90 segundos de Ciência | Investigadores do Técnico

O objetivo deste estudo é identificar o perfil e as necessidades dos ciclistas e utilizadores de meios de transporte leves para determinar medidas que permitam melhorar a mobilidade destes meios na cidade de Lisboa.

(9 de Abril de 2020)

“Este projeto tem a ver com a criação de perfis de utilizador de bicicleta mas também de trotinetes que são cada vez mais comuns na paisagem urbana. Tentamos perceber quem são essas pessoas que usam a bicicleta e onde a usam”, conta.

Quem são estes ciclistas? Usam mais a ciclovia, a estrada ou o passeio? Usam a bicicleta para ir trabalhar ou apenas em passeio ao fim-de-semana? Estas são algumas das questões que Rosa Félix procura responder.

“Quem são aquelas pessoas que usam mais a ciclovia? Quem são aquelas pessoas que se calhar usam mais a estrada? Se são mais homens, mulheres, que idade têm, se levam cadeirinhas com crianças ou não nas suas bicicletas, se usam bicicletas eléctricas mesmo nas partes mais planas da cidade. Queremos responder a estas questões e tentar também perceber, através de entrevistas, quais são as necessidades que essas pessoas têm e que recomendações gostariam de deixar junta da autarquia”, revela.

Neste projeto estão a ser realizadas contagens sistemáticas e periódicas sobre o uso da biciclita na cidade durante a semana. Nestas contagens são registadas as características dos utentes das ciclovias assim como os seus comportamentos, se estão a circular em cima do passeio, na ciclovia, ou na estrada.

Atualmente, Rosa Félix está a realizar entrevistas a utilizadores de bicicletas e de outros meios de transporte leves para definir o seu perfil, assim como as suas necessidades e recomendações.

No final os resultados deste projeto serão apresentados junto da Câmara Municipal de Lisboa e demais entidades competentes com o objetivo de auxiliar a autarquia na definição de estratégias para melhorar a mobilidade dos ciclistas na capital portuguesa.

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Este projeto está a desenvolver algoritmos capazes de melhor detetar sinais de fibrilhação auricular, uma doença que afeta o coração.

(17 de Fevereiro de 2020)

A fibrilhação auricular é uma doença que afeta entre 200 a 250 mil portugueses e que é caracterizada por uma arritmia crónica da aurícula do coração. O coração está dividido em quatro regiões, as aurículas e os ventrículos, que são responsáveis por bombear sangue para todo o corpo.

Para que o músculo cardíaco contraia é necessário que haja a propagação de sinais eléctricos que vão fazer com que o músculo se vá contraindo. No caso da fibrilhação auricular essa contração não é feita ao mesmo tempo. Há regiões da aurícula que contraem mais cedo do que as outras. Esta arritmia impede que o coração bombei o sangue de forma correta.

Para tratar esta doença é preciso identificar as regiões da aurícula onde a condução do sinal elétrico é mais lenta.

Com as técnicas convencionais de ressonância magnética é difícil identificar corretamente a região da aurícula que se encontra afetada.

Adquirir uma imagem através de ressonância magnética demora tempo. Da mesma forma que ao tirarmos uma fotografia de um objeto em movimento este fica desfocado, ao tentarmos adquirir uma imagem de um órgão que está em constante movimento como o coração, é difícil garantir que a imagem sairá bem focada.

Para tal é necessário sincronizar a aquisição das imagens ao ritmo cardíaco.

A abordagem desenvolvida por Rita Nunes procura medir o próprio movimento a partir dos dados recolhidos sobre o ritmo cardíaco do paciente. A partir destes dados a aquisição de imagens é sincronizada de forma a obter uma imagem mais nítida e em menos tempo.

Estes algoritmos estão a ser desenvolvidos com o intuito de serem aplicados em equipamentos de ressonância magnética já existentes. A ideia é desenvolver um software capaz de analisar os dados do paciente e adaptar a aquisição de imagens a essa informação.

Com este conhecimento será possível identificar a zona da aurícula que está afetada e corrigir a arritmia com maior precisão.

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Este projeto está a desenvolver um sistema com o objetivo de tornar a produção de tremoço mais sustentável.

(4 de Fevereiro de 2020)

O tremoço é uma semente de uma planta leguminosa que, embora seja um petisco muito apreciado pelos portugueses, é tóxico se for consumido sem tratamento.

Para tornar um tremoço seguro para consumo humano é necessário gastar uma grande quantidade de água.

“Se encherem a gaveta dos vegetais do vosso frigorífico com tremoço é necessário encher o resto do frigorífico com água para torná-lo comestível”, conta.

Para diminuir o consumo de água na produção de tremoço, a equipa de Frederico Ferreira desenvolveu um sistema de nanofiltração à escala piloto que conseguiu produzir tremoço comestível e seguro com apenas 20% da água usada num processo de produção convencional.

Esta redução no consumo de água é essencial para tornar a produção de tremoço mais sustentável. Contudo, Frederico Ferreira quis ir ainda um passo mais à frente.

Numa perspetiva de economia circular, este projeto está também a olhar para o reaproveitamento de resíduos da produção de tremoço para aplicação em biogás e no desenvolvimento de novos fármacos.

Uma das formas de valorizar estes resíduos é a produção de biogás com recurso a bactérias anaeróbicas. Este biogás pode ser usado como fonte de energia para alimentar o próprio sistema de produção.

Contudo, segundo o investigador, para além de matéria orgânica estes resíduos são também ricos em alcalóides como a lepanina, uma molécula usada na produção de fármacos.

“A lepanina é um alcalóide que é tóxico mas que tem uma estrutura muito interessante para as empresas farmacêuticas porque essa estrutura é difícil de sintetizar quimicamente. Se a conseguirmos recuperar podemos usá-la para fazer medicamentos”, explica.

Até ao momento os resultados têm sido bastante positivos quer na reciclagem da água como na valorização dos resíduos. O próximo passo será o desenvolvimento de um protótipo à escala industrial para comprovar a viabilidade económica deste sistema.

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Estes sensores permitem captar o som de baleias em alto-mar e replicá-lo em dispositivos móveis. Esta tecnologia pode um dia ser usada para observar baleias a partir de terra.

(29 de Janeiro de 2020)

“A minha investigação centra-se naquilo que eu chamo agora design ecocêntrico a ideia de que nós conseguimos evoluir as tecnologias informáticas para permitir que as pessoas tenham uma maior consciência ecológica e global das suas ações”, conta.

Em termos concretos, Nuno Jardim Nunes quer usar a tecnologia da internet das coisas em pequenos dispositivos que permitam capturar e observar fenómenos que muitas vezes não são visíveis.

Atualmente o investigador está a desenvolver um projeto com baleias ao largo do arquipélago da Madeira. Neste projeto são utilizados sensores para capturar o som por baixo de água através de hidrofones.

A ideia é desenvolver uma interface imersiva que permita às pessoas que estão a bordo dos barcos que fazem a observação de baleias aumentar a sua experiência através dos seus dispositivos móveis, ouvindo o som dos animais, acompanhado, em alguns casos, de imagens do que está a acontecer por baixo de água.

“Este é um exemplo de uma intervenção tecnológica que permite que as pessoas possam ter uma maior consciência ambiental quando estão em atividades lúdicas como é o caso da observação de baleias e de cetáceos”, reforça.

Com esta tecnologia será possível que esta observação aconteça cada vez mais afastada dos animais protegendo-os do stress que é causado pelos barcos usados nesta atividade.

Foram já realizados vários estudos de campo na Madeira com os sensores localizados na embarcação. Em breve, Nuno Jardim Nunes espera poder colocar sensores nos próprios animais para aumentar o impacto e a abrangência desta intervenção.

Desta forma seria possível fazer observação de baleias e de cetáceos a partir de terra, aumentando assim a distância de segurança entre o Homem e o ambiente marinho que esta tecnologia pretende proteger.

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Cada eletrão tem um sentido de rotação próprio, conhecido por spin up ou spin down. Ao filtrar os diferentes eletrões pelo seu sentido de rotação é possível desenvolver sensores para detetar pequenos campos magnéticos.

(29 de Janeiro de 2020)

A área da eletrónica que estuda o sentido de rotação dos eletrões é conhecida como spintrónica. Atualmente existe tecnologia capaz de filtrar à nanoescala o diferente canal de rotação, ou spin, dos diferentes eletrões dentro de uma corrente elétrica.

Com esta tecnologia é possível desenvolver sensores para detetar campos magnéticos, por exemplo.

O grupo de Susana Cardoso Freitas está a estudar a aplicação destes dispositivos na eletrónica comum, com aplicações na indústria automóvel, por exemplo, e na área da biomedicina.

Na biomedicina é possível usar sensores spintrónicos para detetar campos magnéticos criados por correntes iónicas no corpo humano. Estes sensores podem ser usados para informar sobre o estado de saúde de um paciente.

Também é possível usar nanopartículas magnéticas como marcadores de células ou de bactérias. Estes marcadores podem ser usados em amostras de biológicas de sangue ou de urina para identificar a presença de uma bactéria ou de outro agente infecioso, ou em simples análises clínicas de rotina.

“A ideia é que como os sensores spintrónicos são extremamente pequeninos e extremamente sensíveis a campos magnéticos muito pequenos e locais, não precisamos de ter uma grande concentração ou um grande volume de amostra para dar uma informação fiável sobre o estado global de saúde, por exemplo”, revela.

Esta tecnologia pode ser um passo importante no desenvolvimento de uma nova geração de sensores para o diagnóstico em tempo-real do estado de saúde dos pacientes.

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Esta investigação está a testar modelos matemáticos de universos a baixas dimensões com o objetivo de estudar os elementos básicos que constroem a geometria, a topologia e as dimensões do nosso universo.

(22 de Janeiro de 2020)

“Toda a matéria está quantizada, o que isto quer dizer é que tudo o que vemos, tudo o que nos rodeia é constituído a partir das mesmas unidades de LEGO básicos, toda a matéria é feita de átomos, estes são feitos de electrões, protões, neutrões, e estes de quarks. Tudo o que nos rodeia é construído a partir do mesmo conjunto de LEGO elementares”, conta.

Partindo do pressuposto que isto é verdade para toda a matéria, também é possível que o espaço e o tempo também sejam construídos por elementos base? Se sim, quais são esses elementos? E de que forma estes constroem a geometria, a topologia e as dimensões do espaço e do tempo?

Ricardo Schiappa está a desenvolver modelos matemáticos simplificados do universo a baixas dimensões para tentar responder a estas perguntas.

“Nós não sabemos a resposta mas o que sabemos leva a crer que a resposta é afirmativa, que a geometria, o espaço, e o tempo, é construído por pequenas supercordas quânticas”, acrescenta.

Na última década o seu grupo de investigação tem estado a desenvolver uma tecnologia matemática conhecida por ressurgência. A ressurgência mostra como um resultado que aparenta estar incompleto é capaz de codificar informação que estava em falta e que era necessária para compreender as equações sobre a geometria do universo.

“Tudo parece indicar que quando olhamos estas tipologias e estas geometrias em baixas dimensões ao microscópio elas podem ter várias fases, como a água, que tem várias fases líquida, sólida ou gasosa, mas onde apenas uma das fases destas geometrias e topologias é a geometria habitual do espaço e do tempo como bem o conhecemos”, revela.

Com esta investigação Ricardo Schiappa espera encontrar uma ponte para explorar as diferentes dimensões do universo que, atualmente, ainda não conseguimos observar.

Este conhecimento pode levar a uma maior compreensão da física do próprio espaço-tempo e a uma possível teoria unificada capaz de juntar a mecânica quântica e a relatividade geral.

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Este braço robótico foi desenvolvido com o objetivo de ajudar pessoas com deficiência motora na sua alimentação. Este braço usa algoritmos de visão virtual para seguir os movimentos do utilizador.​

(17 de Janeiro de 2020)

“Trabalho há muitos anos com o meu colega Manuel Marques que é portador de uma deficiência de paralisia cerebral. Dada a nossa condição de investigadores em visão artificial e robótica, numa colaboração com a professora Manuela Veloso da Carnegie Mellon foi posto o desafio de construir uma máquina que tornasse o Manuel Marques autónomo no seu processo de alimentação, ou seja, que ele conseguisse alimentar-se a si próprio sem a ajuda de terceiros”, conta.

Surgiu então o projeto Feedbot, uma investigação que tem como objetivo a construção de um braço robótico para a alimentação de pessoas com deficiências motoras.

A grande vantagem do Feedbot é a sua capacidade de se adaptar ao comportamento do utilizador. Através de algoritmos de perceção este braço consegue identificar padrões de movimento dos utilizadores e adaptar-se a esses padrões.

Algumas pessoas são propícias a movimentos involuntários que tornam inviável a utilização de um braço robótico estático. Este sistema tem a capacidade de se adaptar ao utilizador e de aprender como este se movimenta.

Desta forma, o braço é capaz de detetar um movimento involuntário e de esperar que este termine para depois levar a comida à boca do utilizador.

Este braço robótico pode também ser utilizado por pessoas com mobilidade reduzida ou em tratamento que precisem de ajuda para se alimentar.

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Esta investigação avaliou a viabilidade económica e técnica da produção de peças para a indústria aeronáutica com recurso a tecnologia de produção aditiva, mais conhecida como impressão 3D.​

(9 de Janeiro de 2020)

No âmbito do programa CMU Portugal, Joana Mendonça foi convidada para estudar o impacto da entrada da empresa Embraer em Portugal. No âmbito deste estuda um dos aspetos em análise foi a adoção de tecnologias de produção aditiva no metal.

Esta tecnologia de produção aditiva permite imprimir um objeto tridimensional a partir de um desenho ou modelo digital que é criado em computador.

Este estudo deu lugar à publicação de um artigo que se focou no potencial desta tecnologia para alterar a configuração das cadeias de fornecimento das peças para a indústria aeronáutica.

No modelo atual as peças são produzidas em grandes quantidades nos países de origem e armazenadas para envio.

Neste artigo foi avaliada a diferença entre produzir a peça no próprio local com recurso a tecnologia de impressão 3D, e encomendar a mesma peça de outro local, mantendo-a em armazém para quando esta fosse necessária.

Ambas as estratégias implicam custos diferentes de produção, de transporte e de inventário.

“Aquilo que concluímos é que, neste momento, tal como a tecnologia está hoje em dia não permite ainda uma descentralização da produção por forma a eu poder de facto imprimir a peça aqui cada vez que precisa dela”, revela.

Joana Mendonça espera que a tecnologia possa um dia evoluir para um ponto em que a relação custo/benefício de produzir a própria peça no local seja viável, contudo neste momento isso ainda não é possível.

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Esta equipa desenvolveu uma interface para operar robots em missões a Marte. Esta interface permite ao astronauta perceber os obstáculos que o robot poderá encontrar ao longo do seu percurso.​

(27 de dezembro de 2019)

Nesta missão simulada vai ser instalado um habitat no deserto onde os astronautas vão operar um robot utilizando a interface desenvolvida pelo Instituto de Sistemas e Robótica.

Esta interface foi inicialmente desenvolvida para operar robots de busca e salvamento e é composta por dois instrumentos. Um instrumento capaz de medir a atitude do robot, ou seja, o nível de inclinação do terreno onde o robot se desloca, e uma luva, desenvolvida por Rute Luz, que permite ao utilizador sentir a tração do robot.

Segundo a investigadora, é muito frequente que este tipo de robots fique preso por causa de obstáculos como pedras ou buracos, ou pelas características do próprio terreno.

Com esta luva o utilizador vai conseguir sentir os diferentes estados de tração do robot através da vibração.

O objetivo final deste dispositivo é permitir que o utilizador tenha uma melhor perceção do que está a acontecer ao robot, para este consiga reagir de uma forma mais intuitiva e garantir que a missão seja bem-sucedida.

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Este grupo de investigação está a desenvolver um instrumento para estudar as partículas energéticas da magnetosfera de Júpiter e da lua Ganimedes.​

(17 de Dezembro de 2019)

Em Júpiter, o instrumento desenvolvido pelo grupo de Patrícia Gonçalves vai medir as partículas energéticas existentes na magnetosfera deste planeta. Tal como a Terra, Júpiter e a sua lua Ganimedes têm um campo eletromagnético. Em volta deste campo existem partículas como eletrões, protões e iões. Em Júpiter, o ambiente de radiação de eletrões é muito agressivo para os componentes eletrónicos e materiais das missões o que torna difícil o seu estudo.

A missão JUICE vai recolher dados para contornar os efeitos da radiação eletromagnética de Júpiter e melhor caracterizar a sua magnetosfera.

“O nosso instrumento vai poder medir a quantidade de partículas na magnetosfera e vai ter um detetor que foi desenvolvido no LIP e que vai medir de onde vêm os eletrões e qual a sua direção”, revela.

Este instrumento vai permitir também perceber a quantidade de eletrões e a sua direção em Ganimedes, a maior lua do sistema solar.

A missão JUICE – Jupiter Icy moons Explorer é a próxima grande missão da Agência Espacial Europeia (ESA, sigla em inglês). Com lançamento previsto para 2022, esta missão vai passar três anos a realizar observações detalhadas do planeta Júpiter e de três das suas maiores luas, Ganimedes, Calisto e Europa. Esta missão deverá chegar ao gigante gasoso em 2029.

Saiba mais sobre a investigadora em: Linkedin | Researchgate | LIP | IST