Pesquisadores criam computador menor que grão de arroz; ajuda contra câncer

Cientistas de Michigan desenvolveram o menor computador do mundo - um dispositivo que mede apenas 0,3 milímetros e pode ajudar a encontrar novas maneiras de monitorar e tratar o câncer. Outros casos de uso do novo computador incluem monitoramento de reservatório de óleo, detecção de pressão dentro do olho para diagnóstico de glaucoma, estudos de pequenos caracóis e monitoramento de processos bioquímicos.

Os nanocomputadores anteriores, incluindo o 2x2x4 milímetros Michigan Micro Mote e o da IBM, mantêm sua programação e dados mesmo quando não são alimentados externamente. Desconecte um computador de mesa e seu programa e dados ainda estarão lá quando ele inicializar quando a energia voltar. No entanto, esses novos microdispositivos perdem toda a programação e dados anteriores assim que perdem energia.

"Não temos certeza se eles devem ser chamados de computadores ou não. É mais uma questão de opinião se eles têm a funcionalidade mínima necessária", afirmoou David Blaauw, professor da Universidade de Michigan, nos EUA, que liderou o desenvolvimento do novo sistema.

Além da memória RAM e da energia fotovoltaica, os novos dispositivos computacionais contam com processadores e transmissores e receptores sem fio. Como são muito pequenos para ter antenas de rádio convencionais, eles recebem e transmitem dados com luz visível. Uma estação base fornece luz para energia e programação, e recebe os dados.

Um dos grandes desafios na construção do dispositivo, como o Michigan Micro Mote, era como funcionar com uma potência muito baixa quando a embalagem do sistema tinha que ser transparente. A luz da estação base - e do próprio LED de transmissão do dispositivo - pode induzir correntes em seus minúsculos circuitos.

"Basicamente, tivemos que inventar novas maneiras de abordar o design de circuitos que seriam igualmente de baixa potência, mas também tolerariam a luz", disse Blaauw.

Por exemplo, isso significava trocar diodos, que podem agir como minúsculas células solares, por capacitores comutados. Outro desafio foi conseguir alta precisão ao rodar com baixa potência, o que torna muitos dos sinais elétricos usuais (como carga, corrente e tensão) mais barulhentos.

Projetado como um sensor de temperatura de precisão, o novo dispositivo converte temperaturas em intervalos de tempo, definidos com pulsos eletrônicos. Os intervalos são medidos no chip contra um intervalo de tempo constante enviado pela estação base e, em seguida, convertido em uma temperatura.

Como resultado, o computador pode relatar temperaturas em regiões minúsculas - como um aglomerado de células - com um erro de cerca de 0,1 graus Celsius.

O sistema é muito flexível e poderia ser reimaginado para uma variedade de propósitos, mas a equipe escolheu a medição de temperatura de precisão, já que alguns estudos sugerem que os tumores correm mais quentes do que o tecido normal, mas os dados não são sólidos o suficiente para a confiança sobre o assunto. A temperatura também pode ajudar na avaliação de tratamentos contra o câncer.

"Como o sensor de temperatura é pequeno e biocompatível, podemos implantá-lo em um camundongo e as células cancerígenas crescem ao seu redor", disse Gary Luker, professor da Universidade de Michigan. "Estamos usando esse sensor de temperatura para investigar variações de temperatura dentro de um tumor versus tecido normal e se podemos usar mudanças de temperatura para determinar o sucesso ou o fracasso da terapia", disse Luker.

Os pesquisadores aguardam ansiosamente os propósitos que outros encontrarão para seu mais recente dispositivo de microcomputação.