SÃO CARLOS/SP - A sexta geração de tecnologias de comunicação sem fio para redes de internet móvel (6G) promete avanços enormes em relação à 5G, podendo ser dezenas de vezes mais rápida. Um dos maiores desafios para implementar a tecnologia 6G, entretanto, está na enorme dificuldade de o sinal atravessar obstáculos físicos, como paredes, móveis e árvores. O uso dessa tecnologia, portanto, requererá uma grande quantidade de repetidores de sinal e antenas. Fabricar antenas de baixo custo, que possam ser instaladas em residências e escritórios, com muitos e variados obstáculos, é uma meta a ser alcançada.

Uma pesquisa publicada na revista ACS Omega mostra que é possível fabricar antenas de comunicação sem fio sobre placas de fibra de madeira de média densidade (MDF, do inglês medium density fiberboard) usando grafeno induzido pelo laser. Essa é uma alternativa para integrar conectividade a móveis e estruturas internas de edifícios, que ganhou força com o estudo de pesquisadores brasileiros. Como o MDF é muito utilizado na produção de móveis, uma mesa, um armário, uma divisória ou mesmo parte da estrutura interna de um ambiente poderá, no futuro, desempenhar uma função que normalmente associamos a equipamentos eletrônicos: ajudar a transmitir sinais de comunicação sem fio.

O trabalho, publicado em agosto deste ano na revista acima citada apresenta uma técnica que utiliza laser para transformar parte da superfície do MDF em um material condutor à base de carbono. Sobre essa superfície são desenhadas as antenas, sem necessidade de instalar uma estrutura metálica convencional sobre a madeira.

A pesquisa reuniu cientistas do Instituto Nacional de Telecomunicações - Inatel, da Universidade de São Paulo (USP), da Universidade Presbiteriana Mackenzie e de outras instituições. Entre os pesquisadores da USP estão Desirée Tamara Scheidt e Emanuel Carrilho, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP) e Osvaldo Novais de Oliveira Jr., do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP).

Do MDF nasce uma antena

A antena é resultado do Centro de Competência Embrapii Inatel em Redes 5G e 6G - xGMobile, uma parceria entre o Inatel e a Embrapii que reúne os pesquisadores Elsa María Materón, Faustino Reyes Gómez e os professores Luciano Leonel Mendes e Jorge Ricardo Mejía Salazar, todos em busca de novas alternativas para as redes de telecomunicações 5G e 6G.

A inovação está em aproveitar um material extremamente comum. Em vez de produzir uma antena separadamente para depois instalá-la em um móvel, os pesquisadores investigaram uma forma de fazer com que a própria placa de MDF sirva de base para sua fabricação.

Para isso, a superfície da madeira passa por uma preparação e, posteriormente, recebe a ação de um laser de dióxido de carbono. O processo modifica o material na região atingida pelo feixe e produz uma camada porosa e eletricamente condutora conhecida como “grafeno induzido por laser”.

Em termos simples, o laser funciona como uma espécie de “caneta tecnológica”: percorre determinados pontos da superfície e provoca uma transformação controlada no material, formando caminhos capazes de conduzir eletricidade. Antes desse procedimento, o MDF é tratado com uma substância que ajuda a controlar sua reação ao calor produzido pelo laser.

No artigo são apresentadas imagens de microscopia que mostram essa transformação. Antes do processamento, observa-se a estrutura fibrosa característica do MDF. Depois da passagem do laser, surge uma superfície carbonizada e porosa, justamente a região utilizada para formar o elemento condutor da antena.

O método tem uma vantagem importante: dispensa algumas das instalações sofisticadas normalmente associadas à fabricação de componentes eletrônicos. Os autores destacam que a produção do grafeno induzido por laser não exige ambientes especiais de fabricação nem procedimentos químicos complexos, o que pode favorecer a produção rápida e, futuramente, em maior escala.

Duas antenas colocadas à prova

Para demonstrar que a ideia funcionava, os pesquisadores produziram dois modelos de antena: um retangular e outro circular. Foram fabricadas duas unidades de cada formato para avaliar também se o processo poderia ser repetido mantendo resultados semelhantes.

O procedimento experimental é bastante simples: sobre o MDF pré-preparado, o laser “grava” a região condutora, e então são montados os componentes necessários para conectar a antena aos equipamentos de comunicação.

Os protótipos passaram por testes para verificar como recebiam e transmitiam sinais. Os resultados experimentais foram comparados com simulações computacionais. Os testes mostraram que os dois formatos conseguiram operar em diferentes faixas de frequência abaixo de 6 GHz e também em faixas superiores próximas a esse intervalo, apresentando comportamento próximo daquele previsto pelas simulações.

Essa concordância entre o que foi previsto nas simulações computacionais e os resultados experimentais demonstra ser possível projetar antenas de maneira eficaz.

Antena escondida no próprio móvel

Mais do que alcançar o melhor desempenho possível para uma antena, o objetivo central dos pesquisadores foi demonstrar uma nova maneira de integrar sistemas de comunicação aos ambientes.

Atualmente, antenas destinadas a equipamentos eletrônicos geralmente são componentes independentes, produzidos com materiais específicos e posteriormente instalados nos dispositivos ou estruturas. Com a nova abordagem, o próprio móvel poderia incorporar a antena durante sua fabricação.

Imagine, por exemplo, uma mesa de escritório cuja superfície contenha uma antena praticamente imperceptível, ou divisórias e armários que façam parte de uma rede de pequenos pontos de comunicação distribuídos por um edifício. Essa estratégia pode ser particularmente interessante em ambientes nos quais muitos equipamentos precisam permanecer conectados. Em vez de depender apenas de poucos pontos de transmissão mais potentes, seria possível distribuir diversas antenas discretamente pelo espaço. O artigo aponta justamente para aplicações de curta distância, da ordem de poucos metros, nas quais vários pontos transmissores poderiam ser espalhados pelo ambiente.

A ideia ganha relevância diante do crescimento das redes 5G, do desenvolvimento do 6G e da chamada Internet das Coisas, cenário no qual um número cada vez maior de objetos, sensores e equipamentos deverá trocar informações continuamente. Os autores observam que a próxima geração de sistemas de comunicação exigirá soluções que possam ser produzidas em escala, tenham custos competitivos e sejam incorporadas de maneira discreta às estruturas do cotidiano.

Tecnologia ainda pode avançar

Os pesquisadores reconhecem, entretanto, que as antenas produzidas ainda apresentam limitações. Seu desempenho é inferior ao de antenas convencionais obtidas com metais. Parte da energia é perdida tanto no próprio MDF quanto na camada condutora criada pelo laser.

De fato, o estudo não buscou substituir imediatamente as antenas metálicas de alto desempenho, mas demonstrar que existe uma alternativa viável para situações nas quais facilidade de fabricação, integração ao ambiente e comunicação a pequenas distâncias sejam mais importantes.

Os próprios autores apontam caminhos para melhorar a tecnologia, como aperfeiçoar a ação do laser, reduzir as perdas elétricas e combinar o grafeno com outros materiais condutores.

Há também um aspecto que diferencia o estudo de trabalhos anteriores. Antenas feitas com grafeno induzido por laser já haviam sido desenvolvidas, mas normalmente sobre filmes plásticos especiais ou papel. Segundo os autores, não havia sido demonstrada a fabricação desse tipo de antena diretamente sobre um material industrial derivado da madeira, como o MDF.

Madeira, laser e conectividade

O resultado aproxima dois universos aparentemente distantes: a indústria tradicional de móveis e as tecnologias avançadas de telecomunicações. Ao transformar uma parte da própria madeira em componente funcional de uma antena, a pesquisa sugere uma nova concepção para os ambientes conectados. Em vez de acrescentar cada vez mais dispositivos eletrônicos visíveis a casas, escritórios e edifícios, determinadas funções poderão ser incorporadas aos objetos que já fazem parte desses espaços.

Ainda são necessários aperfeiçoamentos antes que a tecnologia possa alcançar aplicações comerciais mais amplas. Mas os experimentos demonstram que o MDF pode deixar de ser apenas suporte físico e passar a participar ativamente da infraestrutura de comunicação.

Nesse cenário, a conectividade do futuro talvez não esteja apenas nos aparelhos colocados sobre uma mesa. Ela poderá estar na própria mesa.

Confira o original desta pesquisa acessando o link – https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2026/09/acsomega.6c07385-chu.pdf

Pesquisa realizada no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) mostra que técnica fotodinâmica pode fragilizar a bactéria Staphylococcus aureus e aumentar a ação do antibiótico quando o medicamento é administrado no momento adequado

SÃO CARLOS/SP - Uma estratégia que combina luz, curcumina e antibióticos pode contribuir para o desenvolvimento de novas formas de combate a infecções bacterianas persistentes. Estudo realizado por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) mostrou que a aplicação de uma técnica baseada em luz pode reduzir significativamente a população de Staphylococcus aureus e tornar as bactérias sobreviventes mais vulneráveis ao antibiótico — desde que o medicamento seja administrado no momento adequado.

Publicado na revista científica “Photochemistry and Photobiology”, o trabalho é assinado por Maria Vitória Silva Pereira, Bruna Carolina Corrêa, Vanderlei Salvador Bagnato e Kate Cristina Blanco, e a pesquisa investigou a chamada inativação fotodinâmica, técnica que utiliza uma substância sensível à luz para desencadear reações capazes de provocar danos em estruturas essenciais dos microrganismos.

Nos experimentos, os pesquisadores utilizaram curcumina, composto encontrado na cúrcuma, associada à luz azul. Separadamente, nem a curcumina no escuro nem a exposição apenas à luz produziram redução significativa da população bacteriana nas condições analisadas. Quando empregadas em conjunto, porém, apresentaram efeito expressivo. Nas maiores concentrações de curcumina testadas, a quantidade de bactérias ficou abaixo do limite de detecção do experimento.

O estudo concentrou atenção especial nas bactérias que conseguiram sobreviver ao procedimento. Logo após a aplicação da técnica fotodinâmica, parte delas apresentou temporariamente menor vulnerabilidade ao antibiótico. Isso não significou, entretanto, que tivessem adquirido resistência ao medicamento.

A explicação considerada pelos pesquisadores é que o estresse provocado pela luz e pela curcumina leva algumas bactérias a reduzir temporariamente sua atividade. Como muitos antibióticos atuam com maior eficiência sobre microrganismos metabolicamente ativos, esse período de baixa atividade pode diminuir momentaneamente a ação do medicamento.

Os experimentos mostraram que, nas primeiras quatro horas depois do tratamento fotodinâmico, houve atraso significativo no crescimento bacteriano. Após aproximadamente seis horas, as células começaram a recuperar sua atividade. Foi justamente nesse momento que surgiu um dos resultados mais relevantes da pesquisa.

Quando o antibiótico foi aplicado depois que as bactérias sobreviventes retomaram sua atividade, a velocidade de eliminação aumentou. A interpretação é que as células voltaram a ficar metabolicamente ativas, tornando-se novamente suscetíveis ao medicamento, mas ainda carregando os danos provocados anteriormente pelo tratamento fotodinâmico.

O resultado indica que, além da associação entre diferentes tratamentos, a sequência e o intervalo entre eles podem ser determinantes. Administrar o antibiótico imediatamente após a aplicação da luz e da curcumina pode encontrar parte das bactérias em estado de baixa atividade. Aguardar sua recuperação pode permitir que o medicamento atue sobre células novamente ativas e, ao mesmo tempo, fragilizadas.

A pesquisa também analisou uma linhagem de Staphylococcus aureus resistente à meticilina, conhecida como MRSA. Nesse caso, o comportamento observado foi diferente, e os pesquisadores destacam a necessidade de novos estudos antes de estender os resultados obtidos com a linhagem sensível para bactérias resistentes.

Os resultados abrem uma frente de investigação para estratégias contra infecções persistentes. Em vez de depender apenas de medicamentos mais potentes ou de doses maiores, a possibilidade é explorar momentos de maior vulnerabilidade das bactérias e combinar mecanismos diferentes de ataque.

Os pesquisadores ressaltam, contudo, que o trabalho ainda é experimental e foi realizado em laboratório. A estratégia não constitui, portanto, um protocolo clínico disponível para pacientes. Novos estudos serão necessários para determinar os intervalos mais adequados entre os tratamentos e avaliar a resposta de diferentes tipos de bactérias.

A pesquisa contou com apoio da FAPESP e da CAPES, além da infraestrutura e do suporte técnico do IFSC/USP e do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), financiado pela FAPESP.

Acesse no link o original deste estudo – https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2026/09/Photochem-Photobiology-2025-Pereira-Photodynamic-inactivation-increases-cell-death-rate-on-persistent-kate.pdf

Estudo associa compressão pneumática e fotobiomodulação e inicia nova etapa de atendimento no dia 30 de setembro

SÃO CARLOS/SP - O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) inicia, no próximo dia 30 de setembro do corrente ano, uma nova fase do estudo clínico destinado a mulheres com diagnóstico de lipedema. Nesta etapa, serão disponibilizadas 20 vagas para pacientes voluntárias, dando continuidade às pesquisas que investigam novas estratégias para melhorar os sintomas e a qualidade de vida de mulheres que convivem com a condição.

O estudo avalia a associação de duas tecnologias: a compressão pneumática intermitente e a fotobiomodulação com laser de baixa potência, sendo que o objetivo é investigar os efeitos dessa combinação sobre sintomas associados ao lipedema e sobre a circulação periférica dos membros inferiores.

O tratamento utiliza uma bota pneumática especialmente desenvolvida, que exerce pressão controlada sobre as pernas, enquanto que, de forma simultânea, um sistema de laser incorporado ao equipamento realiza a fotobiomodulação.

A proposta é reunir, em um único procedimento, a ação mecânica da compressão pneumática e a ação fotobiológica da luz, permitindo investigar os possíveis efeitos da associação dessas tecnologias.

Dez sessões durante cinco semanas

Cada voluntária selecionada participará de um protocolo composto por dez sessões realizadas ao longo de cinco semanas, com duas sessões semanais. Cada atendimento terá duração aproximada de 30 minutos.

A nova fase contará com a participação de 20 mulheres e os atendimentos serão realizados em São Carlos.

Podem manifestar interesse mulheres com 18 anos ou mais e com diagnóstico clínico prévio de lipedema. De acordo com os critérios divulgados para o estudo, não poderão participar mulheres com histórico de doenças cardiovasculares, tabagismo, uso de álcool ou histórico oncológico.

O que é o lipedema?

O lipedema é uma condição crônica e progressiva caracterizada pelo acúmulo anormal e desproporcional de tecido adiposo, atingindo principalmente pernas e quadris e, em algumas pessoas, também os braços.

Entre os sintomas mais frequentes estão dor, sensibilidade nas regiões afetadas, sensação de peso nos membros e facilidade para desenvolver hematomas, mesmo diante de pequenos traumas. Em quadros mais avançados podem ocorrer alterações linfáticas e circulatórias.

Embora suas causas ainda não estejam completamente esclarecidas, há indícios de participação de fatores genéticos e hormonais. A manifestação ou progressão da condição é frequentemente relacionada a períodos de mudanças hormonais, como puberdade, gestação e menopausa.

O lipedema pode produzir impactos que ultrapassam as alterações físicas. Dor persistente, limitação funcional e mudanças na composição corporal podem repercutir nas atividades cotidianas e na qualidade de vida das pacientes.

Nova fase da pesquisa

A abertura das 20 novas vagas representa a continuidade da investigação realizada em São Carlos. O estudo busca ampliar o conhecimento científico sobre a utilização da compressão pneumática associada à fotobiomodulação e compreender melhor seus possíveis efeitos em mulheres com lipedema.

Por se tratar de um estudo clínico experimental, a participação das voluntárias também contribui para a produção de evidências científicas que poderão orientar futuras pesquisas e protocolos terapêuticos.

O contato para a participação das voluntárias nesta pesquisa é diretamente com o pesquisador Matheus Henrique Camargo Antonio, pelo Whatsapp (16) 98809-1325, que informará a forma e o local onde ocorrerá o tratamento experimental.

São Carlos ganha protagonismo em rede da USP que aproxima ciência e indústria. Com quase cem projetos desenvolvidos com empresas, 40 produtos colocados no mercado e mais de R$ 160 milhões em tributos gerados, polo são-carlense ocupa posição estratégica na Rede Embrapii USP, coordenada pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Vanderlei Bagnato.

SÃO CARLOS/SP - Transformar conhecimento científico em produtos, tecnologias e soluções capazes de chegar à sociedade é um dos grandes desafios das universidades brasileiras. Na USP, essa aproximação entre laboratórios e empresas ganha agora uma estrutura mais ampla com a consolidação da “Rede Embrapii USP”, que reúne dez centros de pesquisa da Universidade e tem em São Carlos um de seus principais polos de inovação.

Os números ajudam a dimensionar esse protagonismo. Somente o polo são-carlense acumula quase cem projetos desenvolvidos em parceria com o setor industrial. Desse trabalho resultaram 40 produtos introduzidos no mercado e mais de R$ 160 milhões em arrecadação de tributos.

Por trás dos números está uma estratégia que pretende fazer com que a excelência científica existente na Universidade atravesse as paredes dos laboratórios e encontre problemas concretos apresentados pelas empresas e pela sociedade.

Essa é também uma das ideias defendidas pelo Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), coordenador da “Rede Embrapii USP” e da “Unidade Embrapii USP/IFSC”, sendo que, para ele “Os grandes desafios tecnológicos contemporâneos já não podem ser enfrentados de forma isolada. A inovação não é um tópico isolado; ela é multidisciplinar. Sem atuar em rede, não conseguimos fazer inovação transversal”, afirma Bagnato.

A proposta ganhou força com o “Primeiro Encontro da Rede Embrapii USP”, realizado no dia 17 deste mês de setembro, no Centro de Treinamento do Instituto de Radiologia (InRad) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP, em São Paulo.

Pela primeira vez, coordenadores e pesquisadores dos centros credenciados reuniram-se presencialmente para discutir como conhecimentos produzidos em áreas tão diferentes quanto física, saúde, inteligência artificial, engenharia, química, agricultura e desenvolvimento de fármacos podem ser combinados para solucionar problemas apresentados pelo setor produtivo.

O encontro marcou ainda a incorporação do “Inova-HC” à rede, elevando para dez o número de centros participantes.

São Carlos como polo de inovação

A presença de São Carlos nessa estrutura é particularmente significativa. O campus reúne dois dos integrantes da “Rede Embrapii USP”: o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e o Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP), colocando lado a lado competências que passam pela física, biofotônica, instrumentação, computação e inteligência artificial.

No IFSC/USP, a relação com empresas já possui uma trajetória consolidada. Credenciada pela Embrapii desde 2017, a unidade atua especialmente nas áreas de biofotônica e instrumentação, aproximando a pesquisa científica de aplicações tecnológicas.

Na prática, isso significa utilizar conhecimentos de fronteira desenvolvidos na Universidade para criar equipamentos, processos e soluções capazes de responder a necessidades reais.

Essa aproximação pode ser observada em projetos recentes. Em parceria com empresas, pesquisadores do IFSC/USP vêm trabalhando, por exemplo, no desenvolvimento de tecnologias que combinam laser terapêutico e sistemas de compressão pneumática para recuperação muscular. A unidade também acumula experiência no desenvolvimento de tecnologias fotônicas voltadas à área médica.

Mais do que casos isolados, esses projetos ajudam a mostrar como a pesquisa acadêmica pode percorrer um caminho que começa na investigação científica e termina em uma tecnologia potencialmente disponível para empresas, profissionais e população.

É justamente esse percurso que a “Rede Embrapii USP” pretende ampliar.

Uma rede para derrubar fronteiras

Criada em outubro de 2025, a rede surgiu com a missão de integrar competências que já existiam dentro da própria Universidade, mas que nem sempre trabalhavam de maneira articulada.

A lógica é que uma empresa com determinado desafio tecnológico não precise encontrar todas as respostas em um único laboratório. Um projeto iniciado na física pode necessitar de inteligência artificial; uma solução médica pode depender da engenharia; uma inovação industrial pode exigir novos materiais, química ou ciência de dados.

Ao conectar esses grupos, a USP procura criar uma espécie de porta de entrada para projetos de maior complexidade.

Além do IFSC/USP e do ICMC/USP, participam da rede grupos da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ), Instituto de Química (IQSint), Centro de Inovação em Fármacos (CEINFAR), Escola Politécnica — por meio das unidades TecnoGreen, Powertrain e Centro de Inovação em Construção Sustentável (CICS Poli) — e o Inova-HC.

Para Bagnato, três conceitos são fundamentais nesse processo: abrangência, regionalidade e parceria com a indústria.

A abrangência está na diversidade de conhecimentos reunidos. A regionalidade permite que a capacidade científica da USP alcance empresas instaladas em diferentes pontos do Estado. E a parceria pressupõe uma relação que vá além da simples prestação de serviços. “Nós queremos ser verdadeiros parceiros de inovação”, afirma o pesquisador.

Isso significa que a Universidade não deve apenas receber um problema da empresa e executar uma tarefa previamente estabelecida. Seus pesquisadores podem participar da própria construção da solução, alterando caminhos científicos e tecnológicos quando os obstáculos encontrados durante o projeto assim exigirem.

Ciência excelente e ciência relevante

Essa concepção toca em uma questão que acompanha o próprio debate sobre o papel das universidades públicas: como conciliar a pesquisa voltada à expansão das fronteiras do conhecimento com a necessidade de responder aos problemas da sociedade?

Para Bagnato, essas duas dimensões não são concorrentes. Ao contrário, devem caminhar juntas.

O professor distingue aquilo que chama de “ciência excelente”, responsável por ampliar o conhecimento e formar pesquisadores altamente qualificados, da “ciência relevante”, direcionada à solução de problemas concretos apresentados pela sociedade e pelo setor produtivo.

A inovação surge justamente no encontro entre essas duas vertentes.

Essa visão ajuda a explicar por que São Carlos ocupa posição importante no projeto. Ao longo de décadas, a cidade consolidou um ambiente de pesquisa marcado pela interação entre diferentes áreas do conhecimento e pela presença de universidades, centros de pesquisa e empresas de base tecnológica.

Com a “Rede Embrapii USP”, essa experiência passa a integrar uma estrutura que abrange diferentes campi e áreas da Universidade.

O modelo financeiro também procura diminuir um dos obstáculos tradicionais enfrentados pelas empresas quando decidem investir em pesquisa de maior risco tecnológico. Os projetos funcionam pelo sistema conhecido como matching money: aproximadamente um terço dos recursos é aportado pela Embrapii, outro terço pelas empresas participantes e a parcela restante corresponde à contribuição da Universidade, por meio de pesquisadores, infraestrutura, equipamentos e conhecimento acumulado.

Ao compartilhar custos e riscos, o sistema permite que empresas avancem em projetos que poderiam ser difíceis de desenvolver isoladamente.

Do laboratório para o mercado

O desafio, porém, não termina com uma descoberta científica. Entre uma boa ideia produzida dentro da Universidade e um produto disponível no mercado existe um percurso que envolve desenvolvimento tecnológico, testes, validações, propriedade intelectual, investimentos e capacidade industrial.

É justamente nessa travessia que a “Rede Embrapii USP” pretende atuar.

O primeiro encontro presencial mostrou que, mais do que reunir dez centros sob uma mesma denominação, a intenção é criar mecanismos para que eles efetivamente trabalhem juntos. A programação foi dedicada à apresentação das competências de cada unidade e terminou com uma mesa-redonda sobre experiências práticas, relacionamento com empresas e formas de tornar mais ágil a transferência das tecnologias desenvolvidas na Universidade.

Nesse cenário, a experiência acumulada pelo IFSC/USP e pelo polo de São Carlos funciona como uma demonstração concreta do potencial dessa aproximação.

Os quase cem projetos realizados com empresas e os 40 produtos que chegaram ao mercado indicam que a conexão entre ciência e indústria pode produzir resultados que ultrapassam os indicadores acadêmicos.

Para Bagnato, é justamente aí que está um dos sentidos da inovação dentro de uma universidade pública: fazer com que o conhecimento de excelência produzido por seus pesquisadores também se transforme em respostas aos desafios encontrados fora dela.

Ao reunir física, inteligência artificial, medicina, engenharia, química, agricultura e outras áreas em uma mesma estrutura de cooperação, a “Rede Embrapii USP” aposta que a próxima grande inovação poderá não nascer de um único laboratório.

Ela poderá surgir justamente da conexão entre eles.

(Texto adaptado de notícia veiculada pelo “Jornal da USP” em 18 de setembro de 2026, da autoria de Michel Sitnik)

Realidade virtual, holografias, jogos e recursos audiovisuais aproximam o público de uma das áreas mais complexas da ciência; mostra permanece na Biblioteca do Campus 2 da USP, em São Carlos, até 10 de outubro

SÃO CARLOS/SP - Compreender a Mecânica Quântica pode parecer, à primeira vista, um desafio reservado aos cientistas. Mas uma exposição inaugurada pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) pretende justamente romper essa barreira e mostrar que conceitos responsáveis por transformar nossa compreensão da natureza — e por sustentar inúmeras tecnologias utilizadas atualmente — também podem despertar curiosidade, encantamento e interesse em públicos de todas as idades.

A “Expo Quantum Universe: uma imersão interativa nos 100 anos da Mecânica Quântica” foi inaugurada no dia 18 de setembro, na Biblioteca do Campus 2 da USP, em São Carlos. Com mais de 100 metros quadrados, a mostra combina ciência, tecnologia e arte para celebrar o centenário de uma das maiores revoluções científicas da história.

Desenvolvida pelo “Estúdio de Mídia, Cultura e Ciência – E=mc²”, do IFSC/USP, sob coordenação do Prof. Dr. Guilherme Matos Sipahi, a exposição utiliza realidade virtual, holografias, painéis digitais, jogos e experiências audiovisuais para apresentar ao visitante princípios da Física Quântica de maneira acessível e interativa.

Mais do que apresentar conceitos científicos, a proposta é despertar a curiosidade.

Na cerimônia de abertura, Sipahi destacou que a complexidade da Mecânica Quântica não deve impedir que o conhecimento chegue à população. Para o docente, uma das funções da divulgação científica é justamente criar condições para que as pessoas tenham um primeiro contato com temas considerados difíceis e, a partir daí, desenvolvam interesse pela ciência.

“A função desta exposição é trazer as pessoas para pensarem um pouco de Mecânica Quântica, para aprenderem o básico [...] para depois se interessarem. Ela é voltada para todo mundo”, ressaltou o coordenador.

A iniciativa contou com apoio de instituições de fomento e da própria Universidade, incluindo a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a USP. Sipahi ressaltou durante a abertura a importância desse apoio, especialmente por se tratar de um projeto voltado à exposição e à divulgação científica.

Uma revolução que continua

Ao celebrar os cem anos da Mecânica Quântica, a exposição também propõe uma reflexão sobre o futuro.

O vice-diretor do IFSC/USP, Prof. Dr. Luís Gustavo Marcassa, lembrou que grande parte do mundo tecnológico contemporâneo nasceu dos conhecimentos desenvolvidos a partir da primeira revolução quântica. Agora, segundo ele, a humanidade atravessa uma nova etapa. “O mundo que a gente vive hoje é o mundo que nasceu graças à primeira revolução da Mecânica Quântica, há 100 anos. Hoje, a gente vive a segunda revolução da Mecânica Quântica”, afirmou.

Essa nova fase está relacionada ao desenvolvimento de tecnologias que exploram de maneira cada vez mais sofisticada fenômenos quânticos. Para Marcassa, participar dessa transformação exige que o País desenvolva conhecimento e tecnologia próprios — e isso passa não apenas pela pesquisa, mas também pela formação de pessoas e pela divulgação científica. “Se nós queremos fazer parte dessa segunda revolução da Mecânica Quântica, nós temos que desenvolver nossa própria tecnologia. E a tecnologia passa através de fazer a divulgação, formar pessoal e assim por diante”, destacou.

A exposição ganha, dessa maneira, uma dimensão que ultrapassa a comemoração histórica. Ao apresentar a ciência ao público, especialmente às novas gerações, a iniciativa também procura estimular futuros estudantes e pesquisadores que poderão participar do desenvolvimento das tecnologias quânticas nas próximas décadas.

Ciência em outra linguagem

Presente à inauguração, o Pró-Reitor Adjunto de Cultura e Extensão Universitária da USP, Prof. Dr. Iran José Oliveira da Silva, chamou a atenção para outro aspecto da iniciativa: a capacidade de traduzir a linguagem científica para formatos mais próximos da população.

Segundo ele, abrir as portas da Universidade significa também encontrar novas formas de apresentar o conhecimento produzido dentro dela. Em áreas consideradas complexas, como a Física Quântica, recursos lúdicos e interativos podem funcionar como uma ponte entre pesquisadores e sociedade.

A possibilidade de uma criança entrar em contato com conceitos quânticos por meio de jogos, imagens, realidade virtual e outras experiências pode produzir, segundo o professor, um sentimento de encantamento capaz de despertar interesses que dificilmente surgiriam no cotidiano.

Para o pró-reitor adjunto, a exposição representa um ponto de encontro entre Universidade, sociedade e juventude. Ele também destacou o pioneirismo de Guilherme Sipahi na concepção de uma mostra de grande porte que, ao mesmo tempo, é móvel, flexível e adaptável a diferentes espaços.

Essa característica será fundamental para a próxima etapa do projeto.

De São Carlos para outros públicos

A “Expo Quantum Universe” foi concebida como uma exposição itinerante. Depois de sua apresentação em São Carlos, a expectativa é que possa percorrer outros campi da Universidade de São Paulo e instituições parceiras, levando a experiência a públicos diferentes.

A mobilidade amplia o alcance de uma iniciativa que tem como princípio transformar conhecimento científico especializado em uma experiência compreensível sem retirar dele sua capacidade de provocar perguntas.

Holografias, painéis digitais, realidade virtual e recursos audiovisuais deixam, nesse contexto, de ser apenas elementos tecnológicos da exposição. Tornam-se ferramentas de comunicação científica.

A proposta também evidencia uma transformação na maneira como a Universidade se relaciona com a sociedade. Além da produção de pesquisas e da formação de pesquisadores, ganha espaço a preocupação em fazer com que o conhecimento ultrapasse laboratórios, salas de aula e publicações acadêmicas.

É nesse ponto que a celebração dos cem anos da Mecânica Quântica encontra uma perspectiva de futuro.

Uma teoria que, no início do século passado, alterou profundamente a maneira como os cientistas compreendiam a matéria, a energia e o funcionamento da natureza está na origem de tecnologias que hoje fazem parte da vida cotidiana. Um século depois, novos avanços colocam novamente a Física Quântica no centro de uma transformação científica e tecnológica.

Ao permitir que crianças, jovens e adultos tenham contato com esse universo de forma interativa, a exposição do IFSC/USP procura mostrar que a ciência não precisa permanecer distante do público.

Mais do que explicar o que aconteceu nos últimos cem anos, a “Expo Quantum Universe” lança uma pergunta para as próximas gerações: até onde a nova revolução quântica poderá nos levar?

A exposição permanece aberta ao público até 10 de outubro, na Biblioteca do Campus 2 da USP, em São Carlos.

SÃO CARLOS/SP - O auditório Luiz Antônio Fávaro, no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP São Carlos, recebeu nesta sexta-feira (18/09) um evento que reuniu Prefeitura e universidade para apresentar o andamento do projeto IntegraSanca, iniciativa de integração de dados municipais conduzida pelo Centro de Ciência para o Desenvolvimento. Também foram apresentados o sistema de gestão da Secretaria Municipal de Educação e os dados levantados pelas secretarias de Cidadania e Assistência Social e de Saúde.

Durante o encontro, a Prefeitura apresentou formalmente aos pesquisadores da USP os dados coletados pelo IntegraSanca, entregando à equipe acadêmica o material que vai basear o desenvolvimento das soluções de integração propostas pelo projeto.

O levantamento feito pela Comissão Especial de Governança de Dados Municipais mapeou 101 softwares em uso na administração municipal. Do total, 42 foram desenvolvidos internamente, 31 são externos ou contratados e 28 estão obsoletos ou abandonados, ainda consumindo recursos de manutenção.

O diagnóstico também identificou fragilidades no armazenamento de dados: 11 secretarias ainda dependem de arquivos físicos e 9 usam planilhas soltas sem backup. 
Com base nesse retrato, a comissão apresentou recomendações organizadas em seis eixos: uma política unificada de Lei Geral de Proteção de Dados (LGPD), o fim do uso de papel em processos administrativos, adoção de nuvem corporativa homologada, governança de planilhas, entre outros temas.

A Secretaria Municipal de Educação apresentou o modelo adotado para sua nova plataforma de gestão: um ERP especializado em educação, mantido por equipe própria de Tecnologia da Informação dentro da Secretaria, com a empresa contratada responsável pelo desenvolvimento técnico dos módulos. O sistema, batizado DemandaNet, vai integrar dez frentes da rede municipal, do planejamento de vagas à gestão da vida funcional docente.

A Secretaria de Cidadania e Assistência Social apresentou os dados dos programas sociais do município, e a Secretaria de Saúde mostrou os dados de dispensação de medicamentos nas farmácias municipais e do prontuário eletrônico dos pacientes.

A professora Cristina Aguiar, pesquisadora da USP e uma das coordenadoras do projeto, descreveu a situação atual dos sistemas municipais. “Existem diversos sistemas que não se conversam, os dados que estão nesse sistema são totalmente heterogêneos, no sentido que eu posso encontrar o mesmo dado em diferentes lugares, com valores diferentes".

Segundo Cristina, o IntegraSanca busca resolver esses conflitos antes que a Prefeitura precise gerar um relatório ou tomar uma decisão. “A ideia é já ter esses conflitos resolvidos de antemão, para que, no momento de gerar um relatório ou tomar uma decisão, os dados estejam consistentes e mais apurados", afirmou. A pesquisadora destacou ainda que o projeto prevê a transferência de conhecimento da academia para a Prefeitura, de modo que a equipe municipal continue operando os sistemas após o fim do projeto.

A pesquisadora Kalinka Castelo Branco resumiu o diagnóstico de forma direta. "Temos muitos dados, mas pouca informação, porque quando conseguimos integrar esses dados, conseguimos gerar uma informação específica para a população e também para o gestor, para a tomada de decisão”. Para ela, o resultado no médio prazo deve ser “uma Prefeitura mais resiliente, uma cidade mais inteligente e um retorno para a população de um modo mais efetivo". 

O secretário adjunto de Cidade Inteligente, Cristiano Pedrino, classificou a iniciativa como pioneira. “Conseguir integrar esses dados para transformar as políticas públicas da cidade de uma forma baseada no que temos nos sistemas, isso nunca aconteceu, nunca tivemos um projeto e uma proximidade como estamos tendo no momento com a FAPESP, com a USP, com a UFSCar e todas as demais universidades", disse.

O prefeito de São Carlos, Netto Donato, classificou o trabalho como "de excelência". Segundo ele, a integração de bases como as de saúde e educação, prevista pelo IntegraSanca, deve viabilizar serviços como o agendamento digital de consultas médicas e matrículas escolares, dando à população mais transparência para acompanhar a gestão pública.

Netto observou que a arquitetura de integração de dados opera nos bastidores da gestão municipal, sem visibilidade imediata para a população, mas com efeito direto sobre a eficiência dos serviços prestados.

Como exemplo prático do custo operacional gerado pela ausência de um sistema integrado, o prefeito citou que, somente no mês anterior, mais de mil consultas nas unidades de saúde do município registraram faltas de pacientes sem aviso prévio. Segundo ele, com uma base de dados unificada e canais de comunicação integrados com a população, essas vagas poderiam ser identificadas e realocadas em tempo real para outros pacientes em situação de maior urgência.

Também participaram do evento a secretária de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia, Paula Knoff, de Cidade Inteligente e Transparência, Mateus de Aquino e de Gestão da Cidade e Infraestrutura, Leonardo Lázaro.

Pesquisa com participação de cientistas da USP São Carlos utiliza extrato de uma árvore comum no Brasil para produzir partículas minúsculas de óxido de zinco que apresentaram ação contra bactérias e capacidade de eliminar corantes presentes na água

SÃO CARLOS/SP - Uma árvore bastante conhecida das ruas e jardins brasileiros pode contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias para combater a poluição e microrganismos prejudiciais à saúde. Pesquisadores utilizaram folhas do oiti (Licania tomentosa) para produzir partículas extremamente pequenas de óxido de zinco, um material que, nos testes de laboratório, conseguiu tanto degradar substâncias poluentes quanto dificultar o crescimento de diferentes bactérias.

O trabalho reuniu pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), da Universidade Ceuma, no Maranhão, da Universidade Cheikh Anta Diop, no Senegal, e da Universidade Estadual Paulista (UNESP), em Botucatu, um estudo que foi liderado pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Igor Polikarpov.

A proposta chama atenção principalmente pela maneira como o material foi produzido. Em vez de depender exclusivamente de processos convencionais que podem consumir muita energia e utilizar produtos químicos prejudiciais ao ambiente, os pesquisadores recorreram ao extrato das folhas do oiti. Esse tipo de abordagem procura tornar a fabricação de materiais muito pequenos mais simples e ambientalmente favorável.

O oiti oferece ainda uma vantagem prática: suas folhas são facilmente encontradas no Brasil, o que pode contribuir para reduzir o custo da matéria-prima. A planta é bastante utilizada na arborização de espaços públicos e possui, em suas folhas, substâncias naturais que ajudam no processo de formação e estabilização das partículas de óxido de zinco.

Dupla ação contra poluição e bactérias

Um dos aspectos mais importantes do estudo foi demonstrar que o material produzido pode desempenhar duas funções diferentes.

A primeira está relacionada à descontaminação da água. Os pesquisadores fizeram experiências com dois corantes, o azul de metileno e o violeta cristal, substâncias utilizadas como modelos de contaminantes. Quando as partículas produzidas com o auxílio das folhas do oiti foram colocadas em contato com esses corantes e expostas à luz ultravioleta, conseguiram decompor grande parte deles.

Nas condições consideradas mais favoráveis pelos pesquisadores, aproximadamente 94% do azul de metileno foi eliminado em 60 minutos. No caso do violeta cristal, a remoção chegou a cerca de 81% em 70 minutos.

Os resultados apontam para uma possível aplicação futura no tratamento de águas contaminadas, especialmente por resíduos provenientes de atividades industriais. Corantes, antibióticos e pesticidas estão entre os contaminantes que preocupam pesquisadores devido à crescente poluição das fontes de água. A presença de microrganismos capazes de provocar doenças representa outro problema importante.

É justamente nesse segundo problema que aparece outra propriedade do material desenvolvido.

Ação contra diferentes bactérias

As partículas de óxido de zinco foram testadas contra diferentes tipos de bactérias, incluindo microrganismos dos grupos de Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus.

Os experimentos mostraram que o material foi capaz de dificultar o crescimento dessas bactérias, embora a quantidade necessária para obter o efeito tenha variado de acordo com o microrganismo analisado. Os pesquisadores ressaltam que, para conseguir uma eliminação mais completa das bactérias, foram necessárias concentrações maiores do material.

Outro resultado considerado relevante envolve os chamados biofilmes. Eles podem ser entendidos, de maneira simplificada, como comunidades de bactérias que se fixam em uma superfície e criam uma espécie de camada protetora. Essa organização torna os microrganismos mais difíceis de combater e pode causar problemas tanto na área da saúde quanto em ambientes industriais.

Nos testes realizados, as partículas produzidas com folhas de oiti conseguiram reduzir a formação desses biofilmes. Em uma das bactérias analisadas, Enterococcus faecalis, a redução chegou a aproximadamente 85% na maior concentração testada. No caso de uma linhagem de Staphylococcus aureus, a formação do biofilme foi completamente impedida nas condições avaliadas no experimento.

Uma alternativa mais sustentável

A pesquisa se insere em uma área que busca produzir novos materiais recorrendo a plantas, bactérias e fungos, diminuindo a necessidade de substâncias potencialmente prejudiciais utilizadas em processos tradicionais.

No caso do oiti, compostos naturalmente encontrados nas folhas participam da formação das partículas. Além disso, a disponibilidade da árvore no Brasil pode representar uma vantagem caso a tecnologia avance para etapas posteriores de desenvolvimento. As folhas utilizadas no estudo foram coletadas no Campus-2 da USP em São Carlos, em janeiro de 2025.

Os pesquisadores também verificaram a possibilidade de reutilização do material empregado na degradação dos poluentes, característica importante quando se pensa em reduzir custos e resíduos. Em conjunto, os resultados indicam potencial para aplicações no controle de microrganismos, na prevenção de biofilmes e na remoção de determinados contaminantes.

Resultados são promissores, mas ainda são de laboratório

Apesar dos bons resultados, o estudo não significa que as partículas produzidas com folhas de oiti já possam ser utilizadas diretamente em estações de tratamento de água ou em aplicações médicas.

Os próprios pesquisadores destacam que a utilização desse tipo de material em grande escala ainda exige avanços. Será necessário melhorar a padronização da produção, aperfeiçoar a recuperação e a reutilização das partículas e, principalmente, realizar testes com águas residuais reais. Estudos de custos e avaliações que atendam às exigências industriais também serão necessários antes de uma eventual aplicação comercial.

Há ainda uma questão ambiental que precisa ser considerada. Embora o óxido de zinco apresente características interessantes para descontaminação, partículas desse material também podem provocar efeitos indesejáveis em organismos aquáticos e terrestres. Por isso, cada aplicação precisa ser avaliada cuidadosamente antes de sair do laboratório.

O avanço apresentado pelo estudo está justamente na combinação dessas possibilidades: usar uma matéria-prima vegetal abundante no Brasil para ajudar a fabricar um material capaz de atuar tanto sobre determinados poluentes quanto sobre bactérias.

Se os próximos estudos confirmarem sua eficiência e segurança em condições reais, uma árvore conhecida principalmente pela sombra que proporciona nas cidades brasileiras poderá também contribuir para tecnologias voltadas à proteção da água e ao controle de microrganismos.

Confira no link o original do artigo científico publicado na revista científica “Processes” - https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2026/09/processes-14-01334-v2-IGOR-POLIKARPOV.pdf

Sediado no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), CIAMED integra a nova geração de Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão da FAPESP e terá como foco doenças negligenciadas e emergentes

SÃO CARLOS/SP - A pesquisa brasileira na área de descoberta e desenvolvimento de novos medicamentos ganha um importante reforço com a criação do Centro de Inteligência Artificial Aplicada à Descoberta de Medicamentos para Doenças Negligenciadas e Emergentes (CIAMED), que terá como pesquisador responsável o atual Diretor do IFSC/USP, Prof. Adriano Defini Andricopulo.

O novo centro está entre os cinco Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) anunciados esta semana pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) para atuação nas grandes áreas de Ciências da Saúde, Ciências Biológicas e Agronomia e Veterinária.

A escolha representa um novo marco para a pesquisa desenvolvida no IFSC/USP, particularmente na área de química medicinal e descoberta de fármacos, ao colocar a inteligência artificial no centro de uma estratégia destinada a acelerar a identificação e o desenvolvimento de candidatos a novos medicamentos.

O CIAMED foi aprovado no âmbito da Chamada de Propostas de Pesquisa 2024 do Programa CEPID da FAPESP, sob o processo 2025/07803-9, tendo o IFSC/USP como instituição-sede e o Prof. Adriano Andricopulo como pesquisador responsável.

Inteligência artificial contra doenças de grande impacto

A própria denominação do novo centro revela um pouco a dimensão do desafio científico, que, em traços resumidos, se dedica a aplicar ferramentas de inteligência artificial ao processo de descoberta de medicamentos destinados, particularmente, ao enfrentamento de doenças negligenciadas e emergentes.

Trata-se de uma área estratégica para a ciência e para a saúde pública, já que as doenças negligenciadas atingem principalmente populações vulneráveis e, num contexto histórico, despertam menor interesse comercial para o desenvolvimento de novos tratamentos.

Já as doenças emergentes representam um desafio adicional pela possibilidade de surgimento ou disseminação de novos agentes infecciosos e pela necessidade de respostas científicas mais rápidas. Nesse contexto, a inteligência artificial abre novas possibilidades.

A descoberta tradicional de um medicamento é um processo complexo, que envolve a investigação de um enorme universo de moléculas e a avaliação de suas propriedades e de sua capacidade de interagir com alvos biológicos associados às doenças.

Ferramentas computacionais e modelos de inteligência artificial podem contribuir para analisar grandes volumes de dados, identificar padrões, selecionar moléculas promissoras e orientar etapas experimentais.

A perspectiva é tornar o processo de descoberta de novos candidatos a fármacos mais racional e eficiente, integrando computação, química, biologia e outras áreas do conhecimento, sendo essa, justamente, a interface interdisciplinar que deverá atuar o CIAMED.

A coordenação do novo CEPID ficará sob responsabilidade do Prof. Adriano Defini Andricopulo, pesquisador do IFSC/USP cuja trajetória científica está fortemente vinculada à química medicinal e à descoberta de fármacos. Farão parte, ainda, os pesquisadores responsáveis vinculados a este CEPID: Profs. Drs. André Luís Berteli Ambrosi; Glaucius Oliva; Leonardo Luiz Gomes Ferreira; Rafael Victório Carvalho Guido; e Nelma Regina Segnini Bossolan, que ocupará o cargo de coordenadora responsável pelo setor de difusão e divulgação científica.

A instalação do centro no IFSC/USP também reforça a presença de São Carlos como um dos polos de pesquisa científica e tecnológica do país e amplia a atuação do Instituto em pesquisas situadas na fronteira entre as ciências físicas, químicas, biológicas, computacionais e da saúde.

Pesquisa com perspectiva de longo prazo

O modelo CEPID da FAPESP diferencia-se de projetos convencionais justamente pela dimensão e pelo horizonte temporal das pesquisas. Os centros são estruturados para desenvolver investigações fundamentais ou aplicadas de grande alcance, associando produção científica à inovação e à transferência de conhecimento para a sociedade.

Além da pesquisa propriamente dita, os CEPID’s possuem compromissos com transferência de tecnologia, educação e difusão científica, criando condições para que os resultados produzidos nos laboratórios alcancem outros setores da sociedade.

Os cinco novos centros anunciados pela FAPESP se juntarão aos 12 CEPID’s atualmente em operação.

Segundo as condições estabelecidas no edital, cada novo CEPID poderá receber financiamento anual de até R$ 10 milhões durante a fase inicial de cinco anos. O apoio da Fundação poderá se estender por um período total de até 11 anos, condicionado às regras e avaliações previstas pelo programa.

A escala e a duração do financiamento permitem estabelecer programas científicos de longo prazo, formar novas gerações de pesquisadores, criar infraestrutura, estabelecer colaborações e enfrentar problemas cuja complexidade dificilmente poderia ser abordada por projetos isolados e de curta duração.

O avanço dos métodos computacionais vem modificando a maneira como pesquisadores investigam moléculas, proteínas, interações biológicas e grandes conjuntos de dados, sendo que essa combinação com inteligência artificial deverá ser o centro da dinâmica do CIAMED

Com apoio de longo prazo da FAPESP e uma proposta baseada na integração de diferentes áreas do conhecimento, o CIAMED nasce com o desafio de produzir ciência de excelência e, ao mesmo tempo, criar caminhos para que seus resultados possam gerar inovação e impacto para a sociedade.

Confira no link o anúncio da FAPESP relativo à criação dos novos cinco CEPID’s - https://fapesp.br/18399/fapesp-anuncia-cinco-novos-cepids

SÃO CARLOS/SP - Trabalho publicado em revista internacional combina inteligência artificial, reconstrução tridimensional e sinais elétricos produzidos pelos animais; quatro dos autores são estudantes de Iniciação Científica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), bolsistas do Programa Unificado de Bolsas da USP, supervisionados pelo Prof. Dr. Reynaldo Pinto

Uma pesquisa desenvolvida com participação do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) está utilizando inteligência artificial e modelos computacionais para compreender, com precisão inédita, como peixes elétricos se movimentam e como os sinais produzidos pelo próprio organismo desses animais se modificam de acordo com sua posição no ambiente.

O estudo ganhou destaque também pela participação direta de jovens pesquisadores em formação. Quatro dos autores são estudantes de Iniciação Científica do IFSC/USP, com bolsas do Programa Unificado de Bolsas da Universidade de São Paulo (PUB-USP) - Felipe Mota, Helena Pessoni Figueiredo, Rafael Seixas e Carlos de Aquino -, e desenvolveram suas atividades sob a supervisão do Prof. Dr. Reynaldo D. Pinto, do Laboratório de Neurobiofísica do Instituto.

O trabalho foi publicado na revista científica internacional “Frontiers in Computational Neuroscience” e apresenta uma metodologia que combina câmeras, inteligência artificial, registros dos sinais elétricos dos peixes e modelos computacionais. O objetivo é criar novas maneiras de acompanhar o comportamento desses animais sem interferir em sua movimentação natural.

Um animal que “enxerga” o ambiente por meio da eletricidade

Os pesquisadores trabalharam com o Gymnotus carapo, espécie de peixe elétrico capaz de produzir pequenas descargas elétricas. Diferentemente de espécies conhecidas por gerar descargas fortes para defesa ou ataque, esses peixes utilizam seus sinais elétricos principalmente como uma espécie de sistema sensorial.

O campo elétrico produzido ao redor do corpo permite que o animal obtenha informações sobre o ambiente, localize objetos, encontre alimento e se comunique com outros indivíduos.

Estudar esse comportamento, porém, apresenta dificuldades. Muitas espécies de peixes elétricos têm hábitos noturnos, e a iluminação utilizada para filmá-las pode alterar justamente o comportamento que os cientistas pretendem observar. Além disso, acompanhar com precisão um animal que se desloca livremente nas três dimensões dentro da água representa um desafio técnico considerável.

A equipe procurou enfrentar esse problema reunindo diferentes tecnologias em um mesmo experimento.

O peixe foi colocado em um tanque com profundidade suficiente para permitir movimentos tridimensionais. Câmeras posicionadas ao redor do ambiente registraram seus deslocamentos, enquanto eletrodos captaram os sinais elétricos produzidos pelo animal.

A partir dessas imagens, algoritmos de aprendizado profundo — uma das áreas da inteligência artificial — permitiram reconstruir digitalmente a posição e a postura do peixe em três dimensões. O sistema alcançou precisão espacial de aproximadamente 0,8 milímetro por coordenada, permitindo acompanhar detalhadamente os movimentos do animal.

Do movimento ao campo elétrico

A etapa seguinte consistiu em relacionar a posição do corpo do peixe com os sinais elétricos registrados pelos sensores.

Os pesquisadores criaram e compararam diferentes modelos computacionais para representar como as cargas elétricas se distribuem ao longo do órgão responsável pelas descargas. Dessa forma, foi possível simular o campo elétrico produzido pelo peixe enquanto ele nadava e comparar as previsões dos computadores com aquilo que os eletrodos realmente haviam registrado.

Os resultados mostraram que um modelo que considera uma distribuição de cargas mais próxima das características biológicas do animal reproduziu melhor os dados experimentais do que representações mais simples tradicionalmente utilizadas.

Além de contribuir para o conhecimento sobre os mecanismos utilizados pelos peixes elétricos, a metodologia abre uma perspectiva particularmente interessante: no futuro, poderá ser possível acompanhar a posição e os movimentos desses animais utilizando principalmente os próprios sinais elétricos que eles produzem, reduzindo ou até eliminando a necessidade de câmeras em determinadas situações.

Essa possibilidade é especialmente importante para pesquisas realizadas em ambientes escuros, profundos ou com água turva, nos quais a observação por imagens é difícil. Os dados obtidos neste trabalho representam um primeiro passo para o treinamento de sistemas de aprendizado de máquina capazes de reconstruir tridimensionalmente os movimentos dos peixes a partir das informações elétricas.

Ciência que também forma novos pesquisadores

Outro aspecto relevante do trabalho está na formação científica proporcionada aos estudantes do IFSC/USP. A participação de quatro alunos de Iniciação Científica, apoiados por bolsas PUB e supervisionados pelo Prof. Reynaldo Pinto, mostra como programas destinados a estudantes de graduação podem inseri-los em pesquisas de fronteira e levá-los a participar diretamente da produção de conhecimento científico publicado internacionalmente.

O próprio artigo registra contribuições dos jovens pesquisadores em diferentes etapas do projeto, incluindo desenvolvimento de programas de computador, metodologia, validação dos resultados, visualização dos dados, investigação e participação na elaboração do manuscrito científico. O professor Reynaldo Pinto, por sua vez, aparece no trabalho com atuação que inclui concepção da pesquisa, metodologia, investigação, desenvolvimento de software, obtenção de recursos, administração do projeto e supervisão, além da redação e revisão do artigo.

O artigo tem como autores Reynaldo D. Pinto, Caroline G. Forlim, Felipe O. L. da Mota, Helena Pessoni-Figueiredo, Rafael Seixas, Carlos H. M. de Aquino, Lírio O. B. de Almeida, Pablo Varona e Francisco B. Rodriguez. Seis deles, além de Reynaldo Pinto, aparecem vinculados ao Laboratório de Neurobiofísica do IFSC/USP; a colaboração internacional envolve ainda pesquisadores do Max Planck Institute for Human Development, em Berlim, e da Universidad Autónoma de Madrid.

O apoio institucional à formação dos estudantes aparece formalmente registrado na publicação. O estudo recebeu financiamento do Programa Unificado de Bolsas da Universidade de São Paulo (PUB-USP), por meio dos projetos de 2024 voltados à pesquisa em Biofísica e Neuroetologia e à produção de vídeos de experimentos para divulgação de conceitos de Neurobiofísica e Neurociência. O trabalho contou ainda com apoio do CNPq, da FAPESP e do Ministério da Ciência e Inovação da Espanha.

Para o Prof. Reynaldo Daniel Pinto, que assina como pesquisador correspondente o artigo científico, a ideia de fazer este trabalho que existia há anos, apareceu em 2010 durante o doutorado sanduíche de Caroline Forlim com colaboradores espanhóis. “Tivemos que aguardar porque a execução dependia de tecnologias que ainda não estavam disponíveis na época. A oportunidade ocorreu junto com o primeiro projeto de iniciação científica dos quatro estudantes que ingressaram no laboratório em 2024 e que assinam este artigo, ainda no terceiro semestre da graduação. Nossa pesquisa é multidisciplinar e eles atuaram de forma integral em todas as etapas: desde o cuidado dos peixes no biotério, à concepção e preparação da arena de filmagem e à construção dos amplificadores não lineares, até à reconstrução cinemática 3D do Gymnotus carapo, a análise e simulação do campo elétrico, as discussões com os colaboradores internacionais, a preparação do artigo e a elaboração da réplica aos revisores”, destaca o docente. O experimento exigiu a aplicação prática imediata de conceitos de disciplinas básicas — como o uso do eletromagnetismo na análise da fisiologia das descargas elétricas e a mudança de bases vetoriais na calibração do sistema de múltiplas câmeras. À medida que o projeto avançava, as tarefas foram revelando as afinidades pessoais. “A Helena descobriu sua paixão pela eletrônica, o Carlos destacou-se nas montagens elétricas, o Felipe assumiu o sistema de câmeras e os algoritmos computacionais de rastreamento, usando deep learning, e o Rafael voltou-se para a teoria e simulação dos campos elétricos na água. Todos se envolveram nas discussões organizadas a partir da Alemanha, pela Caroline. Em suma, engajar alunos de graduação em uma pesquisa de fronteira na área multidisciplinar de neurociências, com colaboração internacional, revelou-se uma experiência extremamente enriquecedora para todos os envolvidos”, comemora o pesquisador.

Tecnologia inspirada na natureza

As aplicações da pesquisa podem ultrapassar o estudo do comportamento animal. Segundo os pesquisadores, o conhecimento adquirido sobre a forma como os peixes produzem e utilizam campos elétricos também poderá contribuir para o desenvolvimento de sistemas artificiais de localização inspirados na natureza.

A metodologia poderá ainda ser adaptada para estudar vários animais simultaneamente e outras espécies de peixes elétricos, ampliando as possibilidades de investigação de comportamentos sociais em condições mais próximas das encontradas na natureza.

Ao integrar neurociência, física, inteligência artificial, computação e biologia, o estudo mostra como tecnologias avançadas podem revelar aspectos do comportamento animal que antes eram extremamente difíceis de observar. Ao mesmo tempo, a presença de estudantes de graduação entre os autores evidencia outro resultado importante: a Iniciação Científica pode colocar jovens pesquisadores não apenas em contato com a ciência, mas como participantes efetivos de pesquisas internacionais de ponta.

Confira no link o artigo intitulado “Integrating deep learning 3D tracking and biophysical EOD modeling for precise, noninvasive computational neuroethology in freely swimming weakly electric fish”, publicado em 24 de junho de 2026, no volume 20 da “Frontiers in Computational Neuroscience”

https://www.frontiersin.org/journals/computational-neuroscience/articles/10.3389/fncom.2026.1810975/full

SÃO CARLOS/SP - A pesquisadora Cristina Aguiar, da USP, e o secretário adjunto de Cidade Inteligente da Prefeitura de São Carlos, Cristiano Pedrino, apresentaram nesta quinta-feira (27/08) durante o 3º São Carlos Experience, o projeto IntegraSanca: Conectando Dados, Transformando São Carlos, um Centro de Ciência para o Desenvolvimento que pretende unificar as bases de dados municipais para melhorar a gestão pública e os serviços oferecidos à população.

O projeto é financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), que investe R$ 9,6 milhões na iniciativa, somados a mais R$ 250 mil aportados pela própria Prefeitura de São Carlos. A equipe reúne 18 docentes de universidades como USP, UFSCar, ITA, UFAL e UFMG, além de 29 profissionais de apoio técnico e administrativo e 62 bolsistas entre pós-doutorado, doutorado, mestrado e iniciação científica.

Segundo a professora Cristina Aguiar, do ICMC-USP, pesquisadora principal do projeto responsável pela área de gestão de dados e integração, o trabalho de unificação de bases municipais é uma tarefa complexa que exige cuidado em múltiplas frentes. “É um trabalho extremamente difícil, desafiador, tem vários aspectos que precisam ser considerados”, afirmou a pesquisadora.

De acordo com ela, o primeiro desafio está nos próprios dados. “A gente está trabalhando com vários tipos de dados, esses tipos de dados são diferentes, eles têm informações diferentes armazenadas neles”, disse. Como exemplo, ela citou o caso de uma mesma pessoa que pode informar endereços distintos em sistemas diferentes, exigindo que a equipe lide com essa heterogeneidade para garantir que as informações disponibilizadas sejam verdadeiras.

A pesquisadora também destacou a dimensão legal do problema. Como o projeto lida com dados de cidadãos, é necessário observar a legislação aplicável, incluindo dados sensíveis que não podem ser publicados. “Nós temos que nos preocupar com segurança”, afirmou. Além disso, Cristina apontou que a mudança de cultura por parte do próprio cidadão é parte fundamental do processo: quanto mais precisas forem as informações preenchidas nos sistemas públicos, mais embasada será a tomada de decisão estratégica da gestão municipal. “É uma filosofia que muda tanto dados, sistema, cidadão e assim por diante”, resumiu.

Cristiano Pedrino destacou que entre os sistemas apontados como prioritários para integração estão o E-SUS, usado na área da saúde para registrar atendimentos, vacinações, visitas domiciliares e consultas; o sistema de Educação, com dados de escolas, alunos, professores e notas; o Cadastro Imobiliário, com informações sobre imóveis, terrenos e tributos; além do ERP municipal (usado em recursos humanos, compras e contabilidade), o sistema de dispensação de medicamentos nas farmácias públicas e o mapeamento urbano para aprovação de projetos.

“Atualmente, 41,6% dos sistemas usados pela Prefeitura de São Carlos são geridos internamente pela área de TI, 30,7% são sistemas externos ou hospedados em nuvem, e 27,7% estão obsoletos ou abandonados, o que reforça a necessidade de um esforço de integração e modernização”, disse.

Entre os principais desafios do projeto, a equipe elencou a interoperabilidade entre sistemas de diferentes secretarias, a conformidade com a Lei Geral de Proteção de Dados (LGPD), a criação de mecanismos de segurança da informação, a interligação de dados para desburocratizar processos internos e o fortalecimento da tomada de decisão baseada em evidências.

Questionada sobre os efeitos práticos do IntegraSanca para os moradores de São Carlos, Cristina Aguiar explicou que o projeto une os esforços da universidade, como centro de pesquisa, aos da Prefeitura, como órgão público, para devolver à população uma plataforma integrada que unifique os diferentes sistemas municipais. “O cidadão vai poder, por exemplo, ter serviços melhores”, disse.

Entre os exemplos citados pela pesquisadora está a possibilidade de a Prefeitura identificar, com base em dados, áreas prioritárias para a instalação de uma UPA, o direcionamento de médicos para determinados postos de saúde, a distribuição de medicamentos e até a definição de bairros que precisam de novas escolas, conforme o número de crianças em idade escolar na região. “É um retorno direto para a população, para facilitar a vida populacional”, afirmou.

Cristina também citou a possibilidade de notificações automáticas para lembrar cidadãos de consultas médicas agendadas, o que poderia reduzir o índice de faltas e, consequentemente, diminuir o tempo de espera nas filas do sistema de saúde municipal, um dos gargalos identificados pela equipe em levantamento preliminar. Segundo dados apresentados na palestra, referentes a um período de três meses, dos 157.182 agendamentos registrados no sistema de saúde, a taxa de comparecimento foi de apenas 55,2%, com uma taxa de falta (absenteísmo) de 29,9%.

A pesquisadora ressaltou que os benefícios do projeto devem alcançar todos os atores envolvidos na gestão pública municipal. “Vai ser um projeto desafiador, mas que a gente espera que tenha um retorno rápido, algumas coisas a gente pode fazer mais rapidamente, nem todas, mas muitas a longo prazo. Aos poucos, o cidadão pode ir percebendo que, pouco a pouco, vai melhorando os serviços que a Prefeitura vai oferecendo”, concluiu. 

O IntegraSanca está estruturado em torno de seis eixos: integração de dados, inteligência artificial, segurança e privacidade, capacitação de recursos humanos, inclusão e acessibilidade e fortalecimento do ecossistema de inovação local. O projeto também prevê parcerias entre universidade, prefeitura, setor privado e sociedade civil, além de conexões com uma rede mais ampla de instituições acadêmicas e tecnológicas, como UFSCar, ITA, UFAL, UFMG, IFSP, além de órgãos como a Embrapa e o Parque Tecnológico de São Carlos (ParqTec).

A liderança científica do projeto é da professora Kalinka Branco, pesquisadora responsável perante a Fapesp e pela área de cibersegurança, ao lado de Cristina Aguiar, Adenilso Simão (Engenharia de Software) e Ricardo Cerri (Inteligência Artificial). Pela Prefeitura, o projeto é conduzido por Cristiano Pedrino, responsável pela área de Tecnologia e Dados, com apoio de Anderson Escarabelo e da secretária de Gestão Pública e Integração Governamental, Laurie Lubek.