Mês: outubro 2022

Um sistema de votação eletrônica que reproduza eficazmente sistemas eleitorais utilizados no mundo é há muito desejado. Até recentemente, não era possível satisfazer, simultaneamente, as propriedades intrínsecas de um sistema de votação tradicional. Recentemente, com o advento de novas tecnologias e investigação, não só é possível cumprir estas propriedades, como também melhorar o anonimato, acessibilidade e a própria estrutura do processo eleitoral.

Uma das publicações que aborda em caráter prematuro esse tema é a dissertação “Blockchain-based Decentralized Application for Electronic Voting using an Electronic ID” que trata dos protocolos de votação eletrônica descentralizada e auto contável, que aumentam a privacidade dos eleitores e diminui a centralização.

Ao contrário de protocolos eleitorais de Blockchain propostos anteriormente, esta é a primeira implementação que atende mais de perto à maioria dos requisitos de segurança de um esquema de votação real. Além disso, este sistema aperfeiçoa os sistemas de votação eletrônica utilizados atualmente, através da utilização de um protocolo auto contável. Desta forma, cada eleitor é capaz de fazer a contagem eleitoral por si mesmo, e verificar que todos os intervenientes agem de acordo com o protocolo. A execução do protocolo é compelida através do mesmo mecanismo de consenso distribuído que protege a Blockchain de Ethereum.

O paper “Verify-Your-Vote: A Verifiable Blockchain-based Online Voting Protocol” vai um pouco mais a fundo na origem da discussão da possibilidade de sistemas eleitorais se fundirem ao blockchain. O documento segue a mesma linha proposta pelo estudo anterior, reforçando que o blockchain é uma tecnologia de armazenamento de informações, podendo ser visto como um cadastro digital, descentralizado, público e de grande porte onde todas as trocas realizadas entre seus usuários são registradas de forma pública e segura, sem o controle de uma entidade central.

Introduzido pela primeira vez em 2008, por Satoshi Nakamoto em seu artigo, onde descreveu um sistema de pagamento peer topeer que permite transações de dinheiro eletrônico diretamente, sem depender de instituições financeiras. Em 2014, Vitalik Buterin propôs um Blockchain chamado Ethereum. O Ethereum nos ajuda a obter verificabilidade e também a garantir a não maleabilidade das trocas em nossos sistemas de votação eletrônica.

Os sistemas de votação eletrônica online visam fornecer melhor nível de segurança do que os tradicionais sistemas de votação. E a criptografia moderna pode nos ajuda a aumentar a segurança em comparação com os sistemas tradicionais de votação. Podemos relembrar as propriedades de segurança para sistemas de votação eletrônica apresentadas em:

Elegibilidade: Apenas os eleitores registrados podem votar, e ninguém pode enviar mais votos do que o permitido (normalmente, apenas um voto por eleitor é contado, mesmo que várias cédulas possam ser lançadas).
Justiça: Não são disponibilizados resultados preliminares que possam influenciar as decisões de outros eleitores.
Robustez: O protocolo pode tolerar um certo número de eleitores mal comportados.
Integridade: É a garantia da exatidão e consistência dos votos.
Verificabilidade: Geralmente é dividida em 2 propriedades: (1) Verificação Individual: Cada eleitor pode verificar se seu voto foi contado corretamente, (2) Verificação Universal: Qualquer pessoa pode verificar se o resultado anunciado corresponde à soma de todos os votos.
Privacidade: Os votos são mantidos privados. Isso também pode ser modelado como uma desvinculação entre o eleitor e seu voto.
Recibo: Um eleitor não pode construir um recibo que lhe permita provar a um terceiro que votou em determinado candidato. Isso é para evitar a compra de votos.
Resistência à Coerção: Mesmo quando um eleitor interage com um agente de coerção durante todo o processo de votação, o coercitivo não pode ter certeza se seguiu suas instruções ou se votou em outro candidato

Ambos os estudos apontam para a empresa Follow My Vote como uma solução interessante já que a empresa propõe uma solução de Proof of Stake (DPoS) para votação online. Assim, o eleitor pode delegar sua influência na rede a um delegado que considere confiável. Em um sistema Proof of Stake (PoS), a influência de um usuário na rede é baseada em sua própria riqueza ou maturidade. O protocolo por trás do Follow My Vote requer uma fase inicial de registro, na qual as credenciais de um usuário (foto e carteira de identidade do governo) são verificadas por uma entidade centralizada.

Embora o Follow My Vote afirme usar assinaturas cegas para fornecer anonimato após o voto ser submetido ao Blockchain, a fase de registro fornece inerentemente uma vulnerabilidade preocupante ao protocolo, uma vez que os eleitores são anônimos à autoridade central responsável pela verificação.

Mergulhando mais a fundo no processo, a empresa propõe que cada eleitor precise de uma webcam e um documento de identidade emitido pelo governo para se autenticar. Uma autoridade confiável verifica a identidade de cada eleitor, autoriza apenas eleitores elegíveis a votar e fornece as senhas necessárias no caso de alterar seus votos no futuro. Depois de votar e votar na Blockchain eleitoral, cada eleitor pode ver seu voto contado na urna. Além disso, os eleitores podem acompanhar o progresso da eleição em tempo real à medida que os votos são emitidos.

O sistema de votação online Follow My vote respeita um número limitado de propriedades de segurança. Na verdade, inclui uma fase de autenticação que garante a elegibilidade do eleitor. Ele permite que os eleitores localizem seus votos e verifiquem se estão presentes e corretos usando seu ID de eleitor exclusivo. No entanto, este sistema de votação não atende a várias propriedades de segurança.

De fato, requer uma autoridade confiável para garantir a confidencialidade do eleitor e ocultar a correspondência entre a identidade real dos eleitores e sua chave de voto. Se essa autoridade estiver corrompida, os votos não serão mais anônimos. Essa autoridade também tem a possibilidade de alterar os votos, pois possui todas as senhas dos eleitores, comprometendo a integridade dos votos. O sigilo dos votos não é verificado por este sistema porque os votos são emitidos sem serem criptografados. Além disso, a capacidade de alterar os votos, juntamente com a capacidade de observar a eleição em tempo real, compromete a propriedade da justiça. Este sistema não é resistente à coerção e não garante a verificabilidade universal.

Caroline Verre

Os ingredientes para a vida estão espalhados por todo o universo. Embora a Terra seja o único lugar conhecido no universo com vida, detectar vida além da Terra é um dos principais objetivos da astronomia moderna e da ciência planetária.

Somos dois cientistas que estudam exoplanetas e astrobiologia. Graças em grande parte aos telescópios de última geração como James Webb, pesquisadores como nós em breve poderão medir a composição química das atmosferas dos planetas ao redor de outras estrelas. A esperança é que um ou mais desses planetas tenham uma assinatura química de vida.

Exoplanetas habitáveis
A vida pode existir no sistema solar onde há água líquida – como os aquíferos subterrâneos em Marte ou nos oceanos da lua de Júpiter, Europa. No entanto, procurar vida nesses lugares é incrivelmente difícil, pois eles são difíceis de alcançar e detectar vida exigiria o envio de uma sonda para retornar amostras físicas.

Muitos astrônomos acreditam que há uma boa chance de que exista vida em planetas que orbitam outras estrelas, e é possível que seja onde a vida será encontrada pela primeira vez.

Cálculos teóricos sugerem que existem cerca de 300 milhões de planetas potencialmente habitáveis ​​apenas na Via Láctea e vários planetas habitáveis ​​do tamanho da Terra a apenas 30 anos-luz da Terra – essencialmente vizinhos galácticos da humanidade. Até agora, os astrônomos descobriram mais de 5.000 exoplanetas, incluindo centenas de potencialmente habitáveis, usando métodos indiretos que medem como um planeta afeta sua estrela próxima. Essas medições podem fornecer aos astrônomos informações sobre a massa e o tamanho de um exoplaneta, mas não muito mais.

Procurando por bioassinaturas
Para detectar vida em um planeta distante, os astrobiólogos estudarão a luz das estrelas que interagiu com a superfície ou atmosfera de um planeta. Se a atmosfera ou superfície foi transformada pela vida, a luz pode levar uma pista, chamada bioassinatura.

Durante a primeira metade de sua existência, a Terra ostentou uma atmosfera sem oxigênio, embora abrigasse vida simples e unicelular. A bioassinatura da Terra era muito fraca durante esta era inicial. Isso mudou abruptamente 2,4 bilhões de anos atrás, quando uma nova família de algas evoluiu. As algas usaram um processo de fotossíntese que produz oxigênio livre – oxigênio que não está quimicamente ligado a nenhum outro elemento. A partir desse momento, a atmosfera cheia de oxigênio da Terra deixou uma bioassinatura forte e facilmente detectável na luz que passa por ela.

Quando a luz reflete na superfície de um material ou passa através de um gás, é mais provável que certos comprimentos de onda da luz permaneçam presos na superfície do gás ou do material do que outros. Esse aprisionamento seletivo de comprimentos de onda de luz é o motivo pelo qual os objetos são de cores diferentes. As folhas são verdes porque a clorofila é particularmente boa para absorver a luz nos comprimentos de onda vermelho e azul. À medida que a luz atinge uma folha, os comprimentos de onda vermelho e azul são absorvidos, deixando principalmente a luz verde para refletir de volta em seus olhos.

O padrão de falta de luz é determinado pela composição específica do material com o qual a luz interage. Por causa disso, os astrônomos podem aprender algo sobre a composição da atmosfera ou superfície de um exoplaneta, em essência, medindo a cor específica da luz que vem de um planeta.

Esse método pode ser usado para reconhecer a presença de certos gases atmosféricos associados à vida – como oxigênio ou metano – porque esses gases deixam assinaturas muito específicas na luz. Também poderia ser usado para detectar cores peculiares na superfície de um planeta. Na Terra, por exemplo, a clorofila e outros pigmentos que plantas e algas usam para a fotossíntese capturam comprimentos de onda específicos de luz. Esses pigmentos produzem cores características que podem ser detectadas usando uma câmera infravermelha sensível. Se você visse essa cor refletida na superfície de um planeta distante, isso significaria potencialmente a presença de clorofila.

Telescópios no Espaço e na Terra
É preciso um telescópio incrivelmente poderoso para detectar essas mudanças sutis na luz proveniente de um exoplaneta potencialmente habitável. Por enquanto, o único telescópio capaz de tal façanha é o novo Telescópio Espacial James Webb. Ao iniciar as operações científicas em julho de 2022, James Webb fez uma leitura do espectro do exoplaneta gigante gasoso WASP-96b. O espectro mostrou a presença de água e nuvens, mas é improvável que um planeta tão grande e quente quanto WASP-96b hospede vida.

No entanto, esses dados iniciais mostram que James Webb é capaz de detectar assinaturas químicas fracas na luz proveniente de exoplanetas. Nos próximos meses, o Webb deve voltar seus espelhos para TRAPPIST-1e, um planeta potencialmente habitável do tamanho da Terra a apenas 39 anos-luz da Terra.

Webb pode procurar bioassinaturas estudando planetas à medida que passam na frente de suas estrelas hospedeiras e capturando a luz estelar que filtra através da atmosfera do planeta. Mas o Webb não foi projetado para procurar vida, então o telescópio só é capaz de examinar alguns dos mundos potencialmente habitáveis ​​mais próximos. Ele também só pode detectar mudanças nos níveis atmosféricos de dióxido de carbono, metano e vapor de água. Embora certas combinações desses gases possam sugerir vida, o Webb não é capaz de detectar a presença de oxigênio não ligado, que é o sinal mais forte para a vida.

Os principais conceitos para futuros telescópios espaciais ainda mais poderosos incluem planos para bloquear a luz brilhante da estrela hospedeira de um planeta para revelar a luz estelar refletida de volta do planeta. Essa ideia é semelhante a usar a mão para bloquear a luz do sol para ver melhor algo à distância. Os futuros telescópios espaciais poderiam usar pequenas máscaras internas ou naves espaciais grandes, externas, semelhantes a guarda-chuvas para fazer isso. Uma vez que a luz das estrelas é bloqueada, fica muito mais fácil estudar a luz refletida em um planeta.

Existem também três enormes telescópios terrestres atualmente em construção que serão capazes de procurar bioassinaturas: o Giant Magellen Telescope, o Thirty Meter Telescope e o European Extremely Large Telescope. Cada um é muito mais poderoso do que os telescópios existentes na Terra e, apesar da desvantagem da atmosfera da Terra que distorce a luz das estrelas, esses telescópios podem ser capazes de sondar as atmosferas dos mundos mais próximos em busca de oxigênio.

É Biologia ou Geologia?
Mesmo usando os telescópios mais poderosos das próximas décadas, os astrobiólogos só poderão detectar bioassinaturas fortes produzidas por mundos que foram completamente transformados pela vida.

Infelizmente, a maioria dos gases liberados pela vida terrestre também pode ser produzida por processos não biológicos – tanto vacas quanto vulcões liberam metano. A fotossíntese produz oxigênio, mas a luz solar também, quando divide as moléculas de água em oxigênio e hidrogênio. Há uma boa chance de os astrônomos detectarem alguns falsos positivos ao procurar por vida distante. Para ajudar a descartar falsos positivos, os astrônomos precisarão entender um planeta de interesse o suficiente para entender se seus processos geológicos ou atmosféricos podem imitar uma bioassinatura.

A próxima geração de estudos de exoplanetas tem o potencial de ultrapassar a barreira das extraordinárias evidências necessárias para provar a existência de vida. Os primeiros dados divulgados pelo Telescópio Espacial James Webb nos dão uma noção do excitante progresso que está por vir.

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Caroline Verre

Jurassic World: Dominion é o entretenimento hiperbólico de Hollywood no seu melhor, com um enredo cheio de ação que se recusa a deixar a realidade atrapalhar uma boa história. No entanto, assim como seus antecessores, oferece um conto de advertência subjacente de arrogância tecnológica que é muito real.

Como discuto em meu livro Filmes do Futuro, o Jurassic Park de Steven Spielberg de 1993, baseado no romance de Michael Crichton de 1990, não se esquivou de lidar com os perigos do empreendedorismo desenfreado e da inovação irresponsável. Os cientistas da época estavam se aproximando de poder manipular o DNA no mundo real, e tanto o livro quanto o filme capturaram preocupações emergentes de que brincar de Deus com o código genético da natureza poderia levar a consequências devastadoras. Isso foi notoriamente capturado por um dos protagonistas do filme, Dr. Ian Malcolm, interpretado por Jeff Goldblum, quando declarou: “Seus cientistas estavam tão preocupados em saber se podiam, que não pararam para pensar se deveriam”.

Na última iteração da franquia Jurassic Park, a sociedade está aceitando as consequências de inovações que foram, na melhor das hipóteses, mal concebidas. Uma litania de “poderia” sobre “deveria” levou a um futuro em que dinossauros ressuscitados e redesenhados vagam livremente, e o domínio da humanidade como espécie está ameaçado.

No centro desses filmes estão questões mais relevantes do que nunca: os pesquisadores aprenderam a lição de Jurassic Park e fecharam suficientemente a lacuna entre “poderia” e “deveria”? Ou a ciência e a tecnologia da manipulação do DNA continuarão a superar qualquer consenso sobre como usá-los de forma ética e responsável?

(Re)projetando o Genoma
O primeiro rascunho do genoma humano foi publicado com grande alarde em 2001, preparando o terreno para os cientistas lerem, redesenharem e até reescreverem sequências genéticas complexas.

No entanto, as tecnologias existentes eram demoradas e caras, colocando a manipulação genética fora do alcance de muitos pesquisadores. O primeiro rascunho do genoma humano custou cerca de US$ 300 milhões, e as sequências subsequentes de todo o genoma pouco menos de US$ 100 milhões – uma quantia proibitiva para todos, exceto para os grupos de pesquisa mais bem financiados. À medida que as tecnologias existentes eram refinadas e novas surgiam on-line, no entanto, laboratórios menores – e até mesmo estudantes e amadores do “DIY bio” – podiam experimentar mais livremente a leitura e a escrita do código genético.

Em 2005, o bioengenheiro Drew Endy propôs que deveria ser possível trabalhar com DNA da mesma forma que engenheiros trabalham com componentes eletrônicos. Por mais que os projetistas de eletrônicos estejam menos preocupados com a física dos semicondutores do que com os componentes que dependem deles, Endy argumentou que deveria ser possível criar peças padronizadas baseadas em DNA chamadas “biobricks” que os cientistas poderiam usar sem precisar ser especialistas. em sua biologia subjacente.

O trabalho de Endy e outros foi fundamental para o campo emergente da biologia sintética, que aplica princípios de engenharia e design à manipulação genética.

Cientistas, engenheiros e até artistas começaram a abordar o DNA como um código biológico que poderia ser digitalizado, manipulado e redesenhado no ciberespaço da mesma forma que fotos ou vídeos digitais. Isso, por sua vez, abriu as portas para a reprogramação de plantas, microorganismos e fungos para produzir medicamentos e outras substâncias úteis. A levedura modificada, por exemplo, produz o sabor carnudo dos Impossible Burgers vegetarianos.

Apesar do crescente interesse na edição de genes, a maior barreira para a imaginação e visão dos pioneiros da biologia sintética ainda era a velocidade e o custo das tecnologias de edição.

Então o CRISPR mudou tudo.

A Revolução CRISPR
Em 2020, as cientistas Jennifer Doudna e Emanuelle Charpentier ganharam o Prêmio Nobel de Química por seu trabalho em uma nova e revolucionária tecnologia de edição de genes que permite aos pesquisadores recortar e substituir com precisão sequências de DNA dentro dos genes: CRISPR.

O CRISPR era rápido, barato e relativamente fácil de usar. E desencadeou a imaginação dos codificadores de DNA.

Mais do que qualquer avanço anterior em engenharia genética, o CRISPR permitiu que técnicas de codificação digital e engenharia de sistemas fossem aplicadas à biologia. Essa fertilização cruzada de ideias e métodos levou a avanços que vão desde o uso de DNA para armazenar dados de computador até a criação de estruturas de “DNA origami” em 3D.

O CRISPR também abriu caminho para os cientistas explorarem o redesenho de espécies inteiras – incluindo trazer de volta animais da extinção.

Gene drives usam CRISPR para inserir diretamente um pedaço de código genético no genoma de um organismo e garantir que características específicas sejam herdadas por todas as gerações subsequentes. Os cientistas estão atualmente experimentando essa tecnologia para controlar mosquitos transmissores de doenças.

Apesar dos benefícios potenciais da tecnologia, os genes drives levantam sérias questões éticas. Mesmo quando aplicadas para eliminar ameaças à saúde pública, como mosquitos, essas perguntas não são fáceis de navegar. Eles ficam ainda mais complexos ao considerar aplicações hipotéticas em pessoas, como aumentar o desempenho atlético nas gerações futuras.

Ganho de função
Os avanços na edição de genes também tornaram mais fácil alterar geneticamente o comportamento de células individuais. Isso está no centro das tecnologias de biofabricação que reestruturam organismos simples para produzir substâncias úteis que vão desde combustível de aviação a aditivos alimentares.

Também está no centro das controvérsias em torno dos vírus geneticamente modificados.

Desde o início da pandemia, há rumores de que o vírus que causa a Covid-19 resultou de experimentos genéticos que deram errado. Embora esses rumores permaneçam infundados, eles renovaram o debate em torno da ética da pesquisa de ganho de função.

A pesquisa de ganho de função usa técnicas de edição de DNA para alterar a forma como os organismos funcionam, incluindo o aumento da capacidade dos vírus de causar doenças. Os cientistas fazem isso para prever e se preparar para possíveis mutações de vírus existentes que aumentam sua capacidade de causar danos. No entanto, essa pesquisa também levanta a possibilidade de um vírus perigosamente aprimorado ser liberado fora do laboratório, acidentalmente ou intencionalmente.

Ao mesmo tempo, o crescente domínio dos cientistas sobre o código-fonte biológico é o que lhes permitiu desenvolver rapidamente as vacinas de mRNA Pfizer-BioNTech e Moderna para combater o COVID-19. Ao projetar com precisão o código genético que instrui as células a produzir versões inofensivas de proteínas virais, as vacinas são capazes de preparar o sistema imunológico para responder quando encontrar o vírus real.

Manipulação de código-fonte biológico responsável
Por mais presciente que Michael Crichton fosse, é improvável que ele pudesse ter imaginado até que ponto as habilidades dos cientistas para engenharia da biologia avançaram nas últimas três décadas. Trazer de volta espécies extintas, embora seja uma área ativa de pesquisa, continua sendo terrivelmente difícil. No entanto, de muitas maneiras, nossas tecnologias estão substancialmente mais avançadas do que as de Jurassic Park e os filmes subsequentes.

Mas como nos saímos na frente da responsabilidade?

Felizmente, a consideração do lado social e ético da edição genética andou de mãos dadas com o desenvolvimento da ciência. Em 1975, os cientistas concordaram em abordagens para garantir que a pesquisa emergente de DNA recombinante fosse realizada com segurança. Desde o início, as dimensões ética, legal e social da ciência foram incorporadas ao Projeto Genoma Humano. As comunidades biológicas DIY estão na vanguarda da pesquisa de edição genética segura e responsável. E a responsabilidade social é parte integrante das competições de biologia sintética.

No entanto, à medida que a edição de genes se torna cada vez mais poderosa e acessível, é improvável que uma comunidade de cientistas e engenheiros bem-intencionados seja suficiente. Embora os filmes de Jurassic Park tenham uma licença dramática em seu retrato do futuro, eles acertam uma coisa: mesmo com boas intenções, coisas ruins acontecem quando você mistura tecnologias poderosas com cientistas que não foram treinados para pensar nas consequências de seus ações – e não pensei em perguntar a especialistas que o fizeram.

Talvez esta seja a mensagem permanente de Jurassic World: Dominion – que, apesar dos incríveis avanços em design e engenharia genética, as coisas podem dar errado se não adotarmos o desenvolvimento e o uso da tecnologia de maneira socialmente responsável.

A boa notícia é que ainda temos tempo para fechar a lacuna entre “poderia” e “deveria” na forma como os cientistas redesenham e reengenhariam o código genético. Mas, como Jurassic World: Dominion lembra aos espectadores, o futuro geralmente está mais próximo do que parece.

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Caroline Verre

A grande tecnologia está ansiosa para nos empolgar com a chegada do metaverso, mas o hardware de realidade virtual de hoje está muito longe de atingir seus objetivos ambiciosos. Um dos maiores desafios é construir telas melhores com muito mais pixels por polegada, mas especialistas dizem que novos materiais e designs estão a caminho.

O Vale do Silício está apostando bilhões de dólares que a internet está prestes a sofrer sua maior mudança desde o advento do smartphone. Em breve, o pensamento continua, a maioria das pessoas estará acessando a web por meio de fones de ouvido vestíveis que nos transportam para mundos virtuais, em vez de tocar em uma tela sensível ao toque.

Hoje, porém, a realidade virtual e aumentada ainda são bastante rudimentares. Embora empresas como Meta, Microsoft, Google e Magic Leap já estejam vendendo headsets de realidade virtual e aumentada, eles encontraram casos de uso limitados até agora, e as experiências que eles oferecem ainda estão muito aquém dos padrões de alta definição que esperamos do entretenimento digital.

Uma das maiores limitações é a tecnologia de exibição atual. Em um fone de ouvido VR, as telas ficam a apenas alguns centímetros à frente de nossos olhos, então elas precisam empacotar um grande número de pixels em um espaço muito pequeno para se aproximar da definição que você pode esperar da mais recente TV 4K.

Isso é impossível com as telas de hoje, mas em uma perspectiva publicada na semana passada na Science, pesquisadores da Samsung e da Universidade de Stanford dizem que as tecnologias emergentes podem em breve nos aproximar do limite teórico da densidade de pixels, inaugurando novos e poderosos headsets de realidade virtual.

Os esforços para aumentar o desempenho dos monitores são complicados pelo fato de que isso concorre diretamente com outro objetivo crucial: torná-los menores, mais baratos e mais eficientes em termos de energia. Os dispositivos de hoje são volumosos e pesados, limitando a quantidade de tempo que podem ser usados ​​e o contexto em que podem ser usados.

Uma das principais razões pelas quais os fones de ouvido são tão grandes hoje é a variedade de elementos ópticos que eles apresentam e a necessidade de manter espaço suficiente entre eles e as telas para focar a luz adequadamente. Embora os novos designs de lentes compactas e o uso de metasuperfícies – filmes nanoestruturados com propriedades ópticas únicas – tenham permitido alguma miniaturização nessa área, dizem os autores, isso provavelmente está atingindo seus limites.

Novos designs como lentes holográficas e “lentes panqueca” que envolvem a luz refletida entre diferentes pedaços de plástico ou vidro podem ajudar a reduzir a distância entre a lente e a tela em um fator de dois a três. Mas cada uma dessas interações reduz o brilho das imagens, que precisa ser compensado por displays mais potentes e eficientes.

Telas melhores também são necessárias para resolver outra limitação importante dos dispositivos atuais: a resolução. As telas de TV Ultra-HD podem atingir densidades de pixel de cerca de 200 pixels por grau (PPD) a distâncias de cerca de 10 pés, muito acima dos cerca de 60 PPD que o olho humano pode distinguir. Mas como as telas de VR estão no máximo a uma ou duas polegadas dos olhos do espectador, elas só podem atingir cerca de 15 PPD.

Para corresponder aos limites de resolução do olho humano, os monitores de RV precisam espremer entre 7.000 e 10.000 pixels em cada polegada de tela, dizem os autores. Para contextualizar, as telas de smartphones mais recentes gerenciam apenas cerca de 460 pixels por polegada.

Apesar do tamanho dessa lacuna, porém, já existem caminhos claros para fechá-la. Atualmente, a maioria dos headsets VR usa diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) vermelhos, verdes e azuis separados, que são difíceis de tornar mais compactos devido ao seu processo de fabricação. Mas uma abordagem alternativa que adiciona filtros coloridos a OLEDs brancos pode tornar possível atingir 60 PPD.

Confiar na filtragem tem seus próprios desafios, pois reduz a eficiência da fonte de luz, resultando em menor brilho ou maior consumo de energia. Mas um projeto experimental de OLED conhecido como “meta-OLED” poderia contornar essa troca combinando a fonte de luz com espelhos de nanopadrões que exploram o fenômeno da ressonância para emitir luz apenas de uma determinada frequência.

Meta-OLEDS poderia atingir densidades de pixel de mais de 10.000 PPD, aproximando-se dos limites físicos estabelecidos pelo comprimento de onda da luz. Eles também podem ser mais eficientes e ter uma definição de cor melhorada em comparação com as gerações anteriores. No entanto, apesar do grande interesse das empresas de tecnologia de exibição, a tecnologia ainda é incipiente e provavelmente ainda mais distante da comercialização.

A inovação de curto prazo mais provável nas telas, dizem os autores, é aquela que explora uma peculiaridade da biologia humana. O olho só é capaz de distinguir 60 PPD na região central da retina conhecida como fóvea, com sensibilidade significativamente menor na periferia.

Se os movimentos dos olhos puderem ser rastreados com precisão, você só precisará renderizar a definição mais alta na seção específica da tela para a qual o usuário está olhando. Embora as melhorias necessárias no rastreamento dos olhos e da cabeça adicionem complexidade extra aos projetos, os autores dizem que essa é provavelmente a inovação que acontecerá mais rapidamente.

É importante lembrar que há uma série de problemas além de telas melhores que precisarão ser resolvidas para que a VR seja amplamente comercializada. Em particular, alimentar esses fones de ouvido levanta desafios complicados em relação à capacidade da bateria e à capacidade de dissipar o calor dos componentes eletrônicos integrados.

Além disso, as tecnologias de exibição discutidas pelos pesquisadores são principalmente relevantes para VR e não AR, cujos fones de ouvido provavelmente dependem de tecnologia óptica muito diferente que não obscurece a visão do usuário do mundo real. De qualquer forma, porém, parece que, embora as experiências virtuais mais imersivas ainda estejam longe, o roteiro para nos levar até lá está bem definido.

Caroline Verre