KAIST mapeia caminhos em chips de memória enquanto GIST avança em interfaces de IA e POSTECH lança novo programa

Pequenas saliências nos eletrodos dão pistas para uma memória mais estável

Pesquisadores do KAIST reconstruíram caminhos elétricos dentro de uma camada de dióxido de titânio com apenas 10 nanômetros de espessura e descobriram que pequenas saliências em um eletrodo de platina ajudam a orientar os pontos em que esses caminhos se conectam. A equipe removeu cerca de 0,1 nanômetro de material por vez e combinou 100 mapas de corrente para revelar estruturas ocultas em uma tecnologia candidata a futuros chips de memória.

Os resultados fazem parte de uma série de novidades anunciadas por universidades sul-coreanas de ciência em 12 de novembro. O Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju (GIST) informou que recebeu prêmios por pesquisas sobre a geração de efeitos visuais e a reprodução do tato, além de ter realizado um workshop com a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) sobre modelos digitais para a agricultura. A POSTECH anunciou um programa de pós-graduação que conecta inteligência artificial à cognição humana, à ética e às políticas públicas.

Cada iniciativa aborda um problema prático diferente: fazer a memória eletrônica funcionar de forma consistente, oferecer às pessoas maneiras mais diretas de criar e sentir conteúdos digitais, testar tecnologias agrícolas em condições reais e formar pesquisadores capazes de conectar a engenharia de IA a seus efeitos na sociedade.

No KAIST, os grupos envolvidos foram liderados pelos professores de ciência e engenharia de materiais Hong Seung-bum e Park Sang-hee. A principal descoberta se repetiu em cinco caminhos elétricos formados em pontos distintos: eles tendiam a terminar em pequenas saliências, e não nas áreas planas do eletrodo inferior.

Por que um chip de memória precisa de um caminho de corrente previsível

A memória resistiva de acesso aleatório, ou RRAM, armazena informações alterando a facilidade com que a eletricidade atravessa uma fina camada de material. Um caminho estreito de condução, chamado filamento condutor, permite a passagem da corrente. Romper ou enfraquecer essa conexão gera um estado de maior resistência elétrica. Os dois estados podem representar os valores digitais zero e um.

A RRAM mantém as informações mesmo quando a energia é desligada. Sua estrutura simples e a rapidez de comutação também a tornam atraente para pesquisas sobre dispositivos de armazenamento e hardware de computação inspirado nas redes de células nervosas do cérebro.

Um filamento que se forma de maneira diferente a cada vez cria uma dificuldade prática. Sua localização e seu formato afetam a tensão necessária para gravar ou apagar informações, de modo que variações no material podem dificultar o funcionamento consistente do dispositivo. O experimento do KAIST investigou como a superfície sob esse material ajuda a moldar o caminho condutor.

Construção de uma imagem tridimensional, uma fatia por vez

A equipe do KAIST estudou dióxido de titânio sobre um eletrodo de platina. Um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro; portanto, toda a camada de 10 nanômetros está muito abaixo do que uma pessoa consegue examinar com um microscópio comum.

Os pesquisadores usaram um microscópio de força atômica condutivo, um instrumento com uma ponta fina capaz de sondar uma superfície e medir a corrente elétrica. Uma ponta rígida de diamante monocristalino removeu material sob maior pressão. Em seguida, varreduras com menor pressão mediram por onde a corrente passava na nova profundidade exposta.

A repetição do processo 100 vezes produziu 100 mapas. Cada etapa de remoção correspondia a cerca de um centésimo da espessura original da camada: 0,1 nanômetro de um total de 10 nanômetros. Ao sobrepor os mapas, os pesquisadores reconstruíram o volume do filamento, como a combinação de fatias pode revelar o interior de um objeto. Nesse caso, porém, a amostra foi desgastada fisicamente durante as medições.

O filamento reconstruído tinha formato de funil: era mais largo perto da sonda superior e mais estreito em direção ao eletrodo de platina abaixo. Uma região constrita, descrita como um gargalo, apareceu cerca de 0,8 nanômetro abaixo da sonda. Esse detalhe deu à equipe outro aspecto a explicar, além do ponto final do filamento.

Como a superfície do eletrodo orienta o crescimento

Os cinco filamentos formados de maneira independente tendiam a se conectar a saliências na superfície de platina. Um eletrodo que parece liso em escala maior ainda pode ter picos e depressões de apenas alguns nanômetros, e essas características afetam as condições elétricas ao seu redor.

Os pesquisadores associaram esse padrão à concentração do campo elétrico, o ambiente de forças que movimenta cargas elétricas. Pontas podem concentrar esse campo, de forma semelhante à extremidade de um para-raios. Cálculos que usaram o método das diferenças finitas, que estima um campo em muitos pontos pequenos, deram respaldo a essa explicação.

As simulações mostraram campos mais fortes ao redor tanto da sonda superior quanto das saliências no eletrodo inferior. A equipe interpretou essas concentrações como fatores que orientam o crescimento e a conexão final do filamento.

O dióxido de titânio pode conter vacâncias de oxigênio, locais onde faltam átomos de oxigênio. Essas vacâncias ajudam a tornar possíveis os caminhos condutores. Com base nas medições de corrente, os pesquisadores inferiram que elas se concentravam em direção ao centro do filamento, perto do eletrodo inferior. Também propuseram que diferenças entre a criação e o deslocamento das vacâncias poderiam explicar o gargalo estreito próximo à parte superior.

Próximos passos da pesquisa do KAIST

Hong Seung-bum, professor de ciência e engenharia de materiais do KAIST e autor correspondente do artigo, descreveu a relação entre o filamento e o eletrodo como a principal contribuição do estudo:

"Este estudo vai além de simplesmente observar a forma tridimensional dos filamentos condutores. Sua importância está em relacionar o formato e as posições finais deles à nanoestrutura real do eletrodo", disse Hong.

O próximo passo da pesquisa é testar se o projeto deliberado das superfícies dos eletrodos pode fazer com que filamentos se formem em locais escolhidos em dispositivos de memória em funcionamento. Será preciso medir a vida útil da memória, a velocidade de gravação e a consistência operacional para determinar os ganhos práticos. A equipe planeja examinar diferentes materiais para eletrodos, formatos de superfície, composições de óxido e condições de operação.

Park Kun-woo, aluno do programa integrado de mestrado e doutorado do KAIST, foi o primeiro autor. O artigo, intitulado Three-Dimensional Visualization of Conductive Filaments in TiO2 via Conductive Atomic Force Microscopy Tomography, foi publicado on-line na Nano Letters em 11 de agosto.

O trabalho recebeu apoio do Ministério da Ciência e das TIC e do programa de pesquisa básica da Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia, além de uma colaboração estratégica de pesquisa com a Divisão de Soluções para Dispositivos da Samsung Electronics. O estudo coloca a geometria da superfície do eletrodo entre as variáveis que os pesquisadores podem investigar para reduzir as variações no funcionamento da RRAM.

GIST transforma ideias escritas em efeitos visuais editáveis

O Laboratório de Sistemas Inteligentes Centrados no Ser Humano do GIST, liderado por Kim Seungjun, professor da Escola de Inteligência Artificial, apresentou quatro artigos no ACM UIST 2026, em Detroit, de 2 a 5 de novembro. A conferência se concentra em tecnologias que moldam a maneira como as pessoas interagem com computadores.

O laboratório recebeu o prêmio de Melhor Artigo pelo SpeLL, um sistema que cria um rascunho de um efeito visual tridimensional a partir de uma descrição escrita pelo usuário. Depois, o resultado pode ser modificado e editado com IA generativa.

Esse rascunho editável é a etapa útil entre descrever uma ideia e aprimorar sua aparência. Em vez de produzir um resultado fixo, o processo oferece ao usuário um material que pode ser revisado. Um pedido escrito se transforma em ponto de partida para novas decisões criativas.

O SpeLL aborda uma parte diferente da experiência computacional em comparação com o experimento de memória do KAIST. Os pesquisadores do KAIST estudaram as estruturas físicas que governam a corrente dentro de um material; o sistema do GIST muda a forma como uma pessoa comunica ao software o resultado visual que deseja.

O tato se torna outro canal de interação digital

Dois artigos produzidos em conjunto por pesquisadores do GIST e do MIT examinaram interfaces hápticas para realidade virtual e objetos do cotidiano. Háptica é a comunicação por meio do tato, que usa sensações físicas como parte da interação com um computador ou ambiente digital.

O GIST também recebeu o prêmio de Melhor Pôster, escolhido pelos participantes, pelo Surf-Roll, uma tecnologia criada para transmitir às pontas dos dedos sensações de superfícies escorregadias ou pegajosas. Essas características dizem respeito à sensação da superfície ao ser tocada ou percorrida, e não apenas à sua aparência.

Os projetos ampliam o trabalho do laboratório para além da produção visual. O SpeLL ajuda o usuário a moldar um efeito por meio da linguagem, enquanto os estudos hápticos investigam como uma interface pode transmitir informações pelo corpo. Para quem usa realidade virtual, o tato passa a integrar a experiência junto com as imagens.

GIST e FAO estudam modelos digitais para a agricultura

Em 11 de novembro, o GIST sediou, com a FAO e a Universidade Nacional de Sunchon, um workshop de especialistas sobre o desenvolvimento de gêmeos digitais agrícolas. Mais de 20 especialistas da Coreia do Sul e de outros países se reuniram no Edifício A do GIST College para discutir IA, agricultura, cadeias de abastecimento de alimentos e cooperação internacional.

Um gêmeo digital é uma representação computacional conectada a um objeto ou processo real por meio de dados. Na agricultura e nas cadeias de abastecimento de alimentos, o objetivo é representar as condições reais com precisão suficiente para ajudar a analisar operações e possíveis mudanças.

Pesquisadores do GIST e da Universidade Nacional de Sunchon, junto com representantes de empresas nacionais, apresentaram trabalhos de desenvolvimento e demonstrações de tecnologia. Em seguida, um painel discutiu possíveis aplicações, barreiras à adoção e prioridades para projetos.

As instituições participantes planejam definir temas de pesquisa conjunta, selecionar áreas prioritárias para testes e avaliar gradualmente o uso prático em contextos agrícolas. O trabalho imediato se concentra em escolher o que validar e onde. Isso dá à colaboração uma sequência concreta entre a demonstração técnica e a aplicação em campo.

POSTECH conecta engenharia de IA a pessoas e políticas públicas

A POSTECH criou o programa de pós-graduação IA Centrada no Ser Humano e Sociedade, conhecido como HAIS, na Divisão de Humanidades e Ciências Sociais. Os primeiros alunos ingressarão no primeiro semestre do ano acadêmico de 2027.

Docentes que estudam engenharia de IA participarão ao lado de colegas de filosofia e ética, economia e políticas públicas, sociedade e cultura, e cognição humana. O programa reúne o desenvolvimento técnico e questões sobre o comportamento humano e as instituições em uma mesma estrutura educacional.

As duas áreas de concentração são Ser Humano e Cognição e Sociedade e Governança. Quatro módulos especializados abrangem mídia, cultura e narrativa; mente, cérebro e cognição; economia aplicada e políticas públicas; e ética em IA e estruturas institucionais.

A grade curricular abre espaço para estudar tanto como as pessoas pensam quanto como regras e decisões públicas moldam o uso da IA. Esses temas se relacionam diretamente às escolhas práticas levantadas pelos projetos das outras universidades: como as pessoas orientam softwares criativos, vivenciam ambientes digitais e decidem onde testar primeiro a IA agrícola.

A POSTECH programou uma sessão informativa sobre o processo seletivo, com participação presencial e on-line, para 17 de novembro. As inscrições para a primeira turma estão previstas para o período de 1º a 11 de dezembro.

Datas da publicação à primeira turma

Os anúncios reúnem pesquisas concluídas, reconhecimento em conferência, um workshop de planejamento e um processo seletivo futuro. A sequência vai da publicação do artigo do KAIST à entrada da primeira turma da POSTECH em 2027.

• 11 de agosto: o artigo do KAIST sobre imagens de filamentos foi publicado on-line na Nano Letters.
• De 2 a 5 de novembro de 2026: o ACM UIST foi realizado em Detroit, onde o GIST apresentou suas pesquisas e recebeu dois prêmios.
• 11 de novembro: GIST, FAO e Universidade Nacional de Sunchon realizaram o workshop sobre gêmeos digitais agrícolas.
• 12 de novembro: as universidades anunciaram seus avanços em pesquisa e planos para programas.
• 17 de novembro: a POSTECH programou a sessão informativa sobre o processo seletivo do HAIS.
• De 1º a 11 de dezembro: período previsto pela POSTECH para as inscrições da primeira turma do HAIS.
• Primeiro semestre de 2027: o novo programa de pós-graduação receberá seus primeiros alunos.

Pontos principais

• O KAIST reconstruiu caminhos de corrente em um material de memória de 10 nanômetros usando 100 mapas feitos em profundidades sucessivas.
• Cinco filamentos tenderam a se conectar a pequenas saliências em um eletrodo de platina, padrão respaldado por simulações de campo elétrico.
• Experimentos futuros testarão projetos de superfície e medirão seus efeitos em dispositivos de memória em funcionamento.
• O GIST recebeu prêmios pelo SpeLL, que gera efeitos visuais editáveis, e pelo Surf-Roll, que transmite sensações de superfícies às pontas dos dedos.
• GIST, FAO e Universidade Nacional de Sunchon estão definindo prioridades de pesquisa e testes para gêmeos digitais agrícolas.
• O programa de pós-graduação HAIS da POSTECH começará em 2027, com inscrições previstas de 1º a 11 de dezembro.