Materiais de circuito mecânico integrado - Ciência e Engenharia de Materiais

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quinta-feira, 29 de setembro de 2022

Materiais de circuito mecânico integrado

Resumo: Este artigo relata a criação de um novo material capaz de "pensar". O material foi produzido pela Universidade Estatal da Pensilvânia e pela Força Aérea Americana e é capaz de receber informação mecânica, processá-la e reagir a esse estímulo.



Este material revela a oportunidade de utilizar quase qualquer outro material comum como o seu próprio circuito integrado, capaz de "pensar" e responder ao seu ambiente. Tal material pode receber um estímulo mecânico, processá-lo e reagir a ele simultaneamente sem a necessidade de componentes electrónicos adicionais.


Este polímero mole é um condutor que contém circuitos reconfiguráveis capazes de combinações lógicas, e quando recebe um estímulo é transformado em informação eléctrica que é depois processada para criar um sinal de saída. Por outras palavras, este material pode utilizar forças mecânicas para resolver problemas aritméticos complexos, algo que os investigadores foram capazes de demonstrar. O processo de "pensamento" deste material é semelhante ao nosso, onde recebemos um estímulo, os nervos o transformam em sinais eléctricos que são processados no cérebro, o que diz ao corpo como reagir. Isto abre o caminho para uma ampla aplicação do material em sistemas autónomos de busca e salvamento, reparação estrutural e mesmo materiais bio-híbridos capazes de identificar, isolar e neutralizar agentes patogénicos transportados pelo ar.


Para esta conquista, os investigadores basearam-se num trabalho anterior sobre um metamaterial semelhante, mas limitado a operações lógicas e entradas e saídas binárias. Foram ajudados por um artigo de 1938 publicado por Claude E. Shannon, o Pai da Teoria da Informação, que descreveu uma forma de criar circuitos integrados utilizando redes de comutação mecânico-eléctricas.


 


Figura 1 - O material traduz uma força mecânica em sinais eléctricos que produzem um resultado computacional.


O passo seguinte, segundo os investigadores, é melhorar o material para que possa processar estímulos visuais, ou seja, adaptar o material para que tenha a capacidade de "ver". O objectivo final é criar um material com capacidade de navegação autónoma, seguindo sinais que o guiem e com os quais possa evitar obstáculos.





Referência:
El Helou, C., Grossmann, B., Tabor, C.E. et al. Mechanical integrated circuit materials. Nature 608, 699–703 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05004-5


Redação: Mauricio Isaac Gomes Ibarra - Engenharia de Materiais - UNILA