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Publicado em: 04/02/2016

Inteligência Artificial ao alcance de todos

Vinicius Zepeda



Karla  (E) e Marley junto aos robôs que participaram da 
Olimpíada Brasileira de Robótica
(Foto: Divulgação/PUC-Rio)

No final de janeiro, morreu, aos 88 anos, o pioneiro nos estudos sobre inteligência artificial Marvin Minsky, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Matemático e cientista da computação, seus trabalhos, iniciados nos anos 1960, influenciaram vários pesquisadores por todo o mundo, incluindo o Brasil.

Em entrevista por e-mail ao Boletim FAPERJ, as pesquisadoras Karla Figueiredo e Marley Vellasco, que dividem a coordenação do Laboratório de Inteligência e Robótica Aplicada (Lira) da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), desmitificam o tema, falam sobre as pesquisas desenvolvidas por sua equipe e por vários pesquisadores no País, além de explicar alguns conceitos definidos por Minski. 

Vocês dividem a coordenação do Laboratório de Inteligência e Robótica Aplicada da PUC, que desenvolve pesquisas na área de inteligência artificial. Como vocês definiriam, de forma simples, tópicos como redes neurais, reinforcement learning e lógica fuzzy, e como exemplificariam sua presença em nosso cotidiano?

Essas expressões podem ser explicadas de forma simples. As redes neurais são um modelo inspirado nos neurônios biológicos, com a finalidade de imitar as funções cognitivas do cérebro, apresentando características como aprendizado, associação e memorização. Já a lógica Fuzzy realiza um processamento linguístico desenvolvido, de modo bastante aproximado do raciocínio humano, imitando nossa habilidade em tomar decisões em um ambiente de incertezas e imprecisão. Tem como base regras do tipo: SE pessoa idosa e pressão arterial alta ENTÃO seguro saúde caro.

No caso do reinforcement learning, trata-se do fruto da união das áreas da Psicologia e da Teoria de Controle. Inspirado no processo de aprendizado de muitas espécies, diz, por exemplo, que quando um ato (ação) produz satisfação (reforço positivo), a probabilidade de sua repetição é maior. A ação exercitada com maior frequência será também a mais utilizada pelo agente (máquinas como um computador) e a associação mais recente será mais forte no repertório de respostas desse agente. Isso promove o aprendizado e a inteligência por meio de interações.

O matemático Marvin Minsky, pioneiro da inteligência
artificial
(Foto: Louis Fabian Bacharach/MIT)

Quais são os principais projetos desenvolvidos atualmente pelo Lira/PUC-Rio e qual a sua importância para a pesquisa no setor? 

Entre os nossos projetos na área de Robótica e Inteligência Computacional, podemos citar alguns.  A bengala robótica, por exemplo, financiada pela FAPERJ e em fase final de desenvolvimento de protótipo, pretende guiar idosos em um ambiente urbano dinâmico, ajudando-os a se deslocarem entre vários pontos da cidade, passando por diversos obstáculos, sem localização previamente conhecida. 

Já a medusa, também em fase final de prototipação, mas sem apoio financeiro, pretende verificar a qualidade da água nos chamados ambientes lênticos, ou seja, lagos, lagoas e reservatórios.  Instaladas em pontos definidos por biólogos, elas atuam de forma autônoma e podem evitar obstáculos que não tenham sido localizados previamente.

Estamos ainda desenvolvendo sistemas multiagentes com aprendizado autônomo sem coordenação central. Trata-se de um modelo que, sem coordenação direta,  é capaz de aprender a partir da interação com o meio, em ambientes com diversos agentes diferentes.

Além disso, em setembro do ano passado, a PUC-Rio sediou, sob a nossa coordenação, a etapa estadual da Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR), com as 60 melhores equipes das etapas regionais. Maior evento estudantil do gênero na América Latina, a OBR tem provas práticas para que os candidatos projetem um robô capaz de executar atividades de resgate em situações que simulam catástrofes naturais. Durante o percurso, o robô precisa atravessar obstáculos e identificar cores e barulhos no menor tempo possível.

O que se tem feito de mais moderno no mundo na área de pesquisa em inteligência artificial e redes neurais? Neste campo, como podemos comparar o trabalho desenvolvido por cientistas brasileiros em relação às principais potências do setor? 

Os cientistas brasileiros se destacam em diversas áreas, principalmente quando suas pesquisas não exigem altos recursos financeiros para ser executadas. Há, por exemplo, muitos projetos envolvendo Deep Learning, área das redes neurais em que, à medida que vastas quantidades de dados vão se tornando disponíveis, os algoritmos matemáticos Deep Learning vão apreendendo grandes quantidades de dados por um processo de aprendizagem hierárquica bastante similar á que ocorre no cérebro humano. Este método têm obtido excelentes resultados em aplicações que incluem reconhecimento de voz, visão computacional e processamento de linguagem natural. É, por exemplo, a tecnologia por trás de ferramentas como o Google Translate.

Cena do filme Ex-máquina (2014), que narra a história de um
homem 
que se apaixona por um robô (Reprodução)

É possível imaginar como seria o mundo sem o avanço das aplicações práticas nesse campo? Falem sobre a importância de Marvin Minsky para a robótica e para a inteligência artificial.

O professor Minsky ajudou a fundar o Laboratório de Inteligência Artificial do MIT, e construiu uma rede neural artificial baseada em hardware (Snarc), que serviu de inspiração para muitos modelos posteriores. Ele foi também o precursor no desenvolvimento de equipamentos na área de imagem e se destacou ao identificar a limitação o modelo baseado em Redes Neurais, proposto por Rosenblatt em 1957, que não seria capaz de aprender comportamentos simples.

Pode-se dizer que, indiretamente, muitos modelos surgiram a partir do seu trabalho e ajudaram a desenvolver soluções que utilizamos atualmente. Os exemplos são muitos, como os sistemas de recomendações, que traçam o perfil do usuário de acordo com os sites que ele mais acessa, usados em serviços on-line, como a loja Amazon, e de aluguel de filmes, como o Netflix.  Ou também a análise de dados não estruturados, como os que circulam nas informações no Facebook ou no Twitter. E ainda a detecção de comportamentos classificados como fraude, em áreas financeiras ou fiscais, como no uso do cartão de crédito. Se eu tenho um padrão habitual de consumo e, de repente, faço uma compra muito fora deste, o cartão pode ser bloqueado por suspeita de fraude.

Em seu livro mais influente, A Sociedade da Mente, Marvin Minsky defende a teoria de que a inteligência emerge espontaneamente a partir de interações complexas entre elementos separados. Além disso, ele foi um dos primeiros pesquisadores a defender a ideia de que um dia os robôs poderiam superar em inteligência os humanos que os criaram. A tese é tema recorrente em filmes de ficção científica, como o clássico Exterminador do Futuro, e os recentes Transcendence, em que um cientista cria uma máquina com sensibilidade e inteligência coletiva, e Ex-máquina, em que um homem se apaixona por um robô. Em se tratando do avanço da inteligência artificial, o que há de ficção e de real nessas proposições? Quais são os principais dilemas éticos e morais enfrentados pela pesquisa nesta área?

A ideia de que a interação é mais do que a soma das partes está associada a exemplos como as colônias de formigas e abelhas, onde o formigueiro ou a colmeia são o resultado de um processo emergente. Há exemplos, como o futebol, em que se tem agentes que cooperam e competem entre si. Este é um paradigma interessante que tem inspirado muitos pesquisadores a desenvolverem novos modelos, seja em um ambiente virtual (simulação) ou real (com robôs). No caso desses últimos, tem-se o objetivo de superar, em um futuro não muito distante, os competidores humanos. 

A máquina é capaz de superar o homem em muitos aspectos. Ela vem substituindo o homem principalmente em tarefas insalubres e perigosas, que vão deixando de ser aceitas como trabalho humano. 

Ainda não se desenvolveu uma máquina que, de fato, possua sentimentos. Mas como pesquisadoras, precisamos lembrar que, concordamos que nenhuma máquina deverá ser considerada superior a qualquer ser, não importa a condição. Além disso, qualquer engenho criado deve respeitar tudo o que promove a vida.

As teses sobre inteligência artificial se provaram reais nos dias de hoje ou foram invalidadas com o passar do tempo? Como entender as teorias defendidas por Minsky em seu livro mais conhecido?

Não há dúvida de que ainda há muitas lacunas no que diz respeito ao funcionamento do cérebro.  A neurociência tem ajudado bastante, trazendo progressos significativos ao conhecimento, mas ainda estamos muito distantes do desenvolvimento pleno de algumas das faculdades mentais humanas mais preciosas: o bom senso. Isso, inclusive, é discutido no livro mais difundido do professor Minsky, A Sociedade da Mente. No entanto, executivos do Facebook anunciaram recentemente que estão aplicando parte de seus investimentos nessa área. É esperar para ver. 

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