A Engenharia de Controle e Automação e os Avanços da Nanotecnologia e da Computação Cognitiva

[pic 1]

Universidade Anhanguera de São Paulo – Santo André

Erik Fernando de Oliveira

Engenharia de controle e automação e os avanços da nanotecnologia e da computação cognitiva

[pic 2]

Santo André

2017

Universidade Anhanguera de São Paulo – Santo André

Erik Fernando de Oliveira

        

Engenharia de controle e automação e os avanços da nanotecnologia e da computação cognitiva

Santo André

2017

Engenharia de Controle e Automação

A Engenharia de Controle e Automação integra diversas áreas em um mesmo projeto para desenvolver ou aperfeiçoar produtos e processos. Ela utiliza o conhecimento da elétrica, eletrônica, computação e mecânica para tornar a produção industrial e demais processos mais rápidos, seguros e eficientes. O engenheiro de controle e automação é o profissional que desenvolve os projetos para melhoria e diminuição dos custos de uma produção, gerencia processos industriais e trabalha na produção e manutenção de equipamentos automatizados. O profissional dessa área pode atuar nos vários campos da automação industrial e desenvolvimento de sistemas mecânicos, tais como indústria manufatureira (automobilística, aeronáutica, naval, eletroeletrônica, de eletrodomésticos etc.), indústria de processos (químicos, de alimentos etc.), bioengenharia, na área de matrizes energéticas e na robótica.

Outros exemplos de atuação do engenheiro de controle e automação é na área econômica ou na área gerencial, utilizando seus conhecimentos de gestão para empreender uma indústria, ou sua visão sistêmica e a capacidade de considerar as diversas variáveis em processos financeiros. Na saúde pública, para controle de epidemias. Em veículos, para controle automático de velocidade. Em projetos de fornos elétricos, para controle de temperatura. No campo aeroespacial, em que se insere o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), para projeto de leis de controle de voo.

Os eletrônicos e sistemas automatizados se tornaram muito presente na nossa vida e eles influenciam no nosso dia a dia, não só indiretamente, mas em atividades comuns que quase não percebemos a presença desses sistemas automatizados, como em nossos eletrodomésticos, travas e portões eletrônicos, sensores de temperatura, celulares, sistemas integrados de multimídia, semáforos inteligentes, câmeras de vigilância e outros objetos que facilitam a vida dentro e fora das residências.

Não só por causa desse grande crescimento da utilização de eletrônicos nas atividades diárias que a engenharia de controle e automação tem se popularizado, mas as novas descobertas e novos meios de produção tem abrido portas para novas áreas de atuação desse profissional. Pesquisas na área de nanotecnologia, biotecnologia, robótica, e a chamada “revolução cognitiva”, termo que alguns cientistas usam para descrever essa época de avanço da computação, mais especificamente na área de inteligência artificial, estão expandindo as fronteiras de atuações e especializações ligadas à engenharia de controle e automação. Se pelo lado positivo nosso cosmos profissional se expande, em contraponto muita coisa fica obsoleta rapidamente.

Nanotecnologia

Com os primeiros circuitos integrados, iniciou o desafio de incorporar o maior número de transístores em um menor espaço possível para a fabricação de chips. Em 1971 o Intel 4004 (C4004 P0339) possuía 100 circuitos em 1mm² (um milímetro quadrado) já que a menor distância entre os circuitos eram de 10 µm (dez micrômetros). Atualmente já é possível encaixar nesse mesmo espaço cerca de 100 mil circuitos com a distância de 10nm (dez nanômetros) entre eles, um espaço 10.000 (dez mil) vezes mais fino do que um fio de cabelo, com isso começamos a entrar na escala molecular de fabricação, comparando com a fita de DNA, por exemplo, que tem cerca de 2,5nm (dois nanômetros e meio) de largura.

Figura 1 - Escala comparativa de dimensões

[pic 3]

Fonte Nanomateriais – Dispinível em: < https://nanomateriais.files.wordpress.com/2015/09/216_2.gif> – Último acesso em: 03/04/2017

Em 1959 o físico Richard Feynman deu uma palestra na CalTtech chamada “Tem bastante espaço lá em baixo”, onde ele explicou como ainda estávamos longe de manipular átomos. A palestra ficou famosa quando foi redescoberta em 1986 com o livro “Engines of creation” de Eric Drexler. No livro, Drexler imagina um mundo onde máquinas moleculares são capazes de manipular átomos nessa escala dos nanômetros, o que ele chamou de nanotecnologia.

Figura 2 – Nanomáquina

[pic 4]

Fonte: Inovation Goup: Center of nanotechnology in society – Disponpivel em: < http://innovate.ucsb.edu/wp-content/uploads/2010/06/Engines-of-creation-cropped.jpg> – Acesso em:03/04/2017

No entanto, ainda estamos longe de criar e controlar máquinas nessa escala. Comparado com a forma que os seres vivos manipulam a matéria - de molécula em molécula até se acumularem em grande escala - nossa produção ainda é muito grosseira. Exemplificando, uma estrutura biológica como uma concha é criada átomo por átomo e cresce enquanto é feita, por isso uma ostra pode fazer uma concha com cristais de Cálcio, tão bem organizados que forma um matéria dura, já nós construímos a partir de um material maior para se obter algo menor com muito mais desperdício no processo, misturamos ingredientes para fazer os componentes de uma chapa de aço por exemplo, pra só depois moldarmos o aço da forma que desejamos

Desde 2006 aprendemos a criar sequências de DNA que se combinam em formatos específicos, já temos também caixas com tampas que abrem e fecham, com medicamento dentro e que podem ser programadas para fazer isso em uma situação específica como abrir e liberar um medicamento em uma célula tumoral ou até funcionarem como “andadores” de DNA que conseguem carregar uma molécula de um lugar a outro.

Figura 3 - smart Nanobox

[pic 5]

Fonte site MedGadget – Disponpivel em: < http://2nznub4x5d61ra4q12fyu67t.wpengine.netdna-cdn.com/img/daanbox.jpg> – Acesso em:03/04/2017