LNCC

O Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC/MCTIC) há 40 anos vem atuando como unidade de pesquisa científica e de desenvolvimento tecnológico do MCTIC na área de modelagem computacional e computação científica de alto desempenho. No ano de 2000, foi implementado o curso de pós-graduação em Modelagem Computacional do LNCC com caráter multidisciplinar abrangendo as áreas de engenharia, matemática, computação, biologia, dentre outras, através das seguintes linhas de pesquisa:

• Modelagem Computacional. Modelagem computacional é uma área de conhecimento multidisciplinar que lida com pesquisa e desenvolvimento de métodos para compreensão e solução de problemas com embasamento na fenomenologia, na matemática e na computação, em áreas tão abrangentes quanto as engenharias e as ciências exatas, econômicas, biológicas, humanas e ambientais, dentre outras.


• Métodos Numéricos. A linha de pesquisa é voltada ao desenvolvimento e análise matemática de técnicas e algoritmos numéricos para a simulação computacional de fenômenos complexos. Mais especificamente, a pesquisa caracteriza-se por uma ou mais das seguintes etapas: Construção formal de métodos numéricos, análise numérica dos métodos numéricos e desenvolvimento de algoritmos computacionais implementação de métodos numéricos.


• Sistemas, Controle e Sinais. A Teoria de Sistemas, Controle e Sinais tem como objetivo o estudo do comportamento de sistemas dinâmicos, visando a atingir determinados padrões de referências do estado ou da saída do sistema. É uma área intrinsecamente interdisciplinar. Como as técnicas oriundas dessa área dependem, entre outros, do modelo utilizado, do conjunto de informações disponíveis sobre os parâmetros e variáveis do modelo e do tipo de incertezas consideradas, ela é uma área de pesquisa bastante abrangente. Tem aplicações nas mais variadas áreas das ciências e engenharias, incluindo ecologia, economia e robótica, e tem sido reconhecida como fundamental no desenvolvimento de novas áreas, da nanotecnologia à regulação de células.


• Computação. A linha de pesquisa é focada nos desafios e paradigmas que surgem na computação como um todo e especificamente na computação massivamente paralela e distribuída, na computação quântica, na visualização científica e nos ambientes colaborativos de realidade virtual e aumentada e de interconectividade oferecida por redes de computadores, no desenvolvimento de banco de dados de maneira a impactar a pesquisa e o desenvolvimento de modelos, métodos e algoritmos robustos e altamente eficientes, do ponto de vista computacional.


• Biologia Computacional. A Biologia Computacional tem como objetivo integrar conhecimentos da Ciência da Computação, Matemática Aplicada e Estatística com a Biologia para o desenvolvimento de modelos e ferramentas computacionais que permitam analisar dados e fenômenos biológicos.


• Petróleo, Agua e Gás. No cumprimento da sua missão, o LNCC tem concentrado esforços em algumas áreas estratégicas, entre elas recursos hídricos, qualidade de águas subterrâneas, petróleo e gás e armazenamento de dióxido de carbono. Nesse contexto, tem interagido fortemente com a comunidade acadêmica e com o setor produtivo nacional. Especificamente nos temas petróleo e gás, em cooperação com a PETROBRAS, o LNCC tem atuado em áreas de interesse estratégico, tais como a modelagem determinística e estocástica e a simulação computacional de escoamentos miscíveis e imiscíveis incorporando acoplamento geomecânico em reservatórios de petróleo altamente heterogêneos, na avaliação da capacidade de carga residual computacional de escoamentos miscíveis e imiscíveis de dutos corroídos, na análise de dutos em zig-zag e de tensões em armaduras de risers flexíveis e na visualização de plataformas de exploração de campos de petróleo ao largo da costa (offshore).


• Medicina Assistida por Computação Científica. O avanço da Computação Científica gera, na área médica, grandes e profundas modificações ao permitir:
  • a síntese do diagnóstico por imagem que, acoplada à modelagem e simulação, permite o desenvolvimento de novas técnicas terapêuticas em tempo real, para melhorar procedimentos e tratamentos médicos;
  • o desenvolvimento de modelos e simuladores precisos dos diversos sistemas do corpo humano e da sua interrelação, que integram anatomia, fisiologia, propriedades biomecânicas, biologia celular e bioquímica, para aplicações terapêuticas, de pesquisa, de formação e de treinamento de recursos humanos;
  • o desenvolvimento de um “corpo virtual” para cada paciente, de maneira a servir como um repositório para diagnóstico, patologias e outras informações médicas sobre o paciente. Esse “corpo virtual” permite aumentar a comunicação entre paciente e médico e fornece referência para exames, patologias e mudanças que acontecem com o passar do tempo;
  • a utilização de modelos e simuladores de alta precisão, para planejamento cirúrgico, treinamento e credenciamento médico. Os simuladores permitem verdadeira interação do usuário com órgãos humanos simulados, com propriedades físicas e fisiológicas realísticas, úteis para educação e pesquisa e desenvolvimento de aplicações médicas.