Linhas de Pesquisa
O PPGIO está estruturado em uma única área de concentração – Instrumentação e Fotônica – e desenvolve duas linhas de pesquisa principais:
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Dispositivos e Sistemas Ópticos Aplicados:
(1) Desenvolvimento de Sensores Ópticos e Sistemas e (2) Dispositivos Fotônicos Aplicados a Telecomunicações e Telemetria. Tendo como objetivos o desenvolvimento de dispositivos e sistemas ópticos, englobando desde técnicas e metodologias para análise, projeto e fabricação de fibras ópticas, redes ópticas e sensores, até aplicações em sistemas integrados, WDM, FSO e holográficos. -
Instrumentação Científica e Tecnológica:
(1) Processamento de Sinais Aplicado à Instrumentação e (2) Caracterização física e eletroquímica de materiais e desenvolvimento de sensores, detectores e técnicas de medidas. Dedica-se ao desenvolvimento e aplicação de novas metodologias de medição, com soluções para problemas em engenharia elétrica, física, química e biologia, incluindo sensores, detectores, módulos de aquisição e sistemas de processamento de sinais, bem como o reconhecimento de padrões e a criação de protótipos para monitoramento ambiental e agrícola.
Detalhadamente, as linhas desenvolvem:
A linha de pesquisa de dispositivos e sistemas ópticos aplicados ocupa-se de técnicas e metodologias para análise, projeto e desenvolvimento de dispositivos e sistemas ópticos. Dentre os dispositivos contemplados, podem-se citar as fibras ópticas poliméricas, as redes ópticas, os amplificadores ópticos e os sensores ópticos, incluindo aqueles construídos à base de materiais nano estruturados a serem desenvolvidos no programa pelos professores que trabalham neste campo, entre outros. Com relação aos sistemas ópticos, incluem-se as redes de acesso, redes e sistemas WDM, sistemas FSO, sistemas de sensores ópticos, sensores ópticos monitorados remotamente e sistemas ópticos integrados e holográficos.
Por sua vez, a linha de pesquisa em instrumentação científica e tecnológica aborda os aspectos fundamentais para o desenvolvimento e aplicação de novos processos e instrumentos de medidas aplicados à engenharia elétrica, física, química, biologia, e suas interfaces. Neste escopo, espera-se o desenvolvimento de processos de medida, gerando soluções nacionalizadas para problemas em Engenharia (tecnologia de vácuo, eletrônica), Física Básica, assim como em Física Aplicada. Ainda nesse contexto, prevê-se a busca por soluções tecnológicas para questões relativas à confecção de novos dispositivos, novos experimentos e sistemas de medidas físicas e eletrônicas como, por exemplo: sensores, detectores, módulos de aquisição, controle e processamento de sinais, dispositivos e interfaces, desenvolvimento de dispositivos e métodos de medida, monitoramento ambiental e agricultura. Além disso, são pertinentes a esta linha de pesquisa estudos de reconhecimento de padrões, desenvolvimento de protótipos e tecnologias aplicadas a diversos ramos da pesquisa experimental e aplicada.
Essas atividades são realizadas nas duas linhas de pesquisa, reforçando o caráter interdepartamental e multidisciplinar do programa, que segue rigorosamente as diretrizes e regulamentações educacionais.
Abaixo estão descritas sucintamente as diversas atividades que fortalecem áreas estratégicas, contribuindo significativamente para o avanço científico e tecnológico, que estão sendo desenvolvidas pelo corpo docente em conjunto com os discentes e egressos:
1. Nanomateriais para Energia Sustentável: desenvolvimento de supercapacitores híbridos e células solares orgânicas, fundamentais para gerar e armazenar energia com eficiência e baixo custo.
2. Tecnologias para H₂ Verde: criação de métodos avançados para produção e armazenamento de hidrogênio verde, crucial para a transição energética global.
3. Instrumentação em UHV: aperfeiçoamento de dispositivos para medições com feixes de partículas em ultra alto vácuo, essenciais para pesquisas em física de materiais e nanotecnologia.
4. Algoritmos Adaptativos: desenvolvimento de técnicas para identificação de sistemas e cancelamento de ruído, melhorando a precisão dos sinais.
5. Medição de Campos Eletromagnéticos: Avanços em técnicas de mensuração de CEM em altas frequências, indispensáveis para telecomunicações e dispositivos modernos.
6. Interfaces Eletrônicas e Software: Criação de interfaces digitais inovadoras para integração com sensores, aumentando a eficiência na coleta e processamento de dados.
7. Detecção de Partículas: Aperfeiçoamento de sistemas para a detecção de partículas elementares em experimentos de alta energia.
8. Reciclagem de Resíduos Sólidos: desenvolvimento de métodos para tratamento e reciclagem, promovendo a sustentabilidade industrial.
9. Biossensores para poluição: criação de dispositivos analíticos que monitoram e remedeiam contaminantes em diferentes ambientes.
10. Sensores Ópticos: Avanços no desenvolvimento de dispositivos ópticos para telecomunicações e telemetria.
11. Telecomunicações com IA: otimização de sistemas de comunicação via redes sem fio e inteligência artificial, reduzindo latência e aumentando a capacidade de transmissão.
12. Machine Learning em Medicina Regenerativa: Aplicação de técnicas de aprendizado de máquina para aprimorar diagnósticos e terapias.
13. Redes Adaptativas e Robótica: desenvolvimento de sistemas inteligentes para melhorar a automação e o controle em robótica.
Essas iniciativas geram soluções inovadoras e sustentáveis com impacto nos setores de energia, saúde, meio ambiente e telecomunicações, consolidando a contribuição do projeto para o avanço tecnológico e científico. A estratégia das teses do programa visa impulsionar o conhecimento em instrumentação e fotônica. Isso inclui aplicações em sensores de fibra óptica, dispositivos fotônicos e no desenvolvimento de sistemas experimentais de medidas físicas com processamento de sinais ultrarrápido. Além disso, busca fontes de energia renovável de baixo custo.