CIÊNCIA & INOVAÇÃO

Como a Inteligência Artificial do futuro vai saber identificar um gato sem nunca ter visto um?

Hoje, ao acordar, você olhou para o seu celular e viu uma sugestão de notícia sobre um assunto que havia pesquisado anteriormente? Saiba, então, que seu dia já começou com a participação de uma Inteligência Artificial.

Inteligência artificial (IA) é a capacidade que dispositivos eletrônicos têm de pensar como seres humanos. Isso quer dizer que máquinas, como celulares e computadores, são capazes de aprender e tomar decisões de forma racional e inteligente.

 

Pensar como humanos

 

Quer outro exemplo? Eu tenho uma assistente pessoal na minha casa e, quando entro no meu quarto, posso dar comandos simples para ela, como: “acenda a luz”. Ou mais complexos: “coloque ‘tomate’ na lista de compras do mercado”. A Inteligência Artificial pode ser uma grande aliada e facilitar a nossa vida.

 

A ciência também pode ser beneficiada com a evolução da IA. Existem pesquisas que já contaram com sua ajuda para o desenvolvimento dos experimentos e, atualmente, ela está sendo explorada para a identificação de organismos vivos. Podemos treinar a IA para identificar o que é um cão e o que é um rato, por exemplo, mas isso ainda não é uma tarefa simples. Então o desafio é: como fazer a Inteligência Artificial aprender na mesma velocidade que uma criança?

 

O conjunto de dados utilizados para treinar sistemas de IA é altamente específico e enorme. A foto de um rato deve ser reconhecida como a foto de um rato. Mas e se tivermos um cão do tamanho de um rato grande? Como treinar o sistema para que ele não confunda os dois? Um time da Universidade de Waterloo, do Canadá, está desenvolvendo uma metodologia para resolver questões como esta.

 

É um cão ou um rato

 

Um sistema de IA pode ser ensinado pelo método "aprendizagem única". Este é o método utilizado no reconhecimento facial, como no desbloqueio de celulares quando o proprietário olha para a câmera do seu dispositivo. Ele pode não ser tão eficiente caso haja diferenças de iluminação, acessórios e estilos de cabelo. Ou no caso do cão pequeno e rato grande.

 

Os pesquisadores canadenses propõem um método diferente. A ideia é que o sistema de IA seja capaz de identificar diversas categorias com base em um número de exemplos que seja menor que o número de categorias. Vou ajudar a entender isso melhor:

 

Imagine que o seu objetivo seja ensinar a IA a identificar ratos, cães e gatos. Como isso poderia ser ensinado sem usar um grande número de exemplos de cada um dos animais? A chave para resolver este desafio está nos rótulos flexíveis, ao invés de rótulos rígidos. Nos rótulos rígidos, determina-se que um dado pertence obrigatoriamente a uma classe única, mas quando se usam rótulos flexíveis, levam-se em consideração os graus de similaridade entre os dados e as várias classes existentes.

 

No caso do sistema que identifica apenas ratos e cães, se você mostrar a foto de um gato ele não será identificado nessa classe. A IA poderá afirmar que o gato é 55% cão e 45% rato, por exemplo. Para que o gato seja classificado corretamente, o sistema de rótulos flexíveis é mais eficiente. Ao informar para a IA que um gato é parte cão, parte rato, ela será capaz de identificar um gato como gato, mesmo sem ter visto um.

 

E tudo isso é feito com base na programação, utilizando o algoritmo de k-vizinhos. Esse algoritmo funciona da seguinte forma: ele entende que coisas ou animais similares provavelmente existem próximo uns aos outros. O algoritmo será treinado para diferenciar as categorias, considerando características como peso, altura, tamanho, presença de patas, orelhas, dentes e assim por diante.

 

E como a ciência pode se beneficiar disso? No reconhecimento de novas espécies e na automatização de tarefas operacionais, deixando mais tempo livre para que atividades mais complexas sejam realizadas pelos cientistas.

 

Pensando especificamente na química, minha área de estudo, a IA contribui para o reconhecimento de moléculas e a previsão de reações químicas. Com isso, já podemos desenvolver novos medicamentos e materiais, pois a IA consegue determinar se uma molécula é promissora para determinadas doenças ou funções, com base em dados já conhecidos.

 

E agora, me conta: como você gostaria de ver a Inteligência Artificial sendo utilizada?

 

Tags: IA, IA no cotidiano, pensar como humanos, automatização de tarefas operacionais.

Paulo ValimFundador do canal Ciência em Ação, o professor Paulo Valim é químico e Embaixador do YouTube Edu no Brasil.