A possibilidade de mudar objetos de lugar ou mesmo modificá-los, apenas com a mente, pode sair do campo da ficção científica. Graças às metassuperfícies, dois estudos mostram que isso é potencialmente possível.

De um lado, vamos primeiro ao conceito dos metamateriais, que são materiais artificiais com estranhas propriedades óptica. Eles têm a capacidade de lidar com ondas eletromagnéticas de um modo que nenhum material natural consegue, lhes conferindo um superpoder: podem facilmente adaptar suas propriedades – por exemplo, curvar a luz de diferentes maneiras – em vez de depender das propriedades dos materiais dos quais são feitos.

De outro lado, os nossos cérebros geram ondas eletromagnéticas à medida que processam informações. Dependendo de como ele está – se “relaxado”, “concentrado” ou qualquer outro estado – diferentes frequências de ondas cerebrais assumem o controle. Potencialmente, o cérebro pode ser uma fonte que desencadeia mudanças nos metamateriais.

No primeiro estudo, publicado na eLight, os cientistas usaram um módulo de extração de ondas cerebrais, com sistema wireless e bluetooth, para que os voluntários controlassem com suas mentes uma metasuperfície – versão 2D dos metamateriais. Eles extrairam as ondas cerebrais de uma voluntária enquanto ela relaxava ou se concentrava e, por meio de um controlador, mudaram a forma como a metasuperfície vinculada espalhava a luz. Foi uma demonstração futurista de como usar a mente para controlar um material físico.

O segundo estudo, também publicado na eLight, ampliou novas perspectivas mostrando que diferentes metasuperfícies podem “conversar” entre si com base em propriedades eletromagnéticas. Nesse estudo, dois voluntários foram conectadas a metasuperfícies para envio de mensagens de texto com suas mentes, um deles sendo transmissor, e o outro, receptor. As ondas cerebrais da pessoa transmissora, quando estava concentrada, mudaram as propriedades da metasuperfície para codificar diferentes mensagens binárias. Após a decodificação, a receptora recebeu o texto. Tudo sem movimentar um dedo sequer.

Essa tecnologia futurista ainda está em sua infância, mas os cientistas imaginam que um dia poderão usar metamateriais para uma infinidade de finalidades como, por exemplo, monitorar o estado de atenção de um motorista ou incorporá-los a interfaces cérebro-máquina não invasivas.

“Combinados com algoritmos inteligentes, como aprendizado de máquina, esses dois estudos criam uma nova direção para sistemas avançados de metasuperfície biointeligentes”, acredita Dr. Xiangang Luo, do Instituto de Óptica e Eletrônica da Academia Chinesa de Ciências.

As metassuperfícies

Normalmente, esperamos que os materiais se comportem de forma previsível e consistente, por exemplo, uma garrafa de vidro se quebra quando pressionada. Os metamateriais mudam esse paradigma. Constituídos por uma amálgama de materiais – como os materiais piezoelétricos – eles podem mudar suas propriedades estruturais e de flexão de luz sob o efeito de campos eletromagnéticos. Isso pode levar a criação de objetos invisiveis, superlentes e micro robôs impressos em 3D, os quais um dia poderão percorrer o corpo para entregar medicamentos de forma inteligente.

Metassuperfícies são os primos 2D dos metamateriais. Aqui, as estruturas repetidas em metamateriais se entrelaçam em uma estrutura semelhante a uma folha, “mantendo a capacidade de controlar quase todas as características das ondas eletromagnéticas”, explica Shaobo Qu, da Universidade de Engenharia da Força Aérea, na China, que liderou o teste de telecinese. As metassuperfícies programáveis ​​(PMs) são um avanço, pois suas funções podem ser controladas previsivelmente por influências externas para alternar os modos de operação – assim como um espelho “inteligente” de banheiro com várias configurações de luz, dependendo do seu humor.

Nossos cérebros reagem a diferentes frequências de ondas eletromagnéticas, que coletivamente representam sinais elétricos em grandes regiões. Ondas beta, por exemplo, circulam de 15 a 40 vezes por segundo quando nossa mente está mais atenta. Já as ondas theta correlacionam-se ao relaxamento mental. Os cientistas descobriram que é possível controlar as ondas cerebrais e mudá-las ativamente de um estado para outro por meio de neurofeedback.

Nesse estudo, Qu usou um módulo de extração de ondas cerebrais formado de três partes: sensor, controlador e atuador. O sensor coletou ondas cerebrais através de eletrodos no couro cabeludo. A equipe usou um módulo, o ThinkGear AM, chip conhecido entre a comunidade de hackers de ondas cerebrais, a DIY EEG. Os dados gravados foram transmitidos por Bluetooth para o controlador feito de Arduino. Os sinais das ondas cerebrais foram convertidos em uma medida de atenção e alimentados no atuador. Dependendo do nível de atenção da pessoa, o atuador agrupou os dados em quatro grupos e gerou diferentes voltagens. “Os quatro intervalos correspondem à intensidade de atenção, se distraída, neutra, concentrada e extremamente concentrada, respectivamente”, explicou a equipe. A alta ou baixa voltagem corresponde a uma sequência de codificação 1 ou 0. Essas sequências então mapeiam para diferentes propriedades do material para a metassuperfície, que por sua vez controla como ela espalha a luz.

Em uma prova de conceito, uma voluntária ficou em uma câmara anecóica – sala projetada para bloquear o som circundante ou as ondas eletromagnéticas. Com eletrodos na cabeça, ela fechou os olhos enquanto passava por diferentes estados de concentração. Ao medir as propriedades de dispersão de luz da metasuperfície, os cientistas observaram uma forte correspondência entre a intensidade de atenção e as propriedades do material. O estudo não mostrou que seria possível mover materiais físicos com a mente, mas mostrou que é possível controlar remotamente um material apenas com o pensamento.

Essa tecnologia abre caminho para materiais controlados pela mente que monitorem a saúde e para sensores inteligentes.

Comunicação cérebro-cérebro

A telecinese impressiona, mas e a telepatia?

A comunicação cérebro-cérebro não é algo novo. Estudos anteriores que usaram configurações não invasivas fizeram com que os participantes fizessem 20 perguntas com suas ondas cerebrais. Outro estudo mostrou uma BrainNet que possibilitou que três voluntários participassem de um jogo semelhante ao Tetris usando apenas ondas cerebrais.

Um novo estudo questionou se as metasuperfícies poderiam fazer o mesmo. Liderado pelo Dr. Tie Jun Cui, do Instituto de Espaço Eletromagnético da Universidade do Sudeste da China, o estudo vinculou um conhecido sinal de ondas cerebrais, P300, às propriedades de uma metasuperfície. Sua configuração, eletromagnética cérebro-computador-metasuperfície (EBCM), usou ondas cerebrais para controlar um tipo específico de metasuperfície conhecido como metasuperfície de informação, que pode codificar 0s e 1s como uma placa de circuito eletrônico.

O experimento contou com dois voluntários: um transmissor e um receptor. O transmissor teve suas ondas cerebrais monitoradas com EEG, com foco específico no sinal P300. Os sinais foram decodificados em código binário usado para controlar as propriedades da metasuperfície do transmissor. A mudanças para wireless alterou a metasuperfície do receptor, que foi então decodificada e traduzida de volta em informações de texto para o receptor ler. Essa configuração transmitiu com sucesso quatro sequências de texto: “hello world”, “Hi, Sue”, “Hi, Scut” e “BCI metasurface”.

Ainda estamos longe da telecinesia e telepatia com uso de tecnologia. Mas esses superpoderes podem estar mais próximo do que imaginávamos.

“Nosso trabalho pode criar uma nova direção para explorar a profunda integração da metasuperfície, a inteligência do cérebro humano e a inteligência artificial, de modo a construir novas gerações de sistemas de metasuperfície biointeligentes”, prevê Cui.

Fontes: SingularityHub e estudos citados no texto.