Terça-feira, Setembro 23, 2003
Scale Factor
Após longo retiro (a que se vai seguir outro mais breve para a EuroSensors) aqui vai em jeito de penitência uma pitada daquilo que tenho andado a estudar:
Quem pensa que o mundo da miniaturização dos dispositivos electromecânicos é só uma questão de escala está mesmo enganado. Quase tudo o que são leis físicas que temos por certas às escalas a que estamos habituados, sofrem "ajustes" quando nos deslocamos para a nano-scale. Neste NATO/ASI vi mesmo de tudo: desde discussões mais ou menos filosóficas sobre o que é que distingue um sensor "normal" de um sensor inteligente, até apresentações fascinantes como aquela em que o prof. Datskos (ver p.ex. http://www.cerncourier.com/main/article/43/5/7) mostrou o potencial dos cantilevers ("pranchas de mergulho" maquinadas na escala dos micrometros) em aplicações tais como quantificações de massa com limites de detecção na ordem dos femtogramas (e consequentemente, detecção de gases), medições de temperatura, e até em aplicações em imagem nos comprimentos de onda dos infravermelhos.
Quem pensa que o mundo da miniaturização dos dispositivos electromecânicos é só uma questão de escala está mesmo enganado. Quase tudo o que são leis físicas que temos por certas às escalas a que estamos habituados, sofrem "ajustes" quando nos deslocamos para a nano-scale. Neste NATO/ASI vi mesmo de tudo: desde discussões mais ou menos filosóficas sobre o que é que distingue um sensor "normal" de um sensor inteligente, até apresentações fascinantes como aquela em que o prof. Datskos (ver p.ex. http://www.cerncourier.com/main/article/43/5/7) mostrou o potencial dos cantilevers ("pranchas de mergulho" maquinadas na escala dos micrometros) em aplicações tais como quantificações de massa com limites de detecção na ordem dos femtogramas (e consequentemente, detecção de gases), medições de temperatura, e até em aplicações em imagem nos comprimentos de onda dos infravermelhos.
Sexta-feira, Setembro 12, 2003
Expresso das 9 e meia (reviewed)
Espanta-me a ausência total de racionalidade que existe em algumas opções politicas. Ou pior do que isso, já estamos todos habituados a essa ausência...
A ferrovia tem incríveis vantagens sobre outros meios de tranporte. Menor custo no transporte de mercadorias, menos poluiçao e impacto ambiental, grande velocidade, segurança e conforto, menor custo de manutenção, isto tudo claro está, comparado com o transporte automóvel. Claro que tem também algumas desvantagens relativamente ao carro (mas para movimentos pendulares... por favor poupem-me!). Ontem, num momento de passeio solitário pelas ruas da Póvoa deparei com a estação de caminho de ferro. Trata-se apenas de um edifício que aloja um bar, com uma gare e sem carris (??!!!?). Sinais do tempo, aquele que foi o primeiro ramal para transporte de passageiros estabelecido em Portugal fechou. Bem mas pelo menos aqui, parece que foi para obras (é o que dizem) e que o metro do Porto pretende chegar à cidade. Portanto, nem tudo é mau. Mau é para alguém que se desloca em transportes públicos (se não se leva carro quando se vai a um encontro científico num país estrangeiro, porque raio haveria eu de o trazer para aqui quando nem sequer preciso de me deslocar por cá?) se apercebe daquilo por que passa quem anda neles todos os dias, ou como era mais ou menos o meu caso, quem chega e não conhece o local. De Coimbra ao Porto apanha-se um alfa pendular (só é pena não terem alimentadores para computador portátil na segunda classe): são 50 minutos de viagem e prazer. A seguir (as maravilhas da tecnologia permitiram-me consultar este horário enquanto estava a ir de Coimbra para o Porto), teria que apanhar um expresso da rodoviária nacional. Ora, a experiência que tenho com este tipo de tranportes está relacionada com os aviões... Sempre que se tenha que apanhar um avião em Lisboa que saia realmente cedo (e.g. 8 am) tem que se ir num expresso que sai de Coimbra muito cedo (e acreditem que não tenho uma única boa experiência para contar...). E lá estava eu na estação de Campanhã para apanhar um táxi que me levasse à gare de expressos. O primeiro taxista (muito experiente!) perguntou-me para onde queria ir. Disse-lhe que queria ir para a gare de onde sai o expresso para a Póvoa, o que despoletou imediatamente a reacção do tipo "só me saem duques" que foi imediatamente seguida por: "hoje não há expressos para a Póvoa... mas se quiser eu levo-o lá!". Passei-me! Virei-lhe as costas, fui confirmar o horário e lá estava, o expresso das 9:50pm! Dirigi-me ao segundo taxista, e após uma conversa semelhante, do tipo "então! mas daqui à Póvoa ponho-o lá em 20 minutos!" lá aceitou levar-me à estação de expressos (tenho algum sentido de orientação e sei perfeitamente que estive a andar em espiral até chegar à estação... mas que se dane, a culpa é minha, se calhar devia conhecer melhor o Porto)! Paguei-lhe e ficou-me com parte significativa do troco porque... não tinha moedas. Revoltado, segui para a gare pensando "bem, pelo menos o expresso não deve ser assim tão mau" (sim por vezes sou ingénuo). O expresso das 9h50 saiu às 10h35 e demorou 50 minutos para chegar à Póvoa (28 km)! Claro que os meus colegas de outros países também se queixaram do mesmo, sendo que para alguns deles essa será a imagem que levam de cá!
Mas aqui está um daqueles exemplos que nos fazem pensar: o caminho de ferro perde para o automóvel por causa da falta de flexibilidade. Mas foi por causa do transporte automóvel (o troço feito em ferrovia foi delicioso) que cheguei à Póvoa arrependido por não ter vindo de carro!
A ferrovia tem incríveis vantagens sobre outros meios de tranporte. Menor custo no transporte de mercadorias, menos poluiçao e impacto ambiental, grande velocidade, segurança e conforto, menor custo de manutenção, isto tudo claro está, comparado com o transporte automóvel. Claro que tem também algumas desvantagens relativamente ao carro (mas para movimentos pendulares... por favor poupem-me!). Ontem, num momento de passeio solitário pelas ruas da Póvoa deparei com a estação de caminho de ferro. Trata-se apenas de um edifício que aloja um bar, com uma gare e sem carris (??!!!?). Sinais do tempo, aquele que foi o primeiro ramal para transporte de passageiros estabelecido em Portugal fechou. Bem mas pelo menos aqui, parece que foi para obras (é o que dizem) e que o metro do Porto pretende chegar à cidade. Portanto, nem tudo é mau. Mau é para alguém que se desloca em transportes públicos (se não se leva carro quando se vai a um encontro científico num país estrangeiro, porque raio haveria eu de o trazer para aqui quando nem sequer preciso de me deslocar por cá?) se apercebe daquilo por que passa quem anda neles todos os dias, ou como era mais ou menos o meu caso, quem chega e não conhece o local. De Coimbra ao Porto apanha-se um alfa pendular (só é pena não terem alimentadores para computador portátil na segunda classe): são 50 minutos de viagem e prazer. A seguir (as maravilhas da tecnologia permitiram-me consultar este horário enquanto estava a ir de Coimbra para o Porto), teria que apanhar um expresso da rodoviária nacional. Ora, a experiência que tenho com este tipo de tranportes está relacionada com os aviões... Sempre que se tenha que apanhar um avião em Lisboa que saia realmente cedo (e.g. 8 am) tem que se ir num expresso que sai de Coimbra muito cedo (e acreditem que não tenho uma única boa experiência para contar...). E lá estava eu na estação de Campanhã para apanhar um táxi que me levasse à gare de expressos. O primeiro taxista (muito experiente!) perguntou-me para onde queria ir. Disse-lhe que queria ir para a gare de onde sai o expresso para a Póvoa, o que despoletou imediatamente a reacção do tipo "só me saem duques" que foi imediatamente seguida por: "hoje não há expressos para a Póvoa... mas se quiser eu levo-o lá!". Passei-me! Virei-lhe as costas, fui confirmar o horário e lá estava, o expresso das 9:50pm! Dirigi-me ao segundo taxista, e após uma conversa semelhante, do tipo "então! mas daqui à Póvoa ponho-o lá em 20 minutos!" lá aceitou levar-me à estação de expressos (tenho algum sentido de orientação e sei perfeitamente que estive a andar em espiral até chegar à estação... mas que se dane, a culpa é minha, se calhar devia conhecer melhor o Porto)! Paguei-lhe e ficou-me com parte significativa do troco porque... não tinha moedas. Revoltado, segui para a gare pensando "bem, pelo menos o expresso não deve ser assim tão mau" (sim por vezes sou ingénuo). O expresso das 9h50 saiu às 10h35 e demorou 50 minutos para chegar à Póvoa (28 km)! Claro que os meus colegas de outros países também se queixaram do mesmo, sendo que para alguns deles essa será a imagem que levam de cá!
Mas aqui está um daqueles exemplos que nos fazem pensar: o caminho de ferro perde para o automóvel por causa da falta de flexibilidade. Mas foi por causa do transporte automóvel (o troço feito em ferrovia foi delicioso) que cheguei à Póvoa arrependido por não ter vindo de carro!
Quinta-feira, Setembro 11, 2003
Grupos de discussão interdisciplinar (sem os quais é tão difícil trabalhar em ciência)
Duas coisas de que me assegurei nos últimos dias: consigo ligar-me à internet usando o telemóvel como modem (a internet a partir do hotel custa 40 euros por hora...) e a segunda, que definitivamente não sou um investigador na área dos sensores (as formigas, bem como a generalidade dos sistemas biológicos baseiam a sua capacidade de adaptabilidade na utilização de soluções sub-optimais, e neste caso, a formiga alcançou uma solução sub-óptima. Obrigado por linkar o resumo do projecto de que falou. Já o conhecia e considero-o simplesmente fascinante). A área em que desenvolvo a maior parte do meu trabalho é a robótica móvel. Acontece que neste momento, tentamos (sou apenas parte de uma equipa) fazer com que um robô móvel alcance uma fonte de uma mistura gasosa entre várias fontes gasosas, num ambiente não estruturado (fora de portas, com vento e temperaturas não controladas). Os sensores químicos existentes não apresentam selectividade suficiente para que possamos utilizar um só sensor para desempenhar esta tarefa (i.e. cada sensor é sensível a todos os gases de teste, apresentando no entanto diferentes curvas de resposta para cada gás). Daí a utilização de uma matriz que integra diferentes sensores químicos, que apresentam diferentes respostas quando expostos a diferentes misturas gasosas, que poderemos tentar reconhecer aplicando algoritmos de reconhecimento de padrões. Acontece, que no caso da robótica móvel, a utilização destes sensores é limitativa também devido à sua velocidade de resposta (esta pode chegar aos 45 segundos em sensores de óxidos de estanho). Se a identificação de um de uma mistura no ar demorar mais do que 10 segundos perde-se a oportunidade de identificar misturas que chegam à matriz de sensores com concentrações elevadas (devido aos fenómenos de turbulência que fazem com que por vezes haja transporte sem diluição de "baforadas" de mistura que conservam as características fisico-químicas da mistura libertada pela fonte - note-se que ao contrário do que poderá parecer à primeira vista isto não constitui uma violação do princípio da entropia!). Além disso, mesmo considerando que a distribuição da mistura é monótona crescente na direcção da fonte (o que muito raramente acontece em ambientes reais), a medida obtida da matriz de sensores, por ser lenta, obrigará a grandes pausa no percurso do robô! Daí que, é de todo o interesse, que tenhamos a possibilidade de extrair o máximo de informação possível acerca das misturas que entram em contacto com os sensores apenas por breves instantes. E foi aqui que comecei a trabalhar processamento de sinal para matrizes de sensores químicos que permita extrair o máximo de informação dos transitórios (das variações) causados por este tipo de fenómeno. Ou seja, estou numa daquelas fases a que somos apenas levados pela necessidade, tentando aguçar o engenho (como no ditado popular).
A solução para o problema da detecção da fonte será, como é possível depreender, fortemente multidisciplinar. Robótica móvel, sistemas adaptativos, inteligência artificial e aprendizagem, mecânica dos fluídos (modelização estatística de fenómenos naturais de dispersão de gases na atmosfera), processamento de sinal e electrónica, sensores e fusão sensorial, comportamento animal, engenharia de software, etc.
A vantagem de encontros como este NATO/ASI, é principalmente a criação de um grupo de discussão entre pessoas de áreas similares ou com interesses comuns, muito motivadas, o que tende a acelerar o processo de alcançar soluções, neste caso na área dos sensores (o que poderá trazer vantagens à robótica móvel baseada de alguma forma em misturas gasosas). Posso dar-vos o exemplo de ter encontrado um estudante de doutoramento de uma universidade vizinha que está a trabalhar (ele sim) no desenvolvimento de sensores químicos baseados em ressonância (neste caso Surface Acoustic Wave) o que permite velocidades de resposta bastante superiores podendo levar ao desenvolvimento de matrizes de sensores bastante rápidas (eles podem fazer os sensores e nós tratamos do acondicionamento e processamento de sinal).
O summer-school vai prolongar-se por mais alguns dias e até ao fim deste não sei se conseguirei dar muitas notícias. Até lá, boas leituras!
A solução para o problema da detecção da fonte será, como é possível depreender, fortemente multidisciplinar. Robótica móvel, sistemas adaptativos, inteligência artificial e aprendizagem, mecânica dos fluídos (modelização estatística de fenómenos naturais de dispersão de gases na atmosfera), processamento de sinal e electrónica, sensores e fusão sensorial, comportamento animal, engenharia de software, etc.
A vantagem de encontros como este NATO/ASI, é principalmente a criação de um grupo de discussão entre pessoas de áreas similares ou com interesses comuns, muito motivadas, o que tende a acelerar o processo de alcançar soluções, neste caso na área dos sensores (o que poderá trazer vantagens à robótica móvel baseada de alguma forma em misturas gasosas). Posso dar-vos o exemplo de ter encontrado um estudante de doutoramento de uma universidade vizinha que está a trabalhar (ele sim) no desenvolvimento de sensores químicos baseados em ressonância (neste caso Surface Acoustic Wave) o que permite velocidades de resposta bastante superiores podendo levar ao desenvolvimento de matrizes de sensores bastante rápidas (eles podem fazer os sensores e nós tratamos do acondicionamento e processamento de sinal).
O summer-school vai prolongar-se por mais alguns dias e até ao fim deste não sei se conseguirei dar muitas notícias. Até lá, boas leituras!