Primeira reunião entre os coordenadores dos grupos de trabalho

SÃO CARLOS/SP - Completamente renovado em seu espaço interno, o Instituto de Estudos Avançados (IEA/USP), Polo de São Carlos, reativou no passado dia 18 de abril as suas atividades com a realização da primeira reunião entre os coordenadores dos grupos de trabalho que irão desenvolver seus projetos a partir de agora, trabalhos que divulgaremos muito em breve.

Tendo como coordenador o Prof. Valtencir Zucolotto (IFSC/USP) e como vice-coordenador o Prof. Frank Crespílho (IQSC/USP), o IEA-São Carlos foi sujeito, nos dois últimos anos, a uma série de obras que visaram principalmente a reestruturação e adequação dos espaços internos, que agora estão em perfeitas condições para receberem alunos, professores e pesquisadores interessados em desenvolver seus trabalhos e projetos. Nesse período também foram criados ou reativados novos Grupos de Trabalho, que são as principais plataformas de atuação do IEA.

Embora a pandemia tenha atrasado o desenvolvimento desses trabalhos, que deveriam ter sido concluídos em um espaço de tempo mais curto, o certo é que a renovada área está agora disponível e operacional, como salientou o Prof. Zucolotto. “Esta foi uma reunião muito importante, pois marca a retomada dos trabalhos do nosso polo do IEA, e teve por objetivo não só apresentar o novo espaço físico do IEA, completamente renovado, como também de reunir e apresentar o grupo inicial de coordenadores dos projetos que serão os incentivadores para que outros grupos possam aqui se reunir para desenvolver seus trabalhos.

Igualmente entusiasmado com a reativação dos trabalhos, o Prof. Frank Crespilho, afirmou que sua presença não se limitaria ao cargo de vice-coordenador, mas também ao desenvolvimento de projetos e Grupos de Trabalho. Estiveram presentes nesta reunião os Profs. Yvonne Primerano Mascarenhas (IFSC/USP, que inicialmente irá trabalhar na área de “Educação nas Escolas”, José Marcos Alves (EESC/USP), que iniciará o projeto “Inclusão Social”, Tadeu Malheiros (EES/USP), que irá avançar com o projeto “Cidades Globais”, Frank Crespilho com o grupo de trabalho “Observatório da COVID-19”, e Juliana Cancino (FFCLRP/USP), cujo projeto traz estudos sobre os Aspectos Regulatórios e os Impactos Econômicos e Sociais da Nanotecnologia.

O que é o IEA

Criado em 29 de outubro de 1986, o Instituto de Estudos Avançados (IEA) da Universidade de São Paulo (sede), da mesma forma que o seu polo instalado no Campus de São Carlos, é um órgão de integração destinado à pesquisa e discussão, de forma abrangente e interdisciplinar, das questões fundamentais da ciência e da cultura. Sua missão é realizar, junto a segmentos representativos da sociedade, estudos sobre instituições e políticas públicas (nacionais, estaduais, municipais e até supranacionais), destacando-se os trabalhos sobre políticas de desenvolvimento da ciência, tecnologia e cultura, bem como sobre o uso social do conhecimento.

Pela natureza de suas atividades, o IEA desempenha papel significativo no incremento do intercâmbio científico e cultural entre a USP e instituições brasileiras e estrangeiras (universidades, organizações governamentais e não-governamentais, entidades científicas e culturais etc.). Isso se dá através de convênios de cooperação e intercâmbio acadêmico ou convites específicos a pesquisadores e intelectuais, brasileiros e estrangeiros, com trabalhos representativos e enriquecedores dos debates realizados no Instituto.

Para atender às suas finalidades, o IEA possui estrutura acadêmica diferenciada das demais unidades e institutos da USP. O IEA não ministra cursos de graduação ou pós-graduação, não possui quadro estável de pesquisadores, uma vez que a abrangência de seus debates interdisciplinares habilita-o ao debate teórico e prospectivo de questões científicas, não à execução de trabalhos experimentais.

A estrutura acadêmica do IEA é composta por grupos de pesquisa e estudo e outras formas de organização de pesquisadores. A participação nas atividades é aberta a pesquisadores e profissionais com projetos relacionados com os temas de trabalho do IEA. A análise dessa confluência temática é feita pelos coordenadores das equipes de pesquisa. Podem participar brasileiros e estrangeiros, integrantes ou não da USP, portadores ou não de título universitário. Outros pesquisadores são integrados temporariamente em função das atividades específicas de projetos e cátedras do Instituto, como por exemplo os professores visitantes e seniores.

Rui Sintra - Assessoria de Comunicação - IFSC/USP

Em artigo publicado pesquisadores da USP de São Carlos e da “Brain4Care” revertem quadro de paciente

SÃO CARLOS/SP - Com a introdução do novo tratamento contra as dores e outras manifestações causadas pela fibromialgia, já em curso há algum tempo graças ao desenvolvimento de protocolos e de um novo equipamento no Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), pesquisadores deste Instituto, em parceria com colegas da empresa “Brain4Care”, publicaram em março último, no “Journal of Novel Physiotherapies”, um artigo científico com relato de caso, traduzido em uma pesquisa realizada com paciente fibromiálgica que no decorrer do tratamento foi sujeita a uma avaliação da pressão intracraniana através de um equipamento próprio desenvolvido pela citada empresa.

O estudo, pioneiro, avaliou as correlações entre as dores de uma paciente com fibromialgia e as variações de volume/pressão dentro do crânio (complacência intracraniana), que indica a capacidade do organismo acomodar variações de volume intracraniano sem que hajam alterações significativas da pressão intracraniana (PIC). A complacência intracraniana (CIC) é um indicador de saúde neurológica e o seu comprometimento pode levar à disfunção cerebral. O trabalho dos pesquisadores é o primeiro do mundo a indicar a relação entre as dores da fibromialgia e as variações da complacência intracraniana.

Esta pesquisa promoveu uma nova compreensão e uma direção diferente nos tratamentos das consequências da fibromialgia, atendendo a que a intenção dos pesquisadores foi avaliar o que acontece no cérebro, por intermédio das ondas cerebrais, durante a aplicação do tratamento fotosônico do IFSC/USP, relatando o caso de uma paciente fibromiálgica em crise total de dor genérica, que foi submetida a dez sessões de tratamento, tendo os pesquisadores mapeado, ao longo desse tempo, e além das escalas de dor, todas as alterações relativas à pressão intracraniana.

Antes do início dos tratamentos, essa pressão apresentou-se um pouco elevada em relação aos parâmetros normais, sendo que durante os procedimentos começou a diminuir, tendo atingido os níveis normais após cinco minutos de repouso no final de cada sessão. Durante as sessões, verificou-se que a aplicação do laser e ultrassom na paciente causou uma redução da complacência cerebral e uma entropia, ou seja, o restabelecimento dos padrões normais, já que todo o organismo estava em desordem antes de cada sessão, conforme explica o pesquisador do IFSC/USP, Dr. Antonio de Aquino Junior, um dos autores do estudo. “Além da melhora em 70% dos índices de dor provocada pela fibromialgia, e em 60% no restabelecimento da qualidade de vida da paciente - resultados que já eram esperados -, este novo estudo demonstrou que o tratamento provoca uma redução da complacência cerebral. Dessa forma, estados de insônia, dores de cabeça e alterações no sistema gástrico e intestinal, entre outras anomalias, desapareceram ao longo das sessões”, esclarece o pesquisador.

Este novo estudo traz aos pesquisadores uma nova compreensão de como a doença se manifesta mais profundamente, atendendo a que as informações disponíveis só indicavam o quadro inflamatório dos pacientes e os níveis de dor. Com a observação de um aumento da pressão intracraniana nesta paciente fibromiálgica antes do início dos tratamentos, fica justificada a alteração no centro de dor que se localiza no córtex pré-frontal do cérebro, que é responsável por todos os desequilíbrios inerentes à doença. A “Brain4Care” colaborou com esta pesquisa cedendo seu equipamento e toda a compreensão de como utilizá-lo, bem como no entendimento dos dados adquiridos, pelo que esta pesquisa está abrindo portas para outras mais avançadas, tendo igualmente como público-alvo os pacientes portadores de fibromialgia.

Para Camila Tomaz, fisioterapeuta, colaboradora da equipe de pesquisas da “Brain4Care” e também autora do artigo científico   “Foi observada uma significativa melhora na qualidade de vida da paciente. “Ela conseguiu retomar atividades que antes era incapaz de realizar, por conta da dor. Com esse relato de caso, tive a oportunidade de acompanhar o tratamento e a satisfação de vivenciar uma história de saúde e felicidade ao vê-la se afastando da dor e reconquistando sua qualidade de vida”, comentou.

Recordamos que o equipamento da “Brain4Care” foi desenvolvido pelo saudoso docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Sérgio Mascarenhas, constituído por um sensor externo capaz de monitorar de maneira não invasiva a pressão intracraniana, um trabalho que deu origem à criação da citada empresa pelo próprio pesquisador.

O artigo científico é assinado pelos pesquisadores Antonio Eduardo de Aquino Junior, Fernanda Mansano Carbinatto, Camila da Silva Rocha Tomaz e Vanderlei Salvador Bagnato.

Rui Sintra - jornalista do IFSC/USP

SÃO CARLOS/SP - A doença venosa crônica é o resultado de uma alteração na estrutura do sistema venoso nos membros inferiores (pernas e pés), onde as veias perdem a função de transportar o sangue venoso de volta para o coração, provocando as famosas varizes.

De fato, as veias dos membros inferiores têm como função conduzir o sangue de volta ao coração, sendo que no interior delas existem pequenas válvulas que impedem o retorno venoso devido à ação da gravidade. Quando estas válvulas se tornam insuficientes, elas não fecham de forma correta e o sangue não progride. Localmente, a quantidade de sangue aumenta, fica estagnado e faz com que as veias se dilatem e se deformem tornando-se visíveis. Assim, as varizes são veias dilatadas com volume aumentado, tornando-se tortuosas e alongadas com o decorrer do tempo.

São diversas as causas para o surgimento da doença venosa crônica, sendo o fator genêtico responsável pela denominada “doença venosa primária”, apresentando uma evolução mais ou menos lenta. Ocasiona uma diminuição da resistência das paredes das veias tornando-as mais frágeis e menos resistentes. Depois, surgem a trombose venosa profunda, os traumatismos, as terapêuticas hormonais femininas, a gravidez e um número considerável de situações que igualmente provocam o aparecimento dessa doença, como a obesidade, o excesso de calor, tabagismo, ingestão exagerada de bebidas alcoólicas, excesso de peso, permanência prolongada na posição de pé, ou sentada, e atividades em que é necessário realizar grandes esforços, tal como sucede em muitas profissões e também no esporte.

Os principais sintomas são a sensação de peso, dor, e frequente edema nas pernas, tornozelos e pés - principalmente no final do dia -, cansaço, prurido, dormência e cãibras, principalmente durante a noite.

Chamada para pacientes com dores provocadas por artrite localizada nas mãos

SÃO CARLOS/SP - Com base no desenvolvimento de várias pesquisas científicas e tecnológicas realizadas por pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), igualmente alocado nesse Instituto, tem sido possível, ao longo dos anos, instituir diversos protocolos e tratamentos para inúmeras doenças, numa contribuição importante para a área médica, visando suprir necessidades importantes na área da saúde no seio da sociedade. Terapias para minimizar os efeitos da Doença de Parkinson, na prevenção e combate à mucosite, no tratamento de dores provocadas pela fibromialgia, artrose e artrite e tratamento de câncer de pele não melanoma, além de vários tratamentos já realizados a pacientes com sequelas de COVID-19 - problemas respiratórios, vasculares e musculares, recuperação do olfato, paladar e tratamento de zumbidos no ouvido -, são alguns dos exemplos.

Neste contexto, o IFSC/USP, em parceria com a Santa Casa da Misericórdia de São Carlos (SCMSC) avança na criação de outros projetos na área da saúde, estando neste momento fazendo uma chamada para tratamento de 15 pacientes que tenham artrite nas mãos, um projeto inserido em uma nova linha de pesquisa que já contou com a participação de 60 pacientes que manifestaram, no final das sessões, uma melhora superior a 50% na manifestação de dor. Este novo tratamento (gratuito), que agora entra em uma segunda fase, visa reduzir ainda mais as dores provocadas pela doença nas mãos dos pacientes e que comprometem os normais movimentos articulares, sendo que, além de comprometer as articulações, há um forte impacto nos cotovelos e ombros.  

Os pacientes interessados em participar deste projeto deverão se cadastrar na Unidade de Terapia Fotodinâmica, localizada na Santa Casa da Misericórdia de São Carlos, através do telef. (16) 3509-1351.

Rui Sintra - Jornalista do IFSC/USP

SÃO CARLOS/SP - O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), em parceria com a Santa Casa da Misericórdia de São Carlos (SCMS), através de um convênio estabelecido, está iniciando o tratamento de pacientes portadores de mucosite, no âmbito de um projeto de pesquisa coordenado pelo cirurgião-dentista Dr. Vitor Hugo Panhóca e pelo Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, do Grupo de Óptica deste Instituto.

Dividido em sessões, este tratamento (gratuito) para combate e prevenção da mucosite irá ocorrer na Unidade de Terapia Fotodinâmica da Santa Casa de São Carlos, em pacientes encaminhados por médicos da instituição. “Na primeira sessão, fazemos uma desinfecção bucal e nas sessões posteriores utilizamos apenas a laserterapia. A duração das sessões é, em média, de 15 minutos”, explica o pesquisador do IFSC/USP, Vitor H. Panhóca.

A mucosite é uma inflamação da parte interna da boca e da garganta, que pode originar úlceras dolorosas e feridas nessas regiões, ocorrendo em até 40% das pessoas que recebem radioterapia e quimioterapia.

Pesquisas que se apoiam na utilização da luz para o diagnóstico ou tratamento de doenças já são realizadas no Grupo de Óptica do IFSC/USP há muitos anos, sendo que elas têm sido revertidas diretamente para a sociedade, entre outras ações através da triagem de voluntários para testar os métodos e metodologias descritos nas diversas pesquisas do Grupo, que têm como base duas técnicas distintas, embora ambas com a utilização de luz.

A laserterapia é uma técnica que se baseia na aplicação de laser ou LED diretamente sobre a pele, permitindo que a luz seja absorvida e, desta forma, gere uma série de reações metabólicas para diversas funções, como emagrecimento, rejuvenescimento e tratamentos diversos na odontologia e em outras áreas da saúde.

SÃO CARLOS/SP - Numa entrevista de aproximadamente uma hora no programa “ALESP Cidadania”, apresentado no passado dia 14 de março pelo jornalista Geremias Gomes, o Coordenador do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia (GNano) do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Valtencir Zucolotto, explanou os conceitos da Nanotecnologia, comentando a sua importância nos contextos científicos nacional e internacional. Uma explanação que foi corroborada e enriquecida com a participação de Elson Longo, Professor Emérito do Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e Diretor do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF). Esta interessante conversa antecedeu as palestras que serão apresentadas pelos dois convidados e que ocorrerão no próximo dia 28 de março, com transmissão ao vivo pelo Instituto Legislativo Paulista (ILP-ALESP).

Parece algo confuso para muitos quando se fala em Nanotecnologia, contudo, dependendo da abordagem e da explicação que forem dadas, a interpretação fica muito clara, muito fácil de entender. No início de sua entrevista, Valtencir Zucolotto resumiu de uma forma perfeitamente compreensível qual é o conceito da Nanotecnologia, que mais não é do que um conjunto de técnicas e ferramentas cuja finalidade é construir nanomateriais, ou seja, materiais feitos de plásticos, cerâmicas e metais, entre outros, mas com tamanhos próximos aos de átomos ou moléculas, destinados a inúmeros setores - ambiente, agronegócio, medicina, energia, etc., tendo em consideração que “Nano” significa algo que é mil vezes menor que o diâmetro de um fio de cabelo.

Confirmadas pelo Coordenador do GNano, as áreas mais pesquisadas no Brasil, em termos de Nanotecnologia, são a saúde, a alimentação e a energia, que passaram a ter, desde meados do século XX, um impacto grande na sociedade com o surgimento de diversos problemas em escala mundial e que vêm sendo resolvidas paulatinamente, sempre tendo em atenção a necessidade de investimentos públicos e privados. “A utilização da Nanotecnologia para resolver os mais delicados e atuais problemas da sociedade tem tido resultados fantásticos, veja-se os cerca de dez mil produtos já registrados com base nessa nova tecnologia”, destacou Zucolotto em sua entrevista. Contudo, o exemplo mais importante salientado pelo Prof. Zucolotto consubstancia-se no trabalho que seu grupo de pesquisa desenvolve há vários anos na área da Nanomedicina, que se situa em uma interface entre a Nanotecnologia e a Biotecnologia, focada em resolver problemas relacionados com a saúde humana.

Você já ouviu falar de “artrite psoriásica”?

SÃO CARLOS/SP - Muito bem, caso não tenha ouvido falar, a artrite psoriásica (APs) é uma forma de artrite que afeta pessoas que possuem psoríase. A psoríase caracteriza-se pelo aparecimento de lesões avermelhadas, escamosas, que acometem principalmente joelhos, cotovelos e couro cabeludo, sendo que a grande maioria das pessoas desenvolve psoríase primeiro e depois a artrite. Segundo uma importante cartilha divulgada pela Sociedade Brasileira de Reumatologia, (http://www.reumatologia.org.br/downloads/cartilhas/CartilhaSBR_A4_ARTRITE%20PSORI%C3%81STICA.pdf)

entre 5% e 40% das pessoas que tem psoríase podem apresentar dores e inflamação nas articulações, desenvolvendo assim um quadro de “artrite psoriásica”.

Dentro desta realidade, pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Clínica MultFISIO Brazil, Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e Hagler Institute for Advanced Study (Universidade A&M do Texas Texas -EUA), iniciaram, recentemente, uma pesquisa que visa proporcionar um novo tratamento para a diminuição das dores provocadas pela artrite psoriática através da utilização de ultrassom e laser, explorando assim a ampla versatilidade apresentada pelo equipamento desenvolvido no IFSC/USP e que tem aberto sucessivas portas para novos e inovadores tratamentos fisioterápicos.

O Dr. Antonio Eduardo de Aquino Júnior, um dos autores da pesquisa publicada neste mês de março no “Journal of Novel Physiotherapies”, relata o estudo que foi feito sobre o novo tratamento aplicado a uma paciente com 51 anos de idade, residente em São Carlos, portadora de psoríase há 16 anos e que entre 2018 e 2019 começou a manifestar um quadro (diagnosticado) de artrite psoriásica. “A psoríase é uma doença que tem, também, uma relação direta e muito próxima com o foro emocional das pessoas, sendo que a possibilidade de um paciente manifestar um quadro de artrite psoriásica ronda entre os 30% e os 40%. A psoríase já tem na sua essência uma condição inflamatória (crônica) e que não fica localizada. Ao longo do tempo são formadas citocinas inflamatórias - marcadores inflamatórios - que podem provocar outro quadro inflamatório nas articulações, o que provoca as mesmas características de dores que são muito semelhantes às da  artrite reumatóide”, salienta o pesquisador. A paciente, que se disponibilizou para realizar esta pesquisa, apresentava, além desse quadro, um outro caracterizado por fibromialgia: tudo somado, seu estado comprometeu grandemente o equilíbrio emocional, principalmente manifestado por depressão, ansiedade e insônias, embora estivesse ampla e conveniente medicada.

Com dores generalizadas pelo corpo, a paciente foi submetida a 14 sessões de tratamento - conforme está relatado no artigo científico publicado - tendo os pesquisadores conseguido reduzir em 75% as dores causadas pela artrite psoriásica e em 60% as dores provocadas pela fibromialgia. Em termos de dores generalizadas no corpo e na restauração da qualidade de vida da paciente, foram registradas melhoras em 60%. O pesquisador comemora, dizendo que “Conseguimos um ganho imenso. A paciente, que é artesã, voltou a trabalhar sem sentir a intensidade das dores que anteriormente sentia em todo o corpo e principalmente nas mãos, tendo recuperado a mobilidade e muito de sua qualidade de vida”. Para o Dr. Antonio de Aquino Junior, esta pesquisa indica que o tratamento poderá ser igualmente utilizado em casos de dores provocadas pela artrite reumatóide, mas sempre mantendo os medicamentos prescritos pelos médicos. Estudos já estão sendo desenvolvidos nesse sentido por forma a se observar os resultados. A paciente relatada nesta matéria continua a ser acompanhada pelos pesquisadores do IFSC/USP através de sessões periódicas, no sentido poderem observar a evolução da recuperação de sua qualidade de vida e a diminuição das dores.=

Este tratamento, executado de forma sistêmica na palma das mãos e na planta dos pés, representa uma evolução significativa comparativamente à série que foi realizada anteriormente, em 2018.

SÃO CARLOS/SP - O “Centro de Desenvolvimento e Treinamento para Tecnologias e Procedimentos de Reabilitação de Pacientes Pós-Covid”, localizado nas instalações do CITESC, na área do Instituto INOVA – Parque Ecotec Damha, está praticamente zerando a lista de pacientes com sequelas de COVID-19 que estavam inscritos para os tratamentos que são disponibilizados: falta de paladar, zumbidos no ouvido, paralisia facial e perda de olfato, todos na área de Odontologia, e insuficiência respiratória, dificuldade de locomoção, dores musculares e fadiga, na área de fisioterapia.

Segundo os responsáveis pelos tratamentos realizados no centro, desde dezembro de 2021 – mês em que se iniciaram as inscrições para os citados tratamentos -, até agora, as equipes desse serviço gratuito – e completamente disponível para toda a população – realizaram 506 sessões na especialidade de odontologia, e 1.052 sessões em fisioterapia, algo que é considerado muito positivo.

Com as listas de espera praticamente zeradas, os técnicos aguardam agora que um novo contingente de pacientes com sequelas de COVID se inscrevam para os devidos tratamentos, que irão restituir a qualidade de vida que foi seriamente afetada durante os diversos períodos da pandemia.

Outro registro importante é a avaliação que os pacientes deram ao seu estado de saúde quando finalizaram os tratamentos.

Todos os pacientes relataram, no final de seus tratamentos e em uma escala de 1 a 10, (1 = saúde muito debilitada e 10 = saúde completamente restabelecida) terem atingido escalas de 9 e 10, sendo que quando iniciaram os procedimentos essa escala rondou 1, 2 e 3, o que demonstra a eficiência dos tratamentos, a maioria deles realizados com o auxílio de equipamentos inventados pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e entretanto já disponibilizados e comercializados por empresas parceiras.

Recordamos que o “Centro de Desenvolvimento e Treinamento para Tecnologias e Procedimentos de Reabilitação de Pacientes Pós-Covid-19” é o resultado de uma parceria estabelecida entre a Secretaria de Saúde de São Carlos, Santa Casa da Misericórdia de São Carlos, Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e o Instituto INOVA/CITESC – Centro de Inovação e Tecnologia em Saúde, sendo a única estrutura no país exclusivamente dedicada ao tratamento de pacientes (residentes em São Carlos e região) portadores de sequelas provocadas por COVID-19.

Desta forma, as pessoas que estiverem com sequelas de COVID podem marcar as avaliações e os seus tratamentos através do telefone (16) 3509-1351 – Santa Casa da Misericórdia de São Carlos.

Rui Sintra - Assessoria de Comunicação - IFSC/USP

SÃO CARLOS/SP - Estão abertas as inscrições para o “Cursinho Popular das Ciências Exatas”, uma iniciativa dos estudantes da Licenciatura em Ciências Exatas do IFSC/USP.

O objetivo é proporcionar aos alunos da rede pública de São Carlos a preparação necessária para a realização do ENEM e vestibulares, bem como a base para o desenvolvimento de um ensino superior de qualidade.
 

Serão selecionados os alunos por um vestibulinho marcado para o dia 27/02, das 14h00 as 17h00.
 

Confira o link para uma breve história sobre o cursinho: 

https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/cursinho-popular-da-licenciatura-em-ciencias-exatas-cpcex/

Para fazer a inscrição no processo seletivo, acesse https://forms.gle/aKZ3B7AQ3o1MbWGGA

Pesquisa é capa da revista Advanced Electronic Materials

SÃO CARLOS/SP - Um estudo realizado por jovens pesquisadores do IFSC/USP abre as portas para a criação de uma nova era na computação com a criação de computadores neuromórficos, equipamentos esses que terão a capacidade de trabalhar com base no designado “aprendizado de máquina / inteligência artificial”, mimetizando o funcionamento do cérebro humano, com seus neurônios e sinapses. O artigo científico resultante dessa pesquisa foi publicado na edição do dia 10 do corrente da revista Advanced Electronic Materials, com direito a capa, o que demonstra a importância, qualidade e impacto do trabalho na área de novos materiais e computação neuromórfica.

A próxima geração de computadores

A essência do estudo feito pela equipe de pesquisadores, constituída pelos doutorandos Henrique Frulani de Paula Barbosa* e Germán Darío Gómez Higuita**, e do Pós-Doutorando Florian Steffen Günther***, liderada pelo Prof. Gregório Couto Faria, consubstanciou-se no trabalho realizado com dispositivos neuromórficos, eletrônicos cujas características permitem “imitar” propriedade de células neuronais e suas sinapses, tendo como plataforma base o dispositivo conhecido como Electrochemical Neuromorphic Organic Device (ENODe) -, o qual se assemelha, em estrutura, à uma mescla de bateria e transistor eletroquímico. Tal dispositivo foi inicialmente proposto em um trabalho de 2017 publicado na conceituada revista “Nature Materials”, com a participação do Prof. Gregório C. Faria, entre os autores. No entanto, desde sua concepção, tal dispositivo de memória apresentou uma intrínseca instabilidade ao longo do tempo, devido especificamente a um dos materiais utilizados como camada ativa, o PEDOT:PSS/PEI. Tal película, durante a operação da memória libera parte do PEI, alterando suas propriedades. Isso limitava a aplicabilidade do dispositivo somente para fins acadêmicos. Em face a essa deficiência, a equipe de pesquisadores do IFSC/USP, orientada pelo Prof. Gregório Faria, sintetizou e aplicou com sucesso uma nova variação de PEDOT:PSS para substituir o componente defeituoso, reativando assim as esperanças para a criação de uma nova geração de computadores baseada no design ENODe.

Para que se entenda melhor o foco desta pesquisa, é importante salientar que a atual computação se baseia em uma arquitetura conhecida como arquitetura de von Neumann. Nesta, processador, memórias voláteis (memória RAM) e memórias não voláteis (HD ou SSD) são componentes separados que se comunicam. Tal organização acarreta o famoso gargalo de von Neumann, um impedimento dos componentes de atuarem em sua máxima performance devido a restrições na velocidade de comunicação entre os componentes. Tal fato, aliado ao crescente consumo energético, a dificuldades na miniaturização de componentes para além da escala nanométrica e na dissipação de calor, têm feito com que o aumento de performance anual dos dispositivos eletrônicos venha diminuindo ao longo dos últimos 20 anos. “A busca por dispositivos neuromórficos vai ao encontro da necessidade de criar componentes computacionais básicos que evitem os problemas anteriormente mencionados. Nesse ponto, o cérebro humano se apresenta como uma grande fonte de inspiração, dada a sua eficiência computacional (baixo consumo energético para a grande quantidade de operações que realiza – evitando aquecimento excessivo) e a sua ausência de “gargalo” (os neurônios atuam como memórias voláteis e não-voláteis ao mesmo tempo) – além, claro, de sua plasticidade. O objetivo é que a nova geração de computadores consiga ter também  um aprendizado de máquina mais eficiente, baseado em experiências prévias, mas, dessa vez, na parte do hardware e não do software como estamos acostumados. Com isso, a máquina poderá aprender com seus próprios erros e tomará caminhos diferentes de forma automática para encontrar a solução ideal”, explica Henrique Barbosa. Ou seja, para que o computador atual tenha essa complexidade e eficácia, muitas vezes você tem que dar a ele um grande banco de dados inicial e se precaver por meio código contra eventuais falhas que possam ocorrer, caso contrário a máquina encontra não se aperfeiçoa. “Existem diferentes tipos de dispositivos neuromórficos, sendo que o escolhido para a nossa pesquisa se encaixa na categoria dos eletroquímicos orgânicos, pois é feito com base em polímeros. Tais materiais são constituídos de cadeias carbônicas assim como a matéria orgânica que compõe nossos corpos, permitindo, ainda, a operacionalização através de baixas voltagens, que são, em determinadas situações, igualmente similares ao funcionamento do cérebro, que trabalha através de pulsos bastante pequenos”, complementa Henrique. Assim, com nossos avanços neste trabalho, o ENODe permite que se armazene a informação dentro dele por mais tempo e com menor degradação. Sumariamente em futuro relativamente próximo, o ENODe poderá dar forma a uma nova geração de computadores que congreguem, em um único componente, o HD, o processador e a memória RAM, fazendo com que a máquina processe tudo simultaneamente.

O desafio de encontrar uma solução para o futuro

Para Germán Higuita, a pesquisa foi um desafio para encontrar e testar uma solução para um material que se degradava com o uso e o passar do tempo. “Foi um alívio quando observamos o resultado das sínteses realizadas no novo material, onde se conseguiu determinar que ele tem potencial para resolver o problema da degradação do ENODe. Foi muito interessante acompanhar todo o processo, até porque a partir daí conseguimos obter resultados positivos em três outros materiais que estamos estudando, algo que abre novas fronteiras para futuras pesquisas”, comemora o jovem pesquisador. Germán foi o responsável pelo desenvolvimento e síntese dessas novas tintas, as quais deverão ser motivo de proteção intelectual e, quem sabe, motivo de uma futura aventura em indústria de tecnologia. “Tintas condutivas são muito importantes no momento, sendo aplicadas em sistemas de desembaçar vidros automotivos, eletrônica impressa e, agora, em elementos básicos de computação. Estamos avaliando a opção de enviarmos um projeto PIPE ou até mesmo concorrer a projetos Centelhas da FAPESP”, conta o pesquisador.

O Pós-Doutorando Florian Günther teve a oportunidade de participar do trabalho e agregar sua perspectiva e experiência em química para auxiliar na compreensão e desenvolvimento da rota química que gerou tais materiais. “Minha contribuição nesta pesquisa foi ajudar os alunos, já que, como Pós-Doutorando, além da experiência acadêmica, tive disponibilidade para executar um trabalho de integração da equipe, analisar resultados, etc.. Foi uma colaboração muito proveitosa e intensiva, onde todos nós aprendemos muito através das discussões e atuações relativas a processos, novas ideias, dificuldades encontradas e como superá-las, mas sempre com uma alegria e um entusiasmo imenso, algo que é essencial quando você faz pesquisa”, comemora Florian. Contudo, o pesquisador é cauteloso quando sublinha que embora os atuais computadores tenham uma história longa, com mais de 50 anos, o certo é que o destino final destes novos caminhos que estão sendo desbravados agora, e que apontam para uma grande revolução computacional, ainda está um pouco longe. “Ainda existem diversas inseguranças e dúvidas, já que, por exemplo, ainda não sabemos todos os detalhes relativos aos materiais que estamos utilizando. O importante é entender as características e propriedades desses materiais com um olhar atento do ponto de vista da Física, no sentido de melhorá-los e aplicá-los”, enfatiza o pesquisador.

Satisfeito, o líder da pesquisa, o Prof. Gregório Faria mencionou que este trabalho reflete bem o espírito científico que ele sempre quis trazer ao seu grupo de pesquisa: “Uma das grandes vantagens da grande área da eletrônica orgânica é que as propriedades dos materiais ativos podem ser modificadas e controladas para melhorar performances de dispositivos eletrônicos. E foi exatamente isso que realizamos nesse belíssimo trabalho”, conta o orientador. Para finalizar, o Prof. Gregório fez uma cobrança aos seus alunos: "Quando fomos convidados pela revista para submetermos uma capa, ainda não era certo que seríamos escolhidos. Foi quando fizemos uma pequena "aposta" entre nós. Eu acabei ganhando, e agora meus alunos me devem um churrasco (que, claro, será realizado após o fim das restrições sanitárias)", brincou o orientador.

Para acessar o artigo científico relativo a este trabalho, acesse https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/aelm.202100864

*Henrique Frulani de Paula Barbosa - Graduação em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) / Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP) / Doutorando em Ciência e Engenharia de Materiais (EESC/USP),

**Germán Darío Gómez Higuita - Graduado em Engenharia de Materiais pela Universidade de Antioquia (Colômbia) / Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) / Doutorando em Ciências e Engenharia de Materiais (EESC/USP);

***Florian Steffen Günther - Graduação e Mestrado em Física pela Technische Universität Chemnitz / Doutorado em 2018   pela Technische Universität Dresden / Pesquisador Pós-Doutorando no IFSC/USP, com experiência nas áreas de Química e de Física, com ênfase em Semicondutores Orgânicos, atuando principalmente nos seguintes temas: Síntese e processamento de polímeros semicondutores, caracterização elétrica e ótica de dispositivos orgânicos, modelagem e simulação de química quântica.

Rui Sintra - Jornalista do IFSC/USP