Impressoras 3D produzem objetos reais

NORMAS PARA CURVAS DE DISPARO -DISJUNTORES C,B.D

Gráfico de curvas de disparo (tempo versus corrente)

A norma de proteção estabelece que os disjuntores de curva B devem atuar para correntes de curto-circuito entre três e cinco vezes a corrente nominal. Enquanto isso, os de curva C atuam entre cinco e dez vezes a corrente nominal e, por fim, os disjuntores de curva D devem responder para correntes entre dez e vinte vezes a corrente nominal.

Os disjuntores de curva B são indicados para cargas resistivas com pequena corrente de partida, como é o caso de aquecedores elétricos, fornos elétricos e lâmpadas incandescentes. Já os de curva C são indicados para cargas de média corrente de partida, como motores elétricos, lâmpadas fluorescentes e máquinas de lavar roupas. Por fim, os disjuntores de curva D são indicados para cargas com grande corrente de partida, a exemplo de transformadores BT/BT (baixa tensão).

Intel apresenta chip fotônico a laser para substituir fios de cobre

A Intel anunciou um avanço importante rumo à utilização de feixes de luz para substituir o uso da eletricidade no transporte dos dados nos computadores.
A empresa desenvolveu um protótipo de chip fotônico que realizou, pela primeira vez, uma transmissão óptica de dados com lasers integrados em um chip de silício.
O link óptico é capaz de transmitir dados a distâncias maiores e em velocidades muito mais rápidas do que é possível com a tecnologia atual, chegando a até 50 gigabits de dados por segundo - isso equivale a transferir um filme inteiro em alta definição a cada segundo.
Chip fotônico
O feito é a primeira demonstração prática de um chip fotônico criado pela empresa em 2006 - veja Chip que emite e dirige luz poderá levar fotônica aos computadores.
Os chips dos computadores atuais são interligados por fios de cobre ou por trilhas metálicas nas placas de circuito impresso. Devido à degradação do sinal gerada quando metais são utilizados para transmitir dados, esses cabos têm que ser muito curtos.
Isso limita o projeto dos computadores, porque exige que processadores, memória e outros componentes sejam colocados a poucos centímetros uns dos outros.
O novo chip fotônico é um passo importante para substituir essas conexões - que usam elétrons para transferir dados - por finíssimas fibras ópticas - que usam fótons para transferir muito mais dados a distâncias muito maiores.
A grande vantagem do novo chip fotônico é a sua construção baseada no silício, que é muito mais barato e fácil de lidar do que outros materiais pesquisados na área, como o arseneto de gálio.
Super telas 3D e datacenters
O impacto da fotônica à base de silício vai além do interior dos computadores. Com as taxas de transmissão de dados alcançadas com esta tecnologia é possível imaginar telas 3D gigantescas, ocupando paredes inteiras, com uma resolução tão alta que será difícil distinguir o ambiente da sala do ambiente do filme.
Os datacenters também terão muito a ganhar, podendo ficar espalhados por vários locais diferentes, em vez de ficarem restritos a espaços pequenos, limitados pelos grossos cabos de cobre que interligam os diversos servidores.
A tecnologia ainda não está pronta para chegar ao mercado. Justin Rattner, chefe do Intel Labs, afirma que o link de 50 Gbps pode ser comparado a um "veículo conceito", que permite que os engenheiros da empresa testem novas ideias e aprimorem as tecnologias para transmitir dados a velocidades crescentes.

O link de 50Gbps é estabelecido por dois chips fotônicos de silício, ambos com lasers integrados, um funcionando como transmissor e outro como receptor. [Imagem: Intel]

O campo das telecomunicações já utiliza lasers para transmitir informações opticamente, mas essas tecnologias, em seu nível atual, são caras e volumosas demais para serem usadas dentro de um computador pessoal.
Um HD inteiro em um segundo
O link de 50Gbps é estabelecido por dois chips fotônicos de silício, ambos com lasers integrados, um funcionando como transmissor e outro como receptor.
O chip transmissor é composto por quatro lasers, cujos feixes de luz são dirigidos a um modulador óptico, responsável por codificar os dados a 12,5 Gbps. Os quatro feixes são então combinados e injetados em uma única fibra óptica, alcançando a taxa de transferência total de 50Gbps.
Na outra ponta do link, o chip receptor faz o inverso, separando a luz da fibra óptica nos quatro feixes individuais e enviando-os para os fotodetectores, que convertem os dados de volta em sinais elétricos.
Os pesquisadores já estão trabalhando para aumentar a taxa de transferência de dados. Para isso eles pretendem acelerar o modulador e aumentar o número de lasers por chip, abrindo caminho, segundo eles, para os links ópticos do futuro, na faixa dos terabits por segundo - o suficiente para transferir todos os dados de um laptop típico em um segundo.

Troca de informações por luz permitirá supercomputadores em um único chip

Cientistas da IBM anunciaram o desenvolvimento de uma tecnologia óptica que, quando totalmente aprimorada, permitirá a utilização de luz, em vez de fios de cobre, para a troca de informações entre os diversos processadores que hoje formam os supercomputadores.
Supercomputadores portáteis
O resultado deverá ser supercomputadores com a mesma capacidade dos atuais, mas do tamanho de um notebook. A utilização de luz para a troca de informações digitais resolve um dos grandes problemas da microeletrônica atual: a excessiva geração de calor pelos chips, uma energia desperdiçada e uma das principais responsáveis pelo fato de que um supercomputador atual gasta energia suficiente para abastecer centenas de residências.
Modulador eletro-óptico
O avanço consistiu na miniaturização de um dispositivo chamado modulador eletro-óptico de Mach-Zehnder, que é capaz de converter sinais elétricos em pulsos de luz. O novo modulador é 100 vezes menor do que os anteriormente demonstrados, abrindo caminho para que eles possam ser integrados no interior dos chips.
Além de reduzir os custos de fabricação e fazer com que os microprocessadores consumam menos energia, a utilização de pulsos de luz aumenta em mais de 100 vezes a largura de banda disponível para que os diversos núcleos troquem informações entre si, e diminui o consumo de energia em 10 vezes.
Supercomputadores em um chip
Alguns grupos de pesquisas já tiveram sucesso no desenvolvimento experimental de novas arquiteturas de microprocessadores - é o caso dos "supercomputadores em um chip" TRIPS e MONARCH. A indústria já produz comercialmente chips com até nove núcleos, como é o caso do processador Cell, da própria IBM, que equipa o console de jogos Playstation.
Mas os engenheiros sabem que a aglutinação de novos "cores" em um mesmo processador precisa de uma nova tecnologia para a troca de dados. "O trabalho está acelerado na IBM e na indústria para aglutinar muitos mais núcleos de computação em um único chip, mas a tecnologia atual de comunicação no interior dos chips irá superaquecer e se tornar muito mais lenta para lidar com o aumento na carga de processamento," afirma o Dr. T.C. Chen, da IBM.
Convertendo sinais digitais elétricos em pulsos de luz
Um modulador óptico converte os sinais digitais elétricos, transportados pelos minúsculos fios construídos no interior dos chips, em uma série de pulsos de luz, que são "transportados" por um dispositivo chamado guia de ondas.
Primeiro, um feixe de raios laser é enviado para o modulador óptico, que funciona como um "obturador" extremamente rápido e que controla se o laser será bloqueado ou transmitido para o guia de ondas. Quando um pulso elétrico digital chega do núcleo do processador no modulador, o obturador permite a passagem de um curto pulso de luz, que vai atingir a saída óptica. Desta forma, o componente modula a intensidade do laser de entrada, convertendo uma fileira de bits digitais (0s e 1s) de sinais elétricos em pulsos de luz.

Bibliografia:

Ultra-compact, low RF power, 10 Gb/s silicon Mach-Zehnder modulator
William M. J. Green, Michael J. Rooks, Lidija Sekaric, Yurii A. Vlasov
Optics Express
December 6, 2007
Vol.: 15 Issue 25, pp.17106-17113

IBM anuncia processadores com comunicação por luz

A IBM anunciou o desenvolvimento de uma nova tecnologia para a construção de processadores que integra componentes elétricos e ópticos na mesma pastilha de silício.
A tecnologia permite que os chips de computador comuniquem-se usando pulsos de luz em vez de sinais elétricos.
Processamento cerebral
Os novos processadores permitirão que se alcance a faixa dos exaflops - 10¹⁸ (1 milhão de trilhões) cálculos de ponto flutuante por segundo - uma velocidade mil vezes maior do que a alcançada pelos supercomputadores mais poderosos da atualidade, que acabam de superar a faixa dos petaflops.
Segundo os pesquisadores da empresa, supercomputadores na faixa dos exaflops terão a mesma capacidade de "processamento" que o cérebro humano.
Fora do âmbito especulativo, o fato é que os novos processadores nanofotônicos poderão ser construídos em pastilhas de silício 10 vezes menores do que os atuais e consumirão muito menos energia ao trocar a eletricidade pela luz, permitindo que eles funcionem em clocks mais elevados.
A nova tecnologia é chamada CMOS Integrated Silicon Nanophotonics, o que significa que os chips que se comunicam por luz poderão ser fabricados usando os processos industriais atuais (CMOS) - os transistores de silício e os componentes nanofotônicos ficam na mesma pastilha.
"Nossa nanofotônica integrada CMOS promete um aumento sem precedentes na funcionalidade e no desempenho dos chips por meio de comunicações ópticas de baixa potência entre bastidores, módulos, processadores ou mesmo dentro de um único chip," disse o Dr. Yurii Vlasov, responsável pelo desenvolvimento, juntamente com seus colegas William Green e Solomon Assefa.
"O próximo passo nesse avanço é o desenvolvimento da manufatura deste processo em uma fábrica comercial, usando os processos CMOS," disse ele.
Integração de alta densidade
A densidade de integração alcançada nos chips fotônicos é muito superior a qualquer outro já anunciado em tecnologias similares - um canal transceptor, com todos os circuitos elétricos e ópticos, ocupa 0,5 milímetro quadrado (mm2).
Segundo os pesquisadores, isso permitirá construir chips de 4 x 4 mm2, que poderão receber e transmitir dados na faixa dos terabits por segundo.

Bactérias ganham lógica e são programadas como computadores

Cientistas usaram a engenharia genética para criar linhagens da bactéria E. coli com circuitos moleculares que permitem que elas sejam programadas como se fossem pequenos computadores biológicos.
A técnica permite que as bactérias, interconectadas pelo que os cientistas chamam de "fios químicos", sejam programadas para se comunicar e para realizar cálculos.
Portas lógicas
As bactérias receberam portas lógicas que funcionam de forma similar às encontradas nos computadores eletrônicos.
Uma porta lógica é um circuito elementar que recebe duas entradas e fornece um resultado que depende da combinação de valores daquelas duas entradas.
"Nós sempre pensamos na computação como o uso de correntes eletrônicas para fazer cálculos, mas qualquer substrato pode funcionar como um computador, incluindo engrenagens, tubulações de água e... células," explica o Dr. Christopher Voigt, da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos.
"Aqui nós temos uma colônia de bactérias que está recebendo dois sinais químicos de seus vizinhos e agindo como as portas lógicas que formam a base da computação de silício," complementa ele.
Biologia programável
O objetivo desse ramo da chamada biologia sintética não é criar "computadores de DNA" para substituir os computadores de silício, mas levar a precisão da computação para as interações biológicas.
"O objetivo de programar células não é fazê-las ultrapassar os computadores eletrônicos," diz Voigt. "É o inverso, é sermos capaz de acessar tudo o que a biologia pode fazer de uma maneira confiável e programável."
Isto permitirá que as células sejam programadas com funções específicas para uma variedade de objetivos, incluindo a agricultura e a produção de fármacos, materiais e produtos químicos industriais e biocombustíveis, entre outros - veja Bactérias viram minifábricas de vacinas e biocombustíveis.

Os circuitos biológicos capazes de executar operações lógicas foram criados usando genes, que a seguir foram implantados nas bactérias. [Imagem: Tamsir et al./Nature]

Circuitos lógicos biológicos
Os computadores trabalham executando operações lógicas sobre uma enxurrada de 0s e 1s, que é como os processadores entendem as palavras do nosso editor de textos, os números das nossas planilhas ou os dados de uma complicada simulação atmosférica para a previsão do tempo.
A equipe do Dr. Voigt construiu os circuitos biológicos capazes de executar essas mesmas operações lógicas usando genes. A seguir, esses circuitos foram inseridos em cepas da bactéria E. coli.
Em vez de ler 0s e 1s da memória, a porta "bio-lógica" controla a liberação e a detecção de um sinal químico, que permite que as portas sejam conectadas entre as diversas bactérias de forma muito similar à conexão das portas eletrônicas em uma placa de circuito impresso.
Bactérias programáveis
Os pesquisadores agora estão desenvolvendo os algoritmos que permitirão que os engenheiros genéticos programem as bactérias para que elas executem as funções que eles desejem.
Voigt afirma que, no futuro, o objetivo é ser capaz de programar as células usando uma linguagem formal semelhante às linguagens de programação atualmente usadas para escrever programas de computador.
O Dr. Voigt ganhou renome mundial no campo da biologia sintética em 2005, quando usou bactérias geneticamente modificadas para tirar fotografias em alta resolução.

Bibliografia:

Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical ‘wires’
Alvin Tamsir,, Jeffrey J. Tabor, Christopher A. Voigt
Nature
08 December 2010
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature09565

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