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Caverna Digital, quebrando paradigmas

Inaugurada em 2001, plataforma de computação e visualização de processos é utilizada para tomada de decisões críticas em engenharia.

O mito da “Caverna de Platão”, em que os prisioneiros de uma gruta conheciam o mundo externo através das sombras projetadas no interior da edificação, serviu de inspiração para a primeira caverna digital do hemisfério sul. Desenvolvida pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP), além do nome em comum com a alegoria do filósofo grego, por meio de imagens, sons e sensações nela criadas também se tem a nítida sensação de que ela representa a realidade.

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Inaugurada em 2001, sob a coordenação do Núcleo de Realidade Virtual do Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Poli, a Caverna Digital brasileira possui o formato de um cubo, com cinco faces de 3x3 metros, onde são projetadas imagens tridimensionais. Já existente nos EUA e na Europa, sob os nomes, respectivamente, de Cave (Cave Automatic Virtual Enviroment) e Cube, ela foi o primeiro sistema de realidade virtual avançado lançado na América Latina. E representou a quebra de um grande paradigma tecnológico brasileiro.

“Nós conseguimos nacionalizar tecnologias de ponta para desenvolver a caverna”, lembra o coordenador do projeto, o professor Marcelo Zuffo. “Até então, a realidade virtual era uma tecnologia inacessível no País. Existiam pouquíssimos sistemas, que eram muito defasados tecnologicamente e sem escala comercial”, conta.

No total, 24 computadores aglomerados – chamados de clusters – trabalham em conjunto na caverna digital brasileira. Apresentando um desempenho similar e a um custo muito mais baixo do que as supermáquinas gráficas utilizadas em outros lugares no mundo, elas são capazes de recriar virtualmente o universo possível e o inimaginável.

Decisões críticas – Classificada tecnicamente como um sistema eletrônico totalmente imersivo, a caverna digital é uma plataforma de computação e visualização de desempenho de processos. Através da combinação da projeção de imagens tridimensionais com o uso de óculos especiais, além de interfaces que estimulam sensações sonoras e táteis, ela é utilizada para tomadas de decisões críticas em engenharia. A simulação da perfuração de uma bacia de óleo e gás e a construção de protótipos de automóveis, aeronaves e imóveis, por exemplo, podem ser feitas a um custo muito inferior ao de uma maquete real.

Em função dessa versatilidade, a plataforma é mais utilizada por indústrias intensivas no uso de tecnologias, como a petrolífera, a aeronáutica e a automotiva. Porém, mais recentemente, também passou a ser usada por setores como os de turismo, medicina e energia, para simulação de cirurgias, de pontos turísticos, entre outras situações. “Nós já fizemos parcerias com a Secretaria do Patrimônio Histórico de São Paulo, com as Faculdades de Medicina e de Odontologia da USP e empresas como Furnas, Eletropaulo e Embraer”, enumera Zuffo.

Atualmente, a caverna digital participa de diversas redes temáticas de computação científica e visualização, como a Rede Galileu e a Rede Brasileira de Visualização (RBV). Com foco específico no setor petrolífero, a Rede Galileu foi criada pela Petrobras para solucionar por meio de cálculos e simulações numéricas os complexos desafios de exploração da camada do pré-sal.

“Os custos envolvidos na exploração de uma bacia de óleo e gás por uma empresa petrolífera são muito altos e qualquer facilitador para a decisão é importante”, explica Zuffo. “E na caverna digital é possível fazer desde a simulação dinâmica de uma plataforma até processos geofísicos e logísticos”, explica.

Pesquisas influenciaram o padrão brasileiro de TV digital

Algumas das pesquisas realizadas na caverna digital da Poli estão tendo impacto direto no dia-a-dia dos brasileiros. As sobre televisão digital, por exemplo, influenciaram diretamente na escolha dos padrões técnicos do novo sistema de TV adotado no País. “Nós tivemos uma convicção muito forte ao defender a adoção do padrão do HD - high definition, da sigla em inglês – e da tecnologia de televisão 3D no Brasil”, diz o diretor do Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Poli, Marcelo Zuffo. “E fomos responsáveis por emplacar a TV de alta definição no País, suportando o padrão de codificação H264 e a norma de áudio multicanal”, afirma.

O LSI também foi pioneiro na transmissão da primeira produção em formato HD 3D na televisão brasileira. Produzido em parceria com a TV USP, o documentário sobre a nave Mário Schenberg, localizada no Parque de Ciência e Tecnologia (Cientec) da USP, foi ao ar pela TV Cultura em março de 2008. Desde então, já co-produziu, ao todo, cinco filmes em associação com a TV USP, o Cientec e emissoras de tevê como Cultura e o Espaço Catavento. O LSI também está consolidando uma metodologia para gravação em HD 3D.

De acordo com Zuffo, hoje a gravação de cinco minutos de um vídeo nesse formato demanda sete meses de trabalho, em 100 computadores, que trabalham 24 horas por dia para concluí-lo. Mas o problema maior está em sua exibição. “Não existem ainda displays 3D de baixo custo no Brasil para visualizar esses vídeos no Brasil, mas nós já estamos produzindo”, revela. “Com qualquer tipo de óculos as pessoas poderão assistir a essas produções”, antecipa.

Algumas das produções em HD 3D feitas pelo LSI podem ser vistas no recém inaugurado Espaço Catavento, em São Paulo. Neste museu de ciências interativo criado pelo Governo do Estado de São Paulo, o público tem a oportunidade de fazer um passeio virtual de asa-delta em 3D no Rio de Janeiro e ter contato com instalações como o planetário e a árvore da vida.

Todo o sistema eletrônico das instalações do Espaço Catavento, incluindo as telas de projeção, o conteúdo, a infraestrutura computacional e os óculos para visualização das imagens foi desenvolvido pelo LSI a um custo três vezes menor do que se tivesse sido importado. E suas telas, de 3x12 metros, que utilizam oito projetores de imagem, representam a atual linha de pesquisa do Laboratório. “Hoje um dos nossos objetivos é realizar pesquisas com displays de grandes dimensões”, afirma Zuffo. “Estamos pensando em desenvolver projetos de displays monumentais e novos sistemas de realidade virtual exclusivos, mais avançados que os similares no resto do mundo”, revela.

Já bastante difundida no Brasil por intermédio da indústria de entretenimento, de a tendência é que cada vez mais a realidade virtual saia do laboratório e invada as casas das pessoas. “Nós vemos que o Brasil desponta como um País que consome muita realidade virtual, e queremos que essa tecnologia seja consumida à luz de uma engenharia feita aqui”, conclui.