazer ressurgir o emprego nas fábricas americanas, que chegou a 19,5 milhões de trabalhadores em 1979 e hoje tem cerca de 12 milhões, segundo a Agência de Estatísticas do Trabalho do país.

A oportunidade real está no crescimento de microfábricas altamente especializadas e em legiões de pequenos empreendimentos. Um importante sinal dos novos tempos é que o maior fabricante de impressoras 3-D nos Estados Unidos, a 3D SystemsCorp., introduziu um elegante modelo ano passado nos EUA, por somente US$ 1.299.

Os especialistas vislumbram lojas de bicicletas que "imprimem" quadros personalizados e fabricam bicicletas por encomenda; e lojas ainda mais sofisticadas que fazem toda sorte de produtos de alto nível. Uma empresa chamada Bespoke Products, unidade da 3D Systems, já está fazendo membros humanos artificiais. Outra, a Organovo Holdings Inc., está usando impressão 3-D para criar tecido humano.

Novas maneiras de fazer

A fabricação aditiva possibilita a criação de designs ou estruturas que não são viáveis usando as duas formas tradicionais de fazer as coisas: a usinagem e a fundição de metais. Ambas essas técnicas são grandemente amplificadas pela produção em massa porque, à medida que os volumes crescem, a qualidade geralmente aumenta e os custos caem.

Mas a manufatura aditiva permite a criação de materiais com múltiplas partes e componentes móveis sem montagem. E porque o processo é inteiramente controlado por computadores, a primeira peça fabricada é tão boa quanto a última.

Há uma outra grande mudança em curso que não é tão óbvia. A ascensão da impressora 3-D coincidiu com a digitalização do mundo físico através do uso de escaners 3-D e, cada vez mais, de fotos bidimensionais que podem ser unidas digitalmente para criar reproduções precisas 3-D de tudo que existe. Isso afeta todo mundo que trabalha com manufatura e que participa em processos criativos. É muito mais fácil colaborar num modelo que está armazenado num computador porque um monte de gente pode trabalhar nele ao mesmo tempo.

O caminho à frente

Para se ter uma ideia de como a Nova Revolução pode se desenrolar em grande escala, veja a GE. Suas marcas estão em toda parte. Ela está participando de uma iniciativa do governo dos EUA para impulsionar a fabricação aditiva. Entre os parceiros estão o Instituto Tecnológico de Massachusetts, a unidade de serviços de internet da Amazon.com e a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, que está colaborando com a GE numa nova plataforma de trabalho coletivo (chamado de "crowdsourcing") para design e desenvolvimento de produtos.

No ano passado, a GE comprou uma das maiores empresas de manufatura aditiva dos EUA, a Morris Technologies.

A GE projeta que vai gastar US$ 3,5 bilhões em manufatura avançada ligada à aviação nos próximos cinco anos e produzir 100.000 peças por ano para seus motores até 2020 usando técnicas de fabricação aditiva. A GE vai também começar a disponibilizar suas mais de 30.000 patentes para inventores e empreendores que usam o site Quirky — que emprega o trabalho coletivo para avaliar ideias para produtos.

Matéria publicada em http://on.wsj.com/14Va64y