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Transferência de tecnologia na NASA: adaptando invenções espaciais para o cotidiano terráqueo

Junho de 2022

James Nurton, escritor independente

SHINE (Beyond Limits): O mecanismo de inferência diagnóstica
para naves espaciais (SHINE), desenvolvido pelo Laboratório de
Propulsão a Jato da NASA, demonstrou seu potencial pela
primeira vez ao identificar uma anomalia no sistema de telemetria
da Voyager, pouco antes de a sonda espacial iniciar sua aproximação
de Netuno, em 1989. Desde então, o software tem sido usado para
monitorar as condições operacionais de uma série de sistemas
da NASA. (Foto: cortesia da NASA)

O tradicional programa de transferência de tecnologia da NASA vem sendo ampliado para atender startups e um número maior e mais diverso de empreendedores, possibilitando que invenções da era espacial transformem uma grande variedade de produtos, de bicicletas a equipamentos médicos.

Em 2022, a startup norte-americana The SMART Tire Company lançará um modelo de pneu revolucionário para mountain bikes. Feito com uma liga de níquel e titânio, o pneu METL não usa ar e se caracteriza por uma elasticidade extraordinária, apresentando durabilidade muito superior à dos pneus de borracha tradicionais, não sendo sujeito a furos e gerando muito menos resíduos.

Mas a tecnologia por trás do pneu METL não foi desenvolvida por um fabricante de pneus ou autopeças. Sua origem é o Centro de Pesquisa Glenn da NASA, em Cleveland. A ideia de criar um pneu que não seja pneumático não é nova: remonta ao veículo lunar dos anos 1960. Em desenvolvimento desde então, a tecnologia também será usada no veículo Fetch Rover, que partirá com destino a Marte em 2026.

A NASA sabia que a tecnologia radial de liga com memória de forma (SMART, na sigla em inglês) também poderia ser usada em veículos na Terra e a disponibilizou por meio de licenciamento. Em 2020, os fundadores da The SMART Tire Company, Brian Yennie e Earl Cole, foram selecionados para participar do programa NASA Startup Studio e obtiveram uma licença que lhes permitia usar as patentes da agência espacial na fabricação de pneus para bicicletas. “É um desenvolvimento muito interessante da tecnologia”, diz Daniel Lockney, chefe do programa de transferência de tecnologia na sede da NASA, em Washington, DC. “Agora eles mudaram a empresa para Akron, em Ohio, e estão com planos de expansão.”

A lei nacional da aeronáutica e do espaço, de 1958, estipula que todos os desenvolvimentos científicos e de engenharia devem ser disponibilizados em benefício da sociedade.

Darryl Mitchell, diretor de transferência de tecnologia, Centro de Voos Espaciais Goddard

Originário do espaço sideral

As transferências de tecnologia são um elemento central da missão da NASA desde a criação da agência. Como diz Darryl Mitchell, diretor de transferência de tecnologia do Centro de Voos Espaciais Goddard: “A lei nacional da aeronáutica e do espaço, de 1958, estipula que todos os desenvolvimentos científicos e de engenharia devem ser disponibilizados em benefício da sociedade”. Atualmente, a NASA mantém um amplo programa de transferência de tecnologia em todos os seus dez centros de campo, diz Mitchell: “O programa fortalece a imagem da agência, gera empregos e cria um sistema de escoamento para determinadas tecnologias.”

Com uma equipe que totaliza cerca de 11 mil cientistas e engenheiros, a NASA é um dos polos de inovação mais produtivos do mundo. O programa de transferência de tecnologia identifica aproximadamente 1,6 mil novas tecnologias por ano, com diversas aplicações. No Centro de Voos Espaciais Goddard, por exemplo, Mitchell diz que muitas pesquisas são voltadas para sensores e detectores, que posteriormente podem vir a ser transferidas para o setor de medicina diagnóstica.

Desde as primeiras expedições espaciais, os astronautas levam consigo câmeras para retratar e compartilhar suas experiências com os que ficaram na Terra. Aqui, um astronauta tira um autorretrato durante um passeio espacial. (Foto: cortesia da NASA)

A NASA é a única agência do governo norte-americano que divulga informações sobre todo o seu portifólio de propriedade intelectual (PI) em um site com mecanismo de busca. São cerca de 1,5 mil patentes ativas, das quais aproximadamente 1,1 mil estão disponíveis para licenciamento (as demais são licenciadas, em sua maioria, em regime de exclusividade). No ano fiscal de 2021, foram celebrados mais de 200 contratos de licença de patentes, maior número de licenças concedidas em um único ano na história da agência.

Lockney assumiu a chefia do programa em 2011. Uma de suas iniciativas foi simplificar e padronizar as políticas e os processos de transferência de tecnologia em todos os dez centros de campo da NASA. Para viabilizar esse esforço, a agência desenvolveu a ferramenta NASA Technology Transfer System, que consiste em um processo de várias etapas pelo qual todas as invenções precisam passar, envolvendo duas avaliações independentes: uma entrevista detalhada com o inventor e uma análise, que pode incluir consultas a especialistas do setor em questão sobre as potenciais aplicações da tecnologia. Só após o processo ter sido concluído a contento é que se deposita um pedido de patente.

A consequência disso é que, considerando a escala de suas atividades de inovação, a NASA deposita um número relativamente pequeno de patentes (em torno de 80 por ano). “Só depositamos pedidos de patente para fins de comercialização, não com intenções defensivas ou para angariar prestígio”, afirma Lockney. “E quando não aparecem candidatos a licenciar a tecnologia, deixamos a patente para trás.”

Algumas tecnologias originalmente desenvolvidas pela NASA

Câmeras para smartphones: As câmeras digitais que estão presentes hoje em todos os smartphones resultam do desenvolvimento de um sensor criado ainda em 1965 pelo cientista da NASA Eugene Lally. Esse sensor converte fótons em elétrons que podem então ser transformados em uma foto. Usada originalmente em satélites, a tecnologia foi licenciada mais tarde para a Nokia e outros fabricantes de telefones.

Óculos escuros: O vidro que filtra luz ultravioleta foi desenvolvido para proteger os funcionários da NASA de cintilações, lasers e faíscas de solda no espaço e na Terra.

Ventiladores mecânicos: Com a eclosão da pandemia de Covid-19, os engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA desenvolveram a tecnologia de suporte ventilatório acessível localmente (VITAL). O protótipo ficou pronto em apenas 37 dias. A NASA licenciou seu ventilador mecânico gratuitamente para mais de 36 empresas, incluindo algumas do Brasil e da Índia.

Engrenagens de vidro metálico (Amorphology): Em 2012, ao chegar a Marte, o rover Curiosity representava o que havia de mais avançado na robótica da NASA. Apesar disso, toda vez que o veículo inicia uma jornada pela superfície do planeta vermelho são necessárias aproximadamente três horas para aquecer os lubrificantes de suas engrenagens. Buscando economizar tempo e energia em seus próximos rovers, a agência investiu em vidro metálico maciço para produzir engrenagens que não precisam de lubrificação. (Foto: cortesia da NASA)

O licenciamento de startups levanta voo

Uma das iniciativas recentes mais exitosas no âmbito do programa de padronização de processos nos centros da NASA foi a criação das Startup Licenses. Trata-se de um dos três tipos de licenças (os outros são as Standard Commercial Licenses e as Evaluation Licenses) que podem ser solicitadas no site da agência.

As Startup Licenses padrão estão disponíveis em regime de não exclusividade para empresas constituídas com o objetivo de comercializar tecnologias desenvolvidas pela NASA. Não são cobradas taxas antecipadas, nem taxas mínimas nos três primeiros anos. Depois que a empresa começa a comercializar seu produto, passa a incidir uma taxa de royalties padrão de 4,2%.

Nos últimos cinco anos, o programa licenciou patentes para mais de 100 startups em todos os Estados Unidos. Mitchell afirma, porém, que os benefícios não param por aí: “Se uma empresa não consegue se qualificar para obter uma Startup License, ainda assim é possível que consiga fechar negócio conosco. O objetivo mais amplo é acelerar o processo de licenciamento e torná-lo mais simples e acessível para as pequenas empresas”.

O programa simplifica o processo de transferência de tecnologia, para que as empresas não se vejam enredadas em negociações e possam se beneficiar de condições que atendam às suas necessidades. No Centro de Voos Espaciais Goddard, havia 21 novas licenças no ano fiscal de 2021, sendo que seis delas haviam sido concedidas a startups. “Não se trata apenas de oferecer acesso a tecnologias patenteadas, mas também de contribuir para o êxito dos empreendedores”, diz Mitchell.

Entre as startups que licenciaram tecnologias da NASA estão:

  • Beyond Limits, de Thousand Oaks, na Califórnia, que licenciou um programa de inteligência artificial (IA) e software de processamento de linguagem natural (tradução automática) do Laboratório de Propulsão a Jato para atuar no segmento de publicidade online.
  • TellusLabs, de Boston, no Massachusetts, que desenvolveu um modelo de previsão de safra combinando imagens da Terra geradas por satélites construídos pelo Centro de Voos Espaciais Goddard com dados históricos, modelos climáticos e outras informações.
  • Amorphology Inc, de Pasadena, na Califórnia, que foi fundada por um pioneiro em vidros metálicos e impressão 3D em metal do Laboratório de Propulsão a Jato. A empresa obteve licenças exclusivas de ativos de propriedade intelectual detidos pela NASA e pela universidade Caltech, relativos a ligas metálicas inovadoras (também conhecidas como metais amorfos) e produz engrenagens robustas e outras peças de metal.

As licenças para startups fazem parte de uma série de atividades que a NASA vem promovendo para se aproximar dos empreendedores, entre as quais o programa NASA Startup Studio – que foi realizado pela FedTech (organização que conecta empreendedores com tecnologias desenvolvidas em laboratórios do governo norte-americano) no verão passado e que levou à criação da The SMART Tire Company – e os eventos Commercialization Training Camps, em que atletas profissionais participam de sessões motivacionais com empreendedores. A NASA também tem parcerias com universidades e escolas de administração, fornecendo-lhes, por exemplo, tecnologias representativas que os alunos podem usar como estudos de caso voltados para a criação de empresas.

Após testar o protótipo de ventilador mecânico desenvolvido pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, médicos do departamento de anestesiologia e do laboratório de simulação humana da Escola de Medicina Icahn, da rede hospitalar Mount Sinai, na cidade de Nova York, fazem sinal de positivo. Desenvolvido para contribuir para o enfrentamento emergencial do coronavírus, o aparelho, chamado VITAL (sigla em inglês para Tecnologia de Suporte Ventilatório Acessível Localmente), usa uma quantidade bem menor de peças do que os ventiladores mecânicos tradicionais, o que torna sua fabricação mais barata e ágil, fatores fundamentais no contexto de uma pandemia mundial. Deitado na cama, vê-se um simulador de paciente humano, usado para testar o aparelho. (Foto: Escola de Medicina Icahn, Mount Sinai, Nova York, e NASA/JPL-Caltech)

Essas atividades vêm sendo acompanhadas por uma mudança de enfoque, diz Mitchell. “Vínhamos observando uma alteração nos últimos anos. Fazíamos muitas campanhas de divulgação externa, mas o retorno não correspondia ao esforço. Agora estamos mais focados na comunicação direta e na prestação de serviços ao público.” Isso inclui promover o programa de transferência de tecnologia, ajudar os licenciados a divulgar suas iniciativas e realizar campanhas de comunicação totalmente digitais.

Ampliando ainda mais as colaborações

Na opinião de Lockney, ainda é preciso fazer mais para desenvolver o potencial das invenções da agência, sobretudo junto a grupos sub-representados (o que envolve comunidades de indígenas norte-americanos e instituições de ensino superior onde há um percentual significativo de estudantes oriundos de grupos minoritários). E há ainda as regiões do país que ficam longe dos centros de campo da NASA. “Queremos criar mais diversidade. As universidades e as escolas de administração estão repletas de oportunidades para nós”, diz ele.

Outra área em que há margem para expansão é a da colaboração internacional. Embora o programa de startups seja restrito aos Estados Unidos, a NASA também licencia invenções para empresas estrangeiras (com exceção das sediadas em países sobre os quais pesam restrições à exportação de tecnologia). Por razões orçamentárias, no entanto, a agência raramente deposita pedidos de patente fora dos Estados Unidos, de modo que a expectativa é que empresas estrangeiras se interessem por projetos em seus estágios iniciais e se disponham a arcar com as taxas de depósito internacional, nos termos do Tratado de Cooperação em matéria de Patentes (PCT) (ver box), ou outras taxas relativas a pedidos de patente.

Um desafio enfrentado pelo programa de transferência de tecnologia da NASA é o papel crescente dos softwares nas invenções. Cerca de um terço das invenções da agência são softwares. Entretanto, por ser uma agência governamental, a NASA não pode deter direitos de autor sobre esses programas. Salvo quando há restrições ou questões de titularidade, eles são disponibilizados como softwares de código aberto. “Isso significa que podem ser usados comercialmente, mas não podem ser vendidos. Por outro lado, embora a comercialização seja vedada, o uso da tecnologia é permitido”, diz Lockney.

O céu é o limite

Ao contrário do que costuma acontecer com esse tipo de iniciativa, o programa de transferência de tecnologia da NASA não tem por objetivo gerar receitas – ainda que um fluxo de royalties retorne à agência e a inventores individuais. A prioridade, na realidade, é criar novos produtos e serviços e viabilizar a exploração do potencial das tecnologias desenvolvidas. Isso, por sua vez, gera benefícios difusos, como o impulso a receitas corporativas e a criação de empregos, além de contribuir no longo prazo para a melhoria da qualidade de vida das pessoas e do meio ambiente.

Esta imagem, gerada pelo satélite Landsat 8 e processada pela empresa de inteligência agrícola TellusLabs, mostra a cidade de Nova Orleans na confluência do rio Mississipi com o Golfo do México. Plantações, em sua maioria canaviais, podem ser vistas às margens do rio, em rosa e azul claros. Também é possível ver, ao norte, as espirais de sedimentos que se formam no lago Pontchartrain e o avanço do oceano sobre a costa ao sul e ao leste da cidade. (Foto: cortesia da NASA)

“Queremos tornar nossa tecnologia acessível para que as pessoas façam mágica com ela”, diz Mitchell. “Temos muitas invenções extraordinárias na NASA, mas nem sempre há clareza sobre quais poderiam ser suas aplicações comerciais. Pode muito bem ser algo completamente diferente do uso que damos a elas.” Em alguns casos, a tecnologia está cinco, dez ou mesmo quinze anos à frente de seu tempo e pode exigir desenvolvimento significativo para ser levada ao mercado.

“Na NASA, há pessoas realmente geniais, que trabalham em problemas extremamente complexos. São obcecadas com a missão da agência e o universo”, diz Lockney. “No fundo, o que queremos é extrair dos nossos laboratórios o maior número de tecnologias possível e fazer com que novos produtos e serviços cheguem ao mercado como resultado dos esforços de pesquisa e desenvolvimento da NASA.”

Tratado de Cooperação em matéria de Patentes

O Tratado de Cooperação em matéria de Patentes (PCT) oferece a inventores e empresas uma via eficiente e de baixo custo para proteger suas invenções em vários mercados. Ao depositar um pedido internacional de patente no âmbito do PCT, os solicitantes podem buscar proteção para uma invenção em mais de 150 países simultaneamente.

O PCT também auxilia os institutos de patentes em suas decisões sobre a concessão de patentes e facilita o acesso do público a uma profusão de informações técnicas relativas a essas invenções por meio da ferramenta PATENTSCOPE.

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