Pesquisadores da Ufes desenvolvem primeiro chip fotônico capixaba

O projeto do primeiro chip fotônico capixaba promete inovar o processo de fabricação de sistemas internos de aparelhos eletrônicos como celulares, computadores e outras máquinas. A novidade está no aumento da velocidade das funções do sistema para aplicações em comunicações ópticas e sensores fotônicos com um baixo custo de produção, quando comparado aos modelos convencionais. A pesquisa é realizada pelo Laboratório de Telecomunicações da Ufes (LabTel) em parceria com o Centro de Pesquisa, Inovação e Desenvolvimento do Espírito Santo (Cpid), e conta com a contribuição científica da Università di Trento, da Itália.

Conheça outras pesquisas desenvolvidas pela Ufes no site da Revista Universidade.

De acordo com o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação do Brasil (MCTI), a fotônica é uma área de estudo referente à luz e sua onda-partícula, o fóton. Os estudos se estendem para a compreensão de sua geração, detecção, manipulação, emissão, transmissão, modelagem, processamento de sinal, amplificação e sensoriamento. A popularização e o rápido crescimento desse campo científico têm estimulado pesquisas e sua aplicação em diversas áreas.

A fotônica se destaca pela precisão dos sensores em relação a outros modelos, sendo altamente eficientes, flexíveis e com uma fabricação rápida, que não gera poluentes ou resíduos. Essa área de estudos compreende a capacidade de utilizar a luz na realização de tarefas convencionais no âmbito da eletrônica, como processar, editar, transmitir e armazenar dados e informações em alta velocidade. Isso porque, quando comparados com os elétrons, os fótons têm desempenho maior, pois se beneficiam da velocidade da luz, que é mais rápida que a eletricidade. 

“A fotônica está presente no dia a dia de diferentes formas: na tela do telefone celular ou do computador; em equipamentos de medicina; em painéis solares utilizados como fontes de energias renováveis; em carros elétricos e em objetos controlados por sinal infravermelho”, explica um dos pesquisadores responsáveis pelo projeto, Pablo Marciano.

Redes neurais

O coordenador do LabTel e professor do Programa de Pós-Graduação de Engenharia Elétrica, Marcelo Segatto, conta que o sistema do primeiro chip fotônico capixaba será constituído por uma rede neural fotônica. As redes neurais artificiais são uma tentativa de usar modelos matemáticos para criar um programa de computador que age como um conjunto de neurônios, ou seja, que se comporta como um pequeno pedaço do cérebro. Essa tecnologia está presente em vários dispositivos, principalmente em sistemas de inteligência artificial. Pode ser usada em vários setores: saúde, segurança, educação, sistemas de satélite para o monitoramento de grandes florestas e outros. 

“A rede neural humana é naturalmente treinada sob determinado padrão para aprender a realizar atividades como o reconhecimento de cores, objetos e rostos. O mesmo ocorre com a rede neural eletrônica, ou rede neural computacional, que utiliza códigos e programas de computação, estando presente em uma infinidade de dispositivos. Por sua vez, a rede neural fotônica se diferencia das já utilizadas no mercado, pois tem a aplicação desses componentes que se comportam como neurônios, sendo mil vezes mais barata, de alta eficiência e com um consumo de energia inferior em comparação com as redes tradicionais”, detalha Segatto. 

Na imagem, modelo de chip com circuito integrado de rede neural desenvolvido na Universitá di Trento.

Parcerias

O estudo é financiado pela Fundação de Apoio à Pesquisa do Espírito Santo (Fapes) e conta com o apoio do Centro de Pesquisa, Inovação e Desenvolvimento do Espírito Santo (CPID) e do Programa Institucional de Internacionalização da Ufes (PrInt), além de parceria científica com pesquisadores da Università di Trento, da Itália. 

Segatto explica que o PrInt é que firma as parcerias entre universidades, proporcionando o processo de internacionalização da Ufes e a ampliação dos saberes sobre a fotônica. “Nosso objetivo é montar uma rede internacional de pesquisadores. Isso é crucial para o desenvolvimento de pesquisas, promovendo uma troca mútua de alto nível de conhecimento para as instituições envolvidas”, afirmou.

Texto: Ghenis Carlos Silva (bolsista em projeto de Comunicação)
Imagens: Arquivo dos pesquisadores da Università di Trento
Edição: Sueli de Freitas