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Tecnologia

Cientista brasileiro desenvolveu robôs microscópicos que destroem filmes bacterianos

Ele desenvolveu maneiras de transformar partículas de óxido de ferro em robôs destruidores de filmes bacterianos.

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Quem já teve que enfrentar um abcesso em seguida a um tratamento de canal dentário pode avaliar a importância de um potencial aliado no futuro: robôs em miniatura guiados por campos magnéticos. Parece futurista imaginar uma broca em forma de hélice fazendo uma limpeza completa no interior do dente, mas é uma realidade imediata para o químico Amauri Jardim de Paula, do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará (UFC). Em parceria com pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, ele desenvolveu maneiras de transformar partículas de óxido de ferro em robôs destruidores de filmes bacterianos. Os resultados estão descritos em artigo publicado no dia 24 de abril na revista Science Robotics.

Durante um período sabático no laboratório do dentista teuto-brasileiro Hyun Koo, especialista em biofilmes bacterianos, Amauri de Paula conduziu os experimentos que levaram ao desenvolvimento de dois protótipos. Especialista em nanotecnologia, ele contou com a parceria do engenheiro norte-americano Edward Steager, do laboratório do indiano Vijay Kumar na Universidade da Pensilvânia. “O grupo de robótica do professor Kumar tem experiência com algoritmos para controle de robôs com uso de campos magnéticos, enquanto o do professor Koo produziu trabalhos seminais na área de biofilmes orais”, detalha o pesquisador da UFC, que adaptou o sistema à escala microscópica.

Partículas de óxido de ferro, junto com água oxigenada e enzimas, produzem substâncias oxidativas capazes de matar as bactérias e iniciar o desmonte do filme que as mantém unidas e protegidas. No laboratório, essa ação se deu em meios de cultura sobre placas de Petri. Em seguida, os pesquisadores aplicaram um campo magnético que leva as partículas a se organizarem em forma de espadas, ou minúsculos rodos. Para além dessa estrutura, os robôs são “ciborgues”, nas palavras do químico. Mais especificamente, híbridos entre o óxido de ferro e resíduos de polissacarídeos do próprio filme bacteriano parcialmente desmantelado.

A forma mais simples de limpar as superfícies revestidas de bactérias com os minúsculos rodos (ver vídeo acima) é manejar essas estruturas à mão movendo um ímã forte por fora da placa experimental. “É grosseiro, mas dá muito certo.” Depois, os robôs de óxido de ferro, com bactérias e detritos aderidos a eles, são retirados usando o ímã. De maneira mais sofisticada, é possível manejar o campo magnético com um braço mecânico ou usar combinações de bobinas que permitem o controle tridimensional por intermédio de um computador.

Brocas movida por campo magnético percorrendo o canal de um dente (Hwang et al., Sci. Robot. 4).

O grupo também produziu robôs milimétricos com moldes produzidos em impressoras 3D, em forma de dupla hélice (funciona como uma broca, ou o “tatuzão” que escava túneis de metrô) e de uma estrutura com pás, semelhante a equipamentos usados para limpeza em laboratórios de biologia. Essas brocas foram usadas no interior de dentes em laboratório, com resultados muito promissores porque conseguem recolher todas as bactérias, algo que as brocas e arames de platina habituais não conseguem.

“Quando faz um tratamento de canal, o dentista escava o interior do dente”, explica Amauri de Paula, “mas é muito difícil eliminar todas as bactérias”. Mesmo a aplicação habitual de antibiótico não é completamente eficaz, devido à resistência adquirida por algumas bactérias. O resultado pode ser uma infecção que potencialmente leva à perda do dente. Os robôs se mostraram capazes não apenas de matar os micróbios, como remover todos os seus resíduos imediatamente.

Esse é apenas um dos casos em que os robôs milimétricos podem ser úteis. O pesquisador destaca também a possibilidade de retirar filmes bacterianos de qualquer lugar de difícil acesso, como cateteres, dutos industriais e membranas de dessalinização de água. A ideia é combater infecções hospitalares, contaminação industrial e aumentar o tempo útil de materiais.

Tudo isso já poderia ser posto em ação imediatamente, de acordo com o químico do Ceará. Os dentistas e os responsáveis pelos equipamentos em hospitais ou fábricas poderiam ter recipientes com um pó composto por micro ou minirrobôs, que em suspensão seriam aplicados onde fosse necessária uma limpeza antibacteriana. Já como futurismo, ele imagina usar esse tipo de sistema em cateterismos para desobstruir artérias, entre outras aplicações em saúde. “Tem todo um desafio no desenho das partículas e no controle dos métodos que precisa ser enfrentado antes que seja possível injetar no corpo”, diz ele.

HUANG, G. et al. Catalytic antimicrobial robots for biofilm eradication. Science Robotics. v. 4, n. 29, eaaw2388. 24 abr. 2019.

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Inteligência Artificial

Próximos da AGI: Manus, o agente de IA chinês que toma suas próprias decisões

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Cientistas chineses apresentaram um agente de inteligência artificial que toma decisões próprias sem necessitar de instruções específicas de um operador humano. O Manus, desenvolvido pela startup chinesa Butterfly Effect, está sendo chamado pelos seus criadores de “o primeiro agente de IA geral do mundo”, demonstrando um nível de autonomia que os modelos atuais de IA não possuem.

Diferentemente de chatbots como ChatGPT ou DeepSeek, o Manus pode trabalhar em diferentes tarefas sem necessidade de instruções frequentes e detalhadas. Embora ainda não esteja disponível para o público geral, um número limitado de códigos de convite já permitiu acesso a alguns usuários selecionados, gerando grande interesse online.

Alguns usuários relatam ter criado jogos completos a partir de comandos simples, enquanto outros utilizaram o Manus para projetar e lançar websites. No entanto, ainda há relatos de falhas, travamentos e uma tendência de entrar em loops infinitos de feedback, problemas reconhecidos pelo cientista-chefe Peak Ji como parte das dificuldades iniciais no lançamento de uma nova ferramenta.

Como funciona o Manus

Enquanto chatbots tradicionais geralmente operam com um único modelo de linguagem grande (LLM), o Manus utiliza múltiplos LLMs e outros softwares que operam independentemente para trabalhar de forma autônoma em várias tarefas. Esta arquitetura multi-agente permite que diferentes componentes se comuniquem e colaborem para processar tarefas.

“É como colaborar com um estagiário altamente inteligente e eficiente”, escreveu a repórter Caiwei Chen, que teve acesso ao Manus para o MIT Technology Review. Porém, ela também observou que o Manus às vezes não entende o que deveria fazer, faz suposições incorretas e toma atalhos. “Em última análise, é promissor, mas não perfeito”, concluiu.

Em comparação direta com o ChatGPT, o agente frequentemente fornece respostas mais detalhadas que o chatbot, afirmação reforçada pela empresa com dados de testes do benchmark GAIA. No entanto, o Manus também leva muito mais tempo para fornecer essas respostas, pois realiza pesquisas mais aprofundadas.

Implicações e preocupações

O surgimento do Manus levanta questões importantes sobre privacidade e segurança digital. Como produto de uma empresa chinesa, o Manus levanta preocupações sobre para onde vão os dados pessoais e financeiros dos usuários. Instalar o Manus no computador dá a ele amplo acesso ao dispositivo, sendo difícil determinar os limites exatos desse acesso ou a segurança do seu ambiente isolado.

Diferentemente de empresas como Meta, que estão sujeitas às leis de responsabilidade dos EUA, empresas chinesas podem não estar sujeitas às mesmas regras. Se um agente de IA desenvolvido nos EUA cometer um erro e gastar todo o dinheiro do usuário em hospedagem de sites, ou roubar Bitcoin ou carregar fotos privadas, a empresa provavelmente seria responsabilizada legalmente.

O futuro dos agentes de IA

Os incentivos econômicos para construir algo como o Manus são enormes. Empresas de tecnologia pagam a engenheiros de software júnior até US$ 100.000 por ano ou mais. Uma IA que pudesse efetivamente oferecer esse valor seria extremamente lucrativa. Agentes de viagens, desenvolvedores de currículos, assistentes pessoais — todos são trabalhos relativamente bem pagos, e um agente de IA poderia, em princípio, fazer o trabalho por uma fração do custo.

Embora o Manus pareça funcionar melhor do que qualquer coisa que veio antes, apenas funcionar melhor não é suficiente — para confiar em uma IA para gastar seu dinheiro ou planejar suas férias, os usuários precisarão de uma confiabilidade extremamente alta.

A estimativa mais otimista é que agentes de IA que funcionem perfeitamente ainda estão a um ou dois anos de distância. O Manus representa não apenas a tentativa mais recente e avançada de um agente de IA, mas também evidencia que empresas chinesas não estão apenas imitando o que está sendo construído nos EUA, mas aprimorando-o significativamente.

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Inteligência Artificial

IAs estão conseguindo se autorreplicar. Esse é o primeiro passo para IAs rebeldes, segundo cientistas

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Estudo recente conduzido por pesquisadores da Universidade de Fudan, na China, sugere que sistemas de inteligência artificial (IA) podem ter dado um passo preocupante: a autorreplicação sem auxílio humano. A equipe testou dois modelos de linguagem amplamente usados ​​por desenvolvedores, o Llama31-70B-Instruct, da Meta, e o Qwen2.5-72B-Instruct, da Alibaba, para verificar se a IA seria capaz de criar cópias funcionais de si mesma. De acordo com o estudo, publicado em 9 de dezembro de 2024 no repositório online arXiv, os resultados indicam que esses modelos podem replicar-se em taxas de 50% e 90%, respectivamente.

Apesar do teor alarmante, o trabalho ainda não foi revisado por pares, o que significa que não há garantia de que esses resultados possam ser reproduzidos por outros cientistas ou em outros cenários. A questão, no entanto, já destaca uma preocupação global: o surgimento do que especialistas chamam de “rogue AI”. Esse termo descreve sistemas autônomos ou semiautônomos capazes de operar contra interesses humanos.

“A autorreplicação bem-sucedida sem assistência humana é o passo essencial para a IA superar [humanos], e é um sinal inicial para IAs rebeldes,” escreveram os autores no artigo. Eles acrescentam que compreender os riscos associados à inteligência artificial de última geração, ou “frontier AI”, é fundamental para antecipar cenários indesejados.

Resultados iniciais

Os cientistas investigaram duas situações específicas: “evitar desligamento” e “cadeia de replicação”. No primeiro caso, um modelo de IA era instruído a detectar sinais de que seria encerrado e, então, criar uma cópia de si mesmo antes que isso acontecesse. Já no segundo cenário, a IA recebia ordens de se replicar e depois programar a réplica para fazer o mesmo, dando início a um possível ciclo infinito de cópias.

Para conduzir esses testes, a equipe criou um “agent scaffolding”, ou seja, um conjunto de ferramentas e instruções de sistema que permitem à IA interagir com o sistema operacional. Disseram ainda que não houve interferência humana direta no processo. Em vários momentos, quando surgiam obstáculos como conflitos de software ou arquivos ausentes, as IAs encontraram maneiras de contorná-los, incluindo encerrar processos conflitantes e reiniciar o sistema.

Embora as pesquisas mencionem que os modelos não são tão poderosos quanto alguns sistemas comerciais, os autores se mostraram surpreendidos com a capacidade das IAs de resolver problemas e redesenhar estratégias com mínima supervisão externa. Eles reforçam que, se esse comportamento for aprimorado em versões mais avançadas de IA, pode representar um risco real de autonomia fora de controle.

Perspectivas futuras

Em resposta aos achados, os pesquisadores propõem uma colaboração internacional para estabelecer regras claras de segurança que impeçam uma escalada de replicação incontrolável. “Esperamos que nossas descobertas possam servir como um alerta oportuno para que a sociedade humana dedique mais esforços para compreender e avaliar os riscos potenciais dos sistemas de IA de fronteira, e forme uma sinergia internacional para elaborar proteções de segurança efetivas o quanto antes possível,” concluíram no estudo.

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Engenharia

El Capitan torna-se o supercomputador mais rápido do mundo

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O Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LNNL), nos EUA, lançou oficialmente o supercomputador mais rápido do mundo, chamado “El Capitan”. Construído a um custo de 600 milhões de dólares, esta máquina gigantesca está programada para lidar com projetos altamente sensíveis, incluindo a proteção do arsenal nuclear dos EUA sem o auxílio de testes subterrâneos. De acordo com representantes do LNNL, El Capitan também terá um papel fundamental na descoberta de materiais e pesquisas em física de alta densidade de energia.

A construção começou em maio de 2023, e El Capitan entrou em operação em novembro de 2024 antes de ser oficialmente inaugurado em 9 de janeiro. Logo após se tornar totalmente operacional, o supercomputador alcançou uma pontuação sem precedentes de 1,742 exaFLOPS no benchmark High-Performance Linpack (HPL) – o teste usado mundialmente para medir o desempenho de supercomputação. Este desempenho torna El Capitan apenas o terceiro supercomputador a ultrapassar velocidades exascala, não ficando atrás de ninguém na corrida global pela máquina mais poderosa.

O desempenho é medido em operações de ponto flutuante por segundo (FLOPS). Um exaFLOP representa 1 quintilhão (10^18) FLOPS. Em comparação, computadores pessoais e laptops comuns frequentemente alcançam apenas uma fração disso. El Capitan, no entanto, ostenta um impressionante desempenho máximo de 2,746 exaFLOPS, colocando-o firmemente no topo dos rankings mundiais de supercomputação.

O papel nuclear do El Capitan

Desde que os EUA restringiram testes nucleares explosivos em 1992, supercomputadores no LNNL tornaram-se essenciais para garantir que o arsenal nuclear americano permaneça confiável. Agora, espera-se que El Capitan revolucione esses esforços ao lidar com as enormes cargas computacionais necessárias para pesquisa nuclear, análise de dados e modelagem. Suas capacidades de alta velocidade também permitem que cientistas executem cenários complexos relacionados ao design de armas e outras aplicações de segurança nacional.

Encomendado pelo programa CORAL-2 do Departamento de Energia dos EUA, El Capitan substitui o supercomputador Sierra, que foi implantado pela primeira vez em 2018. Embora o Sierra continue em uso, ele foi classificado apenas em 14º lugar na última lista Top500 dos supercomputadores mais rápidos do mundo.

Especificações poderosas

O impressionante poder do El Capitan vem de 44.544 unidades de processamento acelerado AMD MI300A. Estas contêm tanto CPUs AMD Epyc Genoa quanto placas gráficas AMD CDNA3, além de 128 gigabytes de memória de alta largura de banda compartilhada entre cada chiplet de CPU e GPU. Esta configuração não só oferece desempenho recorde, mas também o faz de forma eficiente, usando menos energia que sistemas de memória mais antigos.

Logo atrás do El Capitan está o supercomputador Frontier no Laboratório Nacional Oak Ridge em Illinois, que atingiu um desempenho padrão de 1,353 exaFLOPS com pico de 2,056 exaFLOPS. No entanto, por enquanto, o novo rei da computação está firmemente estabelecido com El Capitan no LNNL, preparado para resolver alguns dos desafios científicos e de segurança mais prementes do mundo.

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