TRADUÇÃO: Tecnologia do Futuro
/Tecnologia do Futuro
Sete Tecnologias que irão mudar sua vida
O futuro será um banquete para os sentidos, com avanços que aprimoram a habilidade dos computadores em ouvir, ver e até cheirar para nós.
Por Eric Griffith
Tradução e adaptação: Rodrigo Ortiz
Johns Hopkins & Deka
Braço Protético Robótico 60
UC Berkeley
E-Nose 60
Microsoft Research
LucidTouch 64
MIT Media Lab
Graspables 64
Carnegie Mellon University
Computer Vision Systems 66
Georgia Tech
Machine Hearing 67
O sucessor da Sílica 68
Primeiras Visões do Futuro
Laptop de 256 Processadores 61
Gadget Móvel Transformável 65
Câmera Digital Dinâmica 67
Todo ano quando nós falamos com os maiores laboratórios de pesquisa sobre a história do nosso futuro tecnológico, nós aprendemos novas coisas, algumas impressionantes e outras quase de partir o coração, porque muitas vezes a tecnologia mais legal é a que vai levar muito, muito tempo para chegar à perfeição.
Esse ano não foi diferente. Nós vimos um padrão cedo, descobrindo projetos de tecnologia em desenvolvimento em grandes companhias e laboratórios de universidades que imitam ou melhoram os sentidos humanos. Eles incluem um inovador touchpad que permite que você controle seu dispositivo móvel do futuro pelas costas, um sistema de visão para seu carro que o ajudará a ver através de névoa densa, e um nariz eletrônico que irá cheirar comida podre por você. Talvez os mais incríveis, tanto para os aficionados por ficção científica e o sempre-crescente número de vítimas de guerra, sejam os novos membros artificiais controlados por terminações nervosas existentes, e, eventualmente, por controle direto do cérebro.
Não é só sobre os sentidos, é claro. Pesquisadores estão tentando encontrar o próximo grande material para microprocessadores, sem os quais muitas dessas tecnologias poderiam morrer em desenvolvimento em poucos anos. Naturalmente, nós também estamos pensando sobre nosso futuro cheio de gadgets, e nós apresentamos um olhar nas possibilidades sobre como brinquedos tecnológicos como laptops, telefones e câmeras poderão estar em 2020. Vire a página e prepare-se para entrar no futuro.
Johns Hopkis University & Deka Research
Braço Protético Robótico
Fazem dois anos desde que a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA - ou Agência de Pesquisa de Projetos Avançados de Defesa) procurou idéias para criar próteses de extremidades superiores para uma nova geração de deficientes - especialmente aqueles voltando de combates no Iraque e Afeganistão. A DEKA Research, do inventor Dean Kamen (famoso pela criação do Segway Personal Transporter), conseguiu uma. O laboratório de Física Aplicada (Applied Physics Laboratory, ou APL) da John Hopkins University, gerenciando um grupo de mais de 30 organizações contratadas como uma corporação virtual, tem outra.
Os dois grupos tem tido uma competição amigável durante a primeira fase de dois anos. Os novos protótipos de membros, já em testes clínicos, são maravilhas modulares da engenharia que oferecem muito mais movimento - graus de liberdade, em termos de engenharia - que os membros artificiais de hoje em dia, os quais normalmente têm apenas três movimentos possíveis. O objetivo é um membro artificial com o mesmo tamanho, peso e habilidade de um braço real. Isso significa cerca de 25 graus de liberdade funcionando em conjunto, para que o paciente não tenha que escolher entre virar o cotovelo e utilizar dedos, mas sim fazer ambos ao mesmo tempo.
Talvez mais miraculosamente, conforme a DEKA e APL entram na próxima fase do programa Revolutionizing Prosthetics 2009 (RP 2009 - Revolucionando Próteses 2009) da DARPA, os membros podem interagir com terminações nervosas do paciente através da targeted muscle reinnervation (algo como “Reenervação Muscular Dirigida”). É um método desenvolvido na North-western University e o Rehabilitation Institute of Chicago para permitir que sinais nevosos mobilizem músculos inutilizados para controlar uma mão e dedos aritificiais.
“Para alguém que perdeu seu braço mais próximo ao pulso, existem mais opções” para controlar uma mão artificial, diz Stuart Harshbarger, integrador de sistemas e líder de time com o grupo APL. “Se você não tem músculos disponíveis, você usa o próprio nervo periférico.”
A APL insere sensores myoelétricos injetáveis (Injectable Myoelectric Sensors, IMES) na carne para procurar por atividade elétrica numa contração muscular e a utiliza para controlar o braço protético sem fio. IMES deve ir à FDA para aprovação logo. “Eu acho que nós veremos um sistema de membros altamente habilidosos na transição do processo de manufatura em dois anos,” diz Harshbarger.
Eventualmente, esses novos membros poderiam interagir com o próprio cérebro, um objetivo que tanto a DEKA quanto APL vem trabalhado. É, afinal, o que todos idealizam voltando para O Homem de Seis Milhões de Dólares. Conseguindo indicações do cortex motor do cérebro poderia ser a opção para um paciente que tem um ferimento espinhal. O objetivo inicial, porém, é uma estratégia de interface neural, como IMES, que seja minimamente invasiva.
O gerente de projeto da DEKA, Rick Needham, chama o controle completo e intuitivo pelo cérebro de santo graal dos pesquisadores. Ele diz que há ainda um potencial para permanentemente fixar uma prótese ao sistema ósseo do paciente. Similar à APL, o protótipo da DEKA também foi criado com um time de organizações e é desenhado para suportar diversos métodos de controle. DEKA chama seu design de membro artificial de “Luke Arm” (“Braço Luke”), em homenagem a Luke Skywalker, que consegue uma mão artificial totalmente funcional em O Império Contra-ataca.
O conforto do paciente é o maior objetivo de design para DEKA. Os pesquisadores descobriram que muitos nem utilizam suas próteses porque os membros doem para usar. Eles criam pressão constante porque eles estão presos tão firmemente. O Luke Arm tem um encaixe dinâmico que pode ser ajustado, se tornando mais apertado quando o usuário está levantando algo e suporte extra é necessário, mas afrouxando se a pessoa não está usando o membro.
Needham dá muito crédito à DARPA e ao Coronel Geoffrey Ling, o gerente da RP 2009, por criar esse projeto, que irá beneficiar não só soldados mas qualquer um sem um braço. “A DARPA avançou e tornou recursos disponíveis para fazer isso acontecer. Nós apreciamos a visão deles de fazer isso, diz Needham.
Harshbarger diz que o objetivo da APL para seu membro artificial é fazê-lo entrar num ciclo de manufatura similar àquele de câmeras digitais ou telefones. “A cada poucos anos, uma nova geração é lançada com novas capacidades, mais pixels, mais extras, mas o preço fica cerca da mesma faixa.” Ele quer que esses novos membros não custem mais, manufaturados e prontos para uso, do que um membro artificial custa hoje. Isso não é pouco: US$75,000 a US$100,000 no momento em que um clínico coloca a prótese. Mas o nível muito maior de performance trazido pelas novas tecnologias irão finalmente fazer com que pareça ser um dinheiro bem gasto.
UC Berkeley
E-nose
Algum dia, em breve, sua geladeira ou até as garrafas na sua coleção de vinhos poderão lhe informar quando seus conteúdos estragaram. É o método preferido quando você está lidando com comida ou remédios, em vez de jogar tudo fora baseado numa data de validade arbitrária. A embalagem saberá o que está estragado da mesma maneira que você: dando uma cheirada para ver se fede.
Difícil de acreditar, mas tal tecnologia de nariz eletrônico (e-nose) já esteve por aí por muitos anos, e a idéia geral vem de décadas atrás. E-noses comerciais hoje em dia checam por gases perigosos que não podemos detectar. Eles são usados em hospitais, pelo exército e pela NASA. Então que grande avanço a nova geração de cheiradores digitais busca fazer? Primeiramente, eles irão utilizar polímeros orgânicos impressos feitos com impressoras ink jet modificadas. Além disso, esse polímeros irão tornar e-noses incrivelmente baratos comparados com os atuais, que custam muitas centenas ou até milhares de dólares.
Vivek Subramanian, professor associado no Departamento de Engenharia Elétrica e Ciências da Computação na University of California, Berkeley, diz que seu time de candidatos Ph.D. - a maior parte dos quais estão envolvidos em estudos interdisciplinares por campos de química, ciência de materiais, e engenharia elétrica - criam eles mesmos as impressoras de polímero e imprimem com elas o tempo todo.
Só que não espere comprar logo um e-nose que pode cheirar todos os 10,000 odores que o nariz humano pode sentir. O truque é ensiná-lo o que detectar. “Eu sei o que eu quero cheirar. Eu quero cheirar algo estragado. Então eu tenho um e-nose específico para aquele estragado,” diz Subramanian. Isso envolve reconhecer um padrão de cheiro de estragado. Ele avisa que estamos bem longe de e-noses cheirando coisas específicas, como drogas - ou pior. “Para cheirar bombas,” diz ele, “você precisa de detecção de partes-por-trilhão. Isso é bem difícil.” Então a Segurança Nacional deve provavelmente continuar treinando cães.
Subramanian supõe que uma grande quantidade de comida é jogada fora todos os dias mesmo não estando nem perto de vencida, porque datas de validade são, por necessidade, muito conservadores. Esse tipo de desperdício poderia acabar de vez com os e-noses certos.
Sua visão de um e-nose comercial é um pedaço de plástico feito de um polímero de baixo preço com circuitos impressos. Ele conectaria a um pequeno processador de sinal, provavelmente rodando em uma bateria imprimível, do lado de fora da embalagem da comida. O sinal indicando se a comida dentro está estragada poderia ser enviado via freqüências de rádio. Naturalmente, e-noses usados em armazéns teriam etiquetas RFID (Identificação por Rádio-Frequência). Uma mudança de cor no polímero plástico iria indicar o estado do conteúdo.
Outros pesquisadores estão trabalhando em utilizar nanoparticulas para imprimir polímeros ainda mais sensíveis. Subramanian acha que os melhores e-noses irão um dia combinar diferentes métodos para fazer sensores individuais que respondem a diferentes cheiros ao misturar e combinar diferentes tipos de padrões de reconhecimento de cheiros. Esses sensores irão eclipsar o que está disponível hoje.
“O e-nose é uma combinação perfeita para impressão,” diz ele. “Você imprime múltiplos materiais todo dia em casa para conseguir cores em fotos. Agora nós só iremos substituir cores por sensores.”
Microsoft Reasearch
LucidTouch
Pesquisadores da Microsoft estão examinando de perto o que consideram uma quantidade assombrosa de espaço desperdiçado em aparelhos móveis. Onde? Do lado de trás. Imagine um game ou telefone que deixa você utilizar seus dedos para entrada de dados numa superfície para toque atrás da tela. Mesmo com seus dedos ocultos, você sabe o que está fazendo porque vê a silhueta deles na tela frontal - como se o próprio aparelho fosse transparente.
Patrick Baudisch criou a idéia para o LucidTouch depois de notar que seu dedo bloqueava a visão da sua touch screen. Por sorte, ele está em condições de fazer algo a respeito; ele é um dos quatro pesquisadores no grupo de pesquisa Adaptive System and Interaction, na Microsoft Research (MSR). Seu foco para os últimos anos tem sido interação com aparelhos móveis, especificamente como superar limitações de tamanho de tela. Nós sempre queremos aparelhos menores, mas touch screens menores são inerentemente menos úteis. Desde 2006, Baudisch têm trabalhado der perto com a Mitsubishi Electric Research Labs (MERL) no LucidTouch - tão de perto que pelo menos um dos pesquisadores da MERL recentemente se juntou à MSR.
Já que um dedo invisível está fora de questão até a Microsoft desenvolver invisibilidade, Baudisch decidiu que o verso do aparelho é o local perfeito para uma interface de toque. Ainda assim, o usuário precisa ver seus dedos para ficar no controle. Baudisch chama a silhueta digital que faz com que um LucidTouch pareça transparente de pseudo-transparência.
“Ao interagir com a parte de trás, nós tiramos os dedos do caminho. Você toca o verso, você vê os documentos na tela, você vê um dedo onde seus dedos estão. É como tocar a parte da frente,” diz ele. Controles na parte de trás signfica que o tamanho do dedo do usuário está fora da equação. Mesmo os dedos mais gordos podem funcionar sem bloquear a tela.
“Usuários instantaneamente entendem o que isso significa,” diz Baudisch, comentando que a pseudo-transparência é tão intuitiva que não há necessidade de explicar o que está acontecendo a um novo usuário. Um ponto colorido na tela indica o exato ponto de interação para cada dedo. É como ter oito cursores de mouse sob seu controle, todos de uma vez. O ponto poderia ser tão pequeno quanto um pixel, e mudaria de cor para indicar o dedo que está tocando o verso.
Como LucidTouch leva essa pseudo-transparência à tela de um handheld? Os protótipos usam um volumoso acessório de câmera que aponta para os dedos do usuário, os quais são vistos renderizados na tela. No fim das contas, um conjunto de sensores de capacitores ou sensores ópticos poderia ser a solução. O segredo é apenas conseguir informação suficiente do sensor para indicar posições da ponta dos dedos.
Exatamente o que um usuário irá fazer com todos esses dedos ainda está no ar. O time de pesquisa tentou LucidTouch com um teclado na tela trabalhado apenas pelos dedos médios, mais uma interface QWERTY com o layout rotacionado, então a tecla A ainda está sob o dedinho esquerdo. Ficará para ser visto o que funciona melhor para os usuários.
O sonho de Baudisch para LucidTouch vai além de entrada de texto em aparelhos móveis. Imagine usar controles no verso de um PlayStation Portable para um jogo de estratégia em tempo real. E com a adição de filtros e uma tecnologia suavizante, controles com dedos múltiplos pode ser útil para os deficientes, especialmente aqueles com deficiências motoras como Mal de Parkinson. LucidTouch poderia até se tornar a fundação de uma interface teclado/mouse para usar com qualquer aparelho, do menor telefone ao mais poderoso PC.
MIT Media Lab
Graspables
Imagine um gadget handheld que seja um telfone quando você colocar em sua orelha, uma câmera quando segurar em frente a seu olho, e um videogame quando você segurar de um dos lados. Um único gadget que muda de função instantaneamente baseado em como você o segura é a idéia por trás da Bar of Soap (“Barra de Sabão”), um handheld protótipo construído por Brandon Taylor. Taylor é um estudante de graduação no Media Lab do Massachusetts Institute of technology (MIT), sob a direção do Professor V. Michael Bove, Jr., o diretor do Laboratório de Eletrônicos para o Consumidor do MIT.
O Bar of Soap é um exemplo do que Bove chama de graspables (Algo como “Seguráveis”, “Agarráveis”): “coisas que podem ser manuseadas - uma direção, uma bola de baseball, seja lá o que for - que sabe como você o está manuseando.” Ele prevê um futuro onde os objetos ao nosso redor estarão conscientes de como eles estão sendo usados. Por exemplo, um objeto que você está segurando poderia reconhecer quando está piorando um problema de saúde, como síndrome de túnel do carpo, e se ajustar para compensar. Ou quando você pegar uma caneca, seu avatar do Second Life também pegará uma caneca.
Taylor chama o Bar of Soap inicial de um “aparelho multi-função, sensível a modos.” Dentro do protótipo rudimentar, um acelerômetro mede como o aparelho se move. Do lado de fora, ele tem uma touch screen e é coberto com 72 sensores capacitativos que detectam as mãos tocando-o. “Nós treinamos usuários para segurá-lo em maneiras diferentes,” diz Taylor, “e vimos que orientação ele estava para diferentes modos de uso.”
Naturalmente, nem todos seguram um produto da mesma maneira, nem mesmo um telefone. O Bar of Soap grava como ele é usado para determinar como uma população segura a unidade no modo de telefone (ou câmera, ou jogo). Ele pode distinguir quando é usado como um telefone em vez de, digamos, um controle remoto (outra função incluída no protótipo do Bar of Soap, juntamente de um PDA e alguns jogos.) “Ele tem um reconhecimento de padrões consideravelmente sofisticado para um aparelho barato,” diz Bove.
Obviamente, você iria querer que tal aparelho se adaptasse à maneira que você o segura. Isso será mais fácil quando o hardware estiver completo com um grande conjunto de informações de variações de como ele pode ser usado. Taylor aponta, porém, que os usuários que não conseguiram a função que queriam com o protótipo adaptaram as maneiras que seguravam para conseguir funções diferentes. “Nós queríamos ver como as pessoas seguram coisas e como isso funcionava com diferentes usuários. A maior parte das pessoas não quer fazer muito para mudar de uma função para outra. Com esse aparelho, você não tem que ir a um menu de câmera. Ele simplesmente sabe. Ou ele sabe que você está fazendo uma ligação telefônica. Ele não te incomoda com outras coisas irrelevantes,” diz ele.
Taylor já terá se formado quando ler este texto, tendo completado sua tese em - o que mais? - grapables e reconhecimento de padrões de uso. Ele acha que Bar of Soap é só o primeiro passo. “O próximo salto será a idéia dos grapables em diferentes geometrias, não só um handheld multifunção.”
O Media Lab do MIT tem mostrado a muitos patrocinadores na indústria esse graspable e discutido suas possibilidades, mas nenhum produto na área está no horizonte no momento. Isso é quase imperdoável, porque o protótipo Bar of Soap não envolve nenhuma tecnologia nova ou especial - apenas a inteligência de usá-la. “Os algorítmos e componentes estão disponíveis agora,” diz Bove. “Você não precisa de dois quilos de “Não-consigônio” para contruir isso. Ele utiliza princípios realizáveis para produtos atuais. Isso é potencialmente próximo ao mercado.”
Carnegie Mellon University
Computer Vision Systems
Essa tela no seu Toyota Prius pode um dia fazer mais do que mostrar a quilometragem em um gráfico bacana. Ela poderia te mostrar o que está escondido à frente, na névoa.
Era uma vez, antes de Xbox 360s e sistemas de jogo quad-core onde adifionar efeitos visuais de névoa em videogames era considerado uma grande coisa. Remover a névoa pode não parecer tão intrigante, mas e se você pudesse remover a névoa de um cenário da vida real, como dirigir em uma estrada enevoada (ou com neve, ou chuvosa)?
Nós não estamos falando sobre modificar o clima. “Você não pode remover a névoa de verdade,” diz Srinivasa Narasimhan, um professor assistente na Carnegie Mellon University, onde ele ensina sistemas de gráfico e visão de computadores. “Você tira a névoa das imagens.” Ele admite prontamente que “os dois problemas [adicionar névoa a imagens no computador e remover névoa de imagens do mundo real] não são de complexidade igual.” Adicionar névoa é mais fácil, mas ele já está pegando imagens enevoadas, obscurecidas e tornando-as claras.
A chave está na iluminação. “Acenda uma cena enevoada com uma luz forte. Isso é o pior que você pode fazer porque ela é espalhada para trás [refletida] e todo o contraste é perdido,” diz Narasimhan. Névoa, neblina e água são considerados “meios dispersivos” para propósitos visuais. Ele explica que em vez disso, você tem que passar a luz através de uma cena, para minimizar reflexões. Uma câmera pode então pegar os resultados para fazer uma imagem clara.
Num carro, por exemplo, você não pode dirigir em névoa grossa com seu faról alto ligado; a luz só satura toda a névoa, obscurecendo tudo. É por isso que faróis de neblina são geralmente tão baixos e próximos à estrada, geralmente abaixo do nível da névoa. A revista Nature publicou a uma década atrás que os motoristas tendem a aumentar a velocidade quando dirigem na néva, porque a falta de referências visuais faz com que eles percebam seu movimento como mais devagar do que é. A visibilidade naturalmente faz diferença na segurança do motorista, mas não é como se os motoristas pudessem sempre esperar pela névoa ou chuva passar.
Narasimhan tem feito sistemas de transporte inteligentes em mais do que carros um foco primário de sua pesquisa. Exploração e segurança serão melhorados tanto em vôos quanto sob o mar. Pilotos de jatos e submariinos ganharão uma vantagem visual que é muito mais útil que sonar. E sistemas de visão portáteis para bombeiros e mineiros (ou qualquer um entrando em um local obscurecido por mais que apenas escuridão) são possíveis. A tecnologia também poderia ser útil para cineastas que vêem seus locais de filmagem perturbados pelo clima inclemente. O website do professor (www.cs.cmu.edu/~srinivas) inclue uma cena de Forrest Gump na qual uma tempestade é removida do vídeo.
O grupo de Narasimhan está trabalhando na programação para fazer isso acontecer. Para luzes, eles atualmente usam projetores, os quais eles podem facilmente programar para mostrar diferentes padrões. No mundo real, um LED especializado poderia ser a luz mais simples de usar, mas um laser poderia funcionar também.
Um dos trabalhos paralelos da pesquisa de Narasimhan é a reconstrução de cenas. Em vez de apenas garantir uma olhada do que está à frente, as luzes e câmeras podem capturar uma representação 3D completa do que está obscurecido. Outro resultado é tornar a câmera em um medidor de clima. Da mesma maneira que uma pessoa pode olhar para um poste na chuva e saber que está chovendo do lado de fora baseado no halo ao redor da luz, um sistema de visão pdoeria imediatamente determinar a quantidade exata de precipitação.
A comercialização da tecnologia é limitada não apenas por si mesma mas pelo marketing, diz Narasimhan. Por exemplo, faróis de carros que funcionem com um sistema de transporte inteligente podem estar prontos em cinco anos, mas isso não significa que as companhias de carros - as quais tem luzes de neblina para vender - irão aceitar isso. “Faróis de nebina ajudam psicologicamente, mas não são tão seguros quanto,” diz ele.
Com patrocinadores como DARPA, o Office of Naval Research (Escritório de Pesquisa Naval) e o National Science Foundation (Fundação Nacional de Ciências), porém, ele tem certeza que sua pesquisa terá sucesso para o futuro previsível.
Georgia Tech
Machine Hearing
Se você já trabalhou com programas de reconhecimento de fala, você aprendeu que eles não funcionam bem em um ambiente barulhento. Diga o mesmo para uma pessoa no mesmo ambeinte, e ele ou ela entende normalmente. Fala distorcida, palavras faltando - tudo isso é relativamente simples para um humano decifrar. Nem tanto para um computador.
“Eu notei, se nós vamos realmente tentar imitar performance humana em certas tarefas, nós precisamos de mais poder computacional,” diz David Anderson, professor associado de Processamento de Sinais Digitais e Engenharia da Computação para o Georgia Institute of Technology. Ouvir não necessita de tanto poder quanto ouvir e [listening], porém.
Trabalhando com seu colega Paul Hasler, Anderson vem experimentado com processadores de voltagem ultra-baixa com entradas de áudio análogico para trabalhar com “audição de máquinas”. Usando apenas 5 a 30 microwatts de potência, o time conseguiu realizar análise de sinais em uma variedade de sons, incluindo a fala humana. Enquanto a tecnologia não é tão flexível quanto o ouvido humano, tem sido boa o suficiente para diferenciar barulhos do fundo do que deve ser ouvido. Já que a entrada usa tão pouca voltagem, Anderson diz quetal sensor poderia funcionar com uma pilha AA por um ano ou dois. Uma pequena célula solar poderia mantê-la funcionando indefinidamente.
Usando Field-Programable Analog Arrays (FPAAs - Algo como Conjuntos Análogos Programáveisde acordo com o campo), ele e seu time criaram protótipos de processadores de sinais digitais avançados que funcionam com entrada analógica. “[Digital é] previsível e fácil de programar,” diz Anderson. “Mas você paga o preço da potência.”
Equipamentos de escutas de segurança que sejam um pouco mais do que um microfone e um chip de audição podem ouvir eventos específicos: vidro quebrando, tiros, ou transeuntes murmurando nos corredores. Todos esses barulhos podem ser diferenciados. Uma vez que um som específico seja detectado, o chip alerta o programa de segurança.
Um dos circuitos integrados é um chip de supressão de barulhos que pode extrair sinais de fala do barulho de fundo usando processamento front-end. “Tem sido muito efetivo para reduzir barulhos sem distorcer a fala,” diz Anderson. O próprio reconhecimento do que é dito, porém, é outra história.
Audição de máquinas não é o mesmo que reconhecimento de fala, mas os dois andam lado a lado, como peças de um quebra-cabeças. Hoje, ao fazer uma análise de sinais completa da fala que um computador ouve em tempo real é difícil. A maior parte da análise é feita usando todos os recursos de um único PC, e ainda assim algumas vezes leva horas para conseguir resultados. Anderson diz que há uma maneira melhor: “Nós sempre tentamos emular o cérebro.” Quando mais o time emula a massa cinzenta com o computador, melhores os resultados se torna. Anderson considera os esforços do time similares àqueles de um pintor que copia os mestres para entender as técnicas artísticas usadas.
Um cérebro pode entender uma palavra ou frase mesmo se um sinal ou som estiver parcialmente destruído, porque o cérebro não tem apenas uma maneira de entender o que está acontecendo. Fazer um programa de reconhecimento de fala tradicional cuidar de múltiplas opções e métodos de análise é difícil - se não impossível - com o software e hardware de hoje.
Ainda assim, o objetivo continua de descobrir como ensinar um computador a analisar audio da mesma maneira que um cérebro humano faz. Ele poderia levar milhares ou milhões de horas para treinar um sistema com amostras suficientes para aquele tipo de reconhecimento. Anderson espera que técnicas similares àquelas usadas em melhorias de imagens de computadores irão ajudar, garantindo uma melhora de sinal baseada em pequenas partes reconhecidas de um sinal com output considerado e combinado para fazer o que o computador ouvir muito mais preciso.
Enquanto algumas aplicações simples do chip de audição já estão funcionando, as aplicações mais improváveis - como o reconhecimento de voz pelo computador estilo Star Trek que todos queremos - ainda estão a anos de distância. A máquina precisamos ouvir antes que possa nos entender.
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Braço robótico
Maior inovação: Controle neural direto - e eventualmente controle pelo cérebro - de membros artificiais.
Por que importa: Irá garantir substituição de membros para soldados feridos e outros com membros perdidos.
Chegada estimada: Testes clínicos em 2009, com manufaturação em 2010.
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E-nose
Maior inovação: Polímeros impressos baratos irão detectar comidas fora de validade e odores perigosos.
Por que importa: Separar pelo cheiro produtos realmente ruins poderia eliminar desperdícios.
Chegada estimada: Mínimo de cinco anos para embalagens para consumidores e farmacêuticas, talvez antes para produtos caros, de uso único.
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Primeiras Visões do Futuro
O Laptop de 256 Processadores
Em 2020, apenas técnófilos irão se importar com a tecnologia em seus laptops. A maior parte dos usuários não irá nem pensar sobre isso, porque laptops terão muito poder de processamento e a nuvem da internet irá oferecer muito armazenamento. O que irá importar é estilo. Aqui está a visão de Howard Locker da Lenovo, Inventor Mestre e Chefe de Tecnologia Estratégica.
Uma blaca flexível, fina que dobra para caber em um bolso.
Tela utilizável ao ar livre.
Conectividade wireless 6G, sempre ativada que alcança 550 Mbps.
Bateria fina, leve que dura 5 a 7 dias.
Processador 256-core é essencialmente um cluster data center no seu colo.
Touch screen e reconhecimento de voz; teclado virtual com feedback tátil para forte criação de conteúdo.
Tela fina, leve, 300-pixel-per-inch OLED que aumenta para o tamanho que você quiser.
Material bem leve, forte, melhor ainda que titânio. O sistema inteiro pesa pouco mais de duzentas gramas.
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LucidTouch
Maior Inovação: Torna espaços inúteis no verso de handhelds em superfícies para entrada.
Por que importa: Controle pelo toque com múltiplos dedos poderia drasticamente alterar a interação com telefones, games portáteis, e outros aparelhos móveis.
Chegada estimada: 2009
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Graspables
Maior inovação: A funcionalidade de um aparelho - câmera, telefone, PDA, games - é determinada pela maneira que é segurado.
Por que importa: Com informações suficiente, um aparelho pode aprender a se adaptar às necessidades do usuário em vez do usuário se adaptar ao aparelho.
Chegada estimada: Com interesse corporativo, dentro de um ano ou dois.
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Primeiras Visões do Futuro
O Gadget Móvel Transformável
Seu telefone móvel do futuro será uma companhia constante, servindo não apenas como seu comunicador mas também como seu sensor ambiental. Naturalmente, ele irá aproveitar energia solar e ser auto-limpante (graças à nanotecnologia integrada). Mas isso é apenas a superfície. Para ver a visão completa dos engenheiros da Nokia e do Centro de Nanosciencia da University of Cambridge, assista o vídeo em go.pcmag.com/nokiavideo.
Malha de fibra baseada em nanotecnologia é flexível, esticável, transparente e forte.
Elasticidade que a deixa mudar de forma.
Pode ser usado no pulso.
Dobra para caber no bolso; desdobra para revelar teclado, display e touchpad.
Superfície nano-estruturada é auto-limpante.
Repele água, sujeira e impressões digitais.
Baterias pequenas, finas, de recarga rápida.
Absorção solar incluída carrega o aparelho.
Sensores integrados informam o usuário de poluição e químicos.
Eletrônicos transparentes oferecem nova dimensão estética.
Feito de materiais biodegradáveis.
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Vision Systems
Maior Inovação: Exibição de objetos obscurecidos em tempo real.
Por que importa: Poderia ajudar motoristas e pilotos de avião a ver através da névoa, e a submarinos explorarem o mar. Poderia garantir características de segurança para sistemas de transporte inteligente futuros.
Chegada estimada: Submarino em um ano ou dois; em ônibus, trems e aviões em cinco anos; muito mais tarde para as companhias de carros.
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Primeiros Olhares no Futuro
A Câmera Digital Dinâmica
Em uma dúzia de anos, o design de câmeras irá ter mudado radicalmente para buscar apelo para uma geração jovem interessada em brinquedos tecnológicos. O design - ergonômico e colorido - irá dar uma pequena dica do conteúdo. Substituindo lentes de vidro, uma lente flexível de acrílico irá mudar de forma para focar imagens e links wireless irão mudar a maneira que vemos as fotos. Aqui está o que John Knaur, gerente de produto senior na Olympus, tem em mente.
Fibra de carbono para um corpo muito leve, porém extremamente resistente.
Desenhado como um videogame ergonômico.
Tela LCD coberta, de alta resolução, mostra a foto diretamente.
Visor óptico é eliminado, reduzindo o tamanho da câmera significantemente.
LCD vira e rotaciona 360 graus.
Resolução de siplay acima de 900.000 pixels.
Lente de acrílico flexível muda de forma para focar imagens.
Software avançado de edição de fotos on-board.
Conecta a PCs ou internet sem fio para upgrades e para HDTV e porta-retratos para transferência de fotos.
Sensor CMOS avançado, de baixa energia, garantindo menos barulho, melhor cor e contraste, e alcance dinâmico expandido.
Bateria garante 1.200 fotos por carga.
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Machine Hearing
Maior Inovação: Mistura de entradas de baixa voltagem com análise de som.
Por que importa: Segurança e reconhecimento de voz serão as primeiras aplicações a serem beneficiadas.
Chegada estimada: Reconhecimento de voz estilo Star Trek está de cinco a oito anos de distância.
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Encontrando o sucessor da Silica na ponta de um lápis
Não é nenhum segredo aos fabricantes de chips que uma grande mudança está chegando. O professor de física da Georgia Tech Walter de Heer descreve-a da seguinte maneira: “A lei de Moore está chegando ao fim em cerca de uma década. A tecnologia de chips não irá crescer a cada 18 meses como tem crescido por 20 anos. Você não verá constantes melhorias de processadores nos próximos 10 anos... A Silica não consegue acompanhar.”
Claro, a indústria de chips não está arruinada. Tudo o que ela precisa é de um novo material, algo menor que silica que ainda possa cuidar de todo o trabalho pesado que é necessário para ser um transistor moderno.
Por anos, nanotubos de carbono foram considerados a solução. Nanotubos são feitos de folhas de carbono enroladas, só que com a grossura de apenas um átomo. O problema é, nanotubos são difíceis de transformar em chips. “Depois de dez anos de tabalho com nanotubos, ninguém descobriu ainda,” diz de Heer, que trabalhou com nanotubos nos anos 90.
De Heer deu outra olhada na folha achatada de carbono - chamada graphene - e calculou que em vez de enrolá-la em tubos, ele poderia cortá-la em tiras estreitas com as mesmas propriedades. Ele estima que graphene pode ser 100 vezes mais rápido que silica e pode um diz atingir o ponto de terahertz. Pode até ser utilizada em eletrônicos quanticos.
Fazer graphene é mais complicado que simplesmente riscar com um lápis grafite no papel. Um cristal “Silicon Carbide” é aquecido no vácuo até que a superfície seja convertida em epitaxial graphene. Uma camada de expessura molecular é retirada com fita. Então a diversão começa.
Com tiras de graphene, “o problema de conectar nanotubos e colocalos onde nós queremos é eliminado,” diz de Heer. “Você pode fazer o formato que quiser.” O segredo está no corte. Você não pode simplesmente pegar tesouras e cortar uma folha bidimensional de graphene. Isso é feito com técnicas de litografia microeletrônica, como aquels já feitas em laboratórios de fabricação de sílica atuais. Seu time e a fábrica da própria escola desenvolveu uma maneira de fazer exatamente isso.
Estaria de Heer otimista quanto a graphene? Ele está quando ele diz que “ele supera muitos dos problemas impossibilitadores encontrados com silica. Uma corrente maior pode passar por ele, ele não aquece tanto, e você pode chegar a nanômetros ou menor - e ele ainda funciona.” O trabalho continua em outros laboratórios em nanotubos de carobno e outros substitutos de silica em potencial. “Todo ano, há um novo plano,” diz de Heer, mas ele diz que graphene é onde se deve apostar.
Ao mesmo tempo, seu entusiasmo é temperado por um desejo de evitar exageros. Graphene não é uma panacea instantânea. “Não há dúvida em minha mente que levará dez anos para desenvolver estas tecnologias, para levar a litografia ao ponto de fazer aparelhos que são comparáveis a aparelhos de silica,” diz ele. “Será muito difícil.”
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