Tecnologias Óticas de Precisão para Imagiologia e Mitigação de Aberrações

O projecto OPTIMA alavanca um conjunto de objectivos estratégicos e operacionais suportados pela a geração e transferência de competências avançadas, desenvolvidas em torno de uma plataforma de óptica adaptativa (AO) de nova geração. Esta plataforma terá como missão permitir a validação de controladores inteligentes de frente de onda aplicáveis à nova geração de instrumentos ELT, testando a sua aplicabilidade e robustez em cenários realistas de perturbação óptica e variação atmosférica. Entre os principais objectivos destacam-se: Desenvolver uma infraestrutura modular e reconfigurável, capaz de simular diferentes condições de funcionamento, incluindo perturbações ópticas não triviais e relevantes em particular para os cenários de operação no ELT, como Low Wind Effect, vibração mecânica e aberrações não comuns no trajecto óptico (NCPA). Implementar um sistema de controlo em tempo real com arquitetura CPU/GPU, capaz de executar algoritmos lineares clássicos e algoritmos baseados em IA (CNNs, RL, controladores híbridos). Demonstrar correcção de frente de onda com erro residual = 100 nm RMS, em testes em cenários de relação sinal-ruído = 5, demonstrando a eficácia da plataforma na compensação de distorções atmosféricas em condições extremas. Testar pelo menos 3 algoritmos inteligentes distintos, incluindo modelos convolucionais, de aprendizagem por reforço e modelos híbridos, e demonstrar uma melhoria de pelo menos 20 % face aos métodos de controlo de referência em termos de qualidade óptica (por exemplo o rácio de Strehl). Desenvolver um sistema flexível para diversas resoluções de sensores usando treino dos modelos de IA e técnicas de super-resolução (desenvolvidas originalmente pela FEUP) Implementar um sistema de auto-calibração, permitindo a estimação em tempo real de parâmetros críticos (e.g., centragem dinâmica, ganho óptico) a partir da telemetria e reduzindo o tempo entre execuções. Criar uma base de dados científica em formato AOT (Adaptive Optics Telemetry) com dados anotados e categorizados, que permita treino e benchmarking de modelos IA, fomentando a reprodutibilidade, reutilização e partilha de dados entre grupos académicos e industriais. Promover aplicações industriais da plataforma, desenvolvendo e construindo um demonstrador orientado para comunicações ópticas em espaço livre (FSOC). Estabelecer casos de uso para transferência tecnológica noutros domínios como monitorização do espaço orbital e microscopia. Desenvolver capacidades nacionais para participar em concursos internacionais, através da maturação tecnológica (TRL 4–5) dos componentes e subsistemas críticos, como pipelines de IA e arquitecturas de controlo inteligente. Estabelecer um programa de disseminação e valorização que inclua publicações científicas, apresentações em conferências internacionais, organização de workshops temáticos com a indústria e disponibilização pública de software e dados (open science). Estes objectivos estão alinhados com as prioridades da RIS3, os roteiros tecnológicos do ESO e as metas do Portugal 2030, contribuindo para a criação de valor, inovação e competitividade, bem como para o reforço da soberania tecnológica nacional em áreas de elevado potencial de crescimento.