Carta do Especialista 03/02/2023

2023-02-05


Sexta-feira, 3 de fevereiro de 2023.


Na carta de hoje convido você a ficar esperançoso comigo, acompanhando os avanços nos modelos de Inteligência Artificial que estão trazendo novas esperanças para pacientes que perderam a capacidade de comunicação voltarem a falar. Por outro lado, talvez fique apreensivo como eu e uma futurista que, entre suas previsões, entende que será possível vigiar funcionários da uma empresa através de dispositivos que monitoram suas ondas cerebrais. Em seguida, a DeepMind desenvolveu uma IA que resolve problemas sem treinamento prévio, o que é uma novidade nesta exponencial tecnologia. Por último, comento das novas tecnologias aplicadas nos ares: um drone “pegajoso” para coletar amostras de DNA ambiente em lugares inacessíveis e o anúncio do mais novo projeto de aeronaves da DARPA, diferente de tudo o que vemos nos céus hoje.
Tudo isso e muito mais, bora lá?

🗣️ Paciente com doença neurodegenerativa bateu recorde de palavras ditas por minuto
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 Recentemente uma paciente que perdeu a capacidade de se movimentar por causa de uma paralisia progressiva, conseguiu estabelecer um novo recorde de palavras ditas por minuto, foram 62 no total, ultrapassando 3 vezes mais que o recorde anterior. A mulher em questão sofre de esclerose lateral amiotrófica (ELA) cuja causa ainda é desconhecida, a doença se caracteriza pela degeneração progressiva de neurônios motores localizados no cérebro e na medula espinhal.
Pessoas nesta condição são capazes de emitir sons, no entanto, suas palavras se tornam ininteligíveis, deixando os pacientes dependentes de dispositivos para conseguirem se comunicar.
A paciente se voluntariou para receber um implante cerebral, que tornou possível uma comunicação mais rápida, chegando a um ritmo próximo de uma fala normal. Ela foi identificada como “sujeito T12” no artigo publicado no site bioRxiv por uma equipe da Universidade de Stanford.
O pesquisador Philip Sabes (que não participou do estudo), da Universidade da Califórnia, em San Francisco, considerou o resultado como um “grande avanço” e complementou dizendo que a tecnóloga experimental de leitura cerebral pode estar pronta para sair do laboratório e se tornar útil no mercado logo mais.
“Os resultados apresentados neste trabalho alcançaram um nível em que muitos que não falam, caso o aparelho estivesse pronto, iriam querer adquirí-lo”, diz Sabes.
Pessoas normais conseguem falar cerca de 160 palavras por minuto. Mesmo em uma era de teclados, digitação com o polegar, emojis e abreviações da Internet, a fala continua sendo a forma mais rápida de comunicação entre humanos.
O estudo realizado na Universidade de Stanford, ganhou ainda mais destaque por conta da morte do coautor principal, Krishna Shenoy, de câncer pancreático. Shenoy dedicou grande parte da carreira ao desenvolvimento de métodos efetivos de comunicação por meio de interfaces cerebrais. Em 2019, teve sucesso com outro voluntário que conseguiu digitar uma taxa de 18 palavras por minuto, um desempenho recorde conforme relatado na época.
“As interfaces cérebro-computador com as quais a equipe de Shenoy trabalha envolvem uma pequena almofada de eletrodos afiados embutidos no córtex motor de uma pessoa, a região do cérebro mais envolvida no movimento. Isso permite que os pesquisadores registrem a atividade de algumas dezenas de neurônios ao mesmo tempo e encontrem padrões que reflitam os movimentos em que alguém está pensando, mesmo que a pessoa esteja paralisada.”
Em trabalhos anteriores, voluntários paralisados conseguiram praticar movimentos de forma virtual. Ao decodificar os sinais de suas mentes em tempo real, os implantes permitiram que eles dirigissem um cursor pela tela de um computador, escolhessem letras em um teclado virtual, jogassem videogames e até mesmo controlassem um braço robótico.
No novo estudo, os pesquisadores de Stanford queriam saber se os neurônios do córtex motor também continham informações úteis sobre os movimentos da fala. Isto é, se eles poderiam detectar como o “sujeito T12” estava tentando mover sua boca, língua e cordas vocais enquanto tentava falar.
São movimentos pequenos e sutis e, segundo Sabes, uma grande descoberta é que apenas alguns neurônios continham informações suficientes para permitir que um programa de computador predissesse, com boa precisão, quais palavras o paciente estava tentando dizer. Essa informação foi transmitida pela equipe de Shenoy para uma tela de computador, onde as palavras do paciente apareciam conforme eram ditas pelo computador.
Apesar de parecer algo simples, para pessoas saudáveis, a fala envolve os movimentos mais complicados que nós fazemos. Empurramos o ar para fora, acrescentamos vibrações que o tornam audível e o formamos em palavras com a boca, os lábios e a língua. São movimentos que muitas vezes não paramos para pensar. O novo resultado deste projeto se baseia no trabalho anterior de Edward Chang, da Universidade da Califórnia, em San Francisco, que escreveu sobre as complexidades da fala. Para fazer o som “f”, por exemplo, você coloca os dentes superiores no lábio inferior e empurra o ar para fora – apenas um das dezenas de movimentos da boca necessários para falar. 
“Nossos resultados mostram um caminho viável para restaurar a comunicação para pessoas com paralisia em velocidades de conversação”, escreveram os pesquisadores, que incluíram Shenoy e o neurocirurgião Jaimie Henderson.
O caminho a seguir provavelmente incluirá implantes mais sofisticados e uma integração mais próxima com a inteligência artificial. 
Um dos modelos de IA mais comentados dos últimos tempos, o GPT-3, é capaz de escrever redações inteiras e responder a perguntas. Conectá-lo a uma interface cerebral pode permitir que um paciente usando o sistema consiga falar ainda mais rápido. Pois o sistema será mais eficiente em adivinhar o que a pessoa está tentando dizer.
“O sucesso dos grandes modelos de linguagem nos últimos anos me faz pensar que uma prótese de fala está próxima, porque talvez você não precise de uma entrada tão impressionante para conseguir falar”, diz Sabes.
Fonte: Technologyreview.
🧠 É possível decodificar pensamentos?
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Getty Images
De acordo com o futurista, Nita Farahany, da Universidade Duke, a Inteligência Artificial agora é capaz de decodificar a atividade cerebral para desbloquear emoções, produtividade e até mesmo pensamentos pré-conscientes. Segundo ela, atualmente há muitas tecnologias vestíveis que podem fazer o monitoramento de ondas cerebrais. E o que pode ser benéfico, por outro lado pode ser igualmente perigoso.
A Inteligência Artificial nos permitiu decodificar a atividade cerebral de maneiras que nunca pensamos ser possível antes. O que você pensa, o que você sente – são apenas dados – dados que podem ser processados pela Inteligência Artificial. Ainda mais se utilizarmos “wearables”, como chapéus, tiaras, pulseiras, tatuagens ou outros tipos de sensores que podem coletar sinais cerebrais, para captar os dados, e dispositivos melhorados através da IA para decodificar estados emocionais, níveis de concentração, formas simples e até informações do seu subconsciente como suas senhas e códigos secretos. “Você pode se surpreender ao saber que este é um futuro que já chegou” disse Nita Farahany.
Nita foi além em sua análise, acreditando que talvez, em um cenário distópico, no mercado de trabalho seus pensamentos e vontades não estejam seguros... Um empregador poderá monitorar um funcionário enquanto o sujeito estiver utilizando um dispositivo, para ver se ele está realmente concentrado em suas tarefas ou se está divagando... assustador não acha? 😨
À medida em que desenvolvemos mais equipamentos vestíveis como relógios, capacetes, fones, adesivos, roupas, entre outros, estaremos mais próximos de encontrarmos maneiras de ajudar pessoas enfermas, mas a que preço?
“O futuro, e eu quero dizer o futuro próximo, será a maneira normal como esses dispositivos interagem com todos os outros dispositivos. É um futuro empolgante e promissor, mas também assustador.
O monitoramento do cérebro humano pode ser poderoso, útil, transformar o local de trabalho e melhorar nossas vidas. Mas ele também pode trazer uma perspectiva distópica de nossos “eus” mais secretos sendo explorados e trazidos à tona.”
Farahany usou a sessão de Davos para pedir uma promessa de liberdades cognitivas: coisas como liberdade de pensamento e privacidade mental. Pois as tecnologias têm o potencial de nos fazer bem quando uma pessoa escolhe usá-la para o bem de sua saúde mental e física.
A tecnologia geralmente é uma faca de dois gumes, as pessoas otimistas e as pessimistas analisam as possibilidades de futuro de acordo com as suas perspectivas... Eu SEMPRE prefiro ver o copo meio cheio. 🙂
Fonte: popuarmechanics.
 
🤖 Novo sistema de IA da DeepMind resolve problemas sem ter sido treinado
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A DeepMind, empresa de inteligência artificial subsidiária da Alphabet Inc., desenvolveu um novo sistema de IA chamado Adaptive Agent (AdA) que pode resolver tarefas nunca antes vistas com a mesma rapidez e precisão que os humanos.
Este avanço, é um grande passo no desenvolvimento de inteligência artificial, visto que, os sistemas tradicionais de IA só podem resolver problemas pelos quais foram treinados. O AdA, por sua vez, pode manipular objetos, mover e arquitetar tarefas em um mundo virtual 3D.
A abordagem da empresa, apelidada de "Aprendizado Aberto", treina um agente através de um vasto ambiente de jogos chamado XLand, que inclui vários jogos em mundos 3D relacionados aos humanos.
Nos treinamentos a medida em que a IA recebia novos desafios em jogos, foi possível perceber que o AdA resolvia problemas simples de localização de objetos e até mesmo problemas complexos como Hide and Seek, Capture the Flag, Starcraft II e Dota 2.
O sucesso anterior do DeepMind com a ajuda do AlphaFold, que resolveu um dos maiores problemas biológicos em 18 meses, prevendo a estrutura de quase todas as proteínas já catalogadas pela ciência, mostrou o potencial da inteligência artificial no futuro.
Agora, o AdA veio de um processo chamado “Aprendizado por reforço”, no qual a IA aprende como é o sucesso e depois descobre as regras e como alcançá-lo.
Este método de treinamento permitiu que o AdA fosse treinado em bilhões de tarefas de dificuldade crescente, equivalente a 100 anos humanos. O mundo virtual em que AdA vive tem mais tarefas do que estrelas no universo observável, e AdA precisa aprender um sistema de regras semelhante às leis da física.
Além de sua capacidade de resolver tarefas invisíveis, o AdA demonstrou coordenação e cooperação em tarefas que exigem vários agentes no jogo. Por exemplo, AdA foi capaz de cooperar e resolver jogos de culinária cooperativa.
Essa capacidade de resolver tarefas em ambientes em constante mudança tem o potencial de ser útil em aplicações do mundo real, como trabalho manual e carros autônomos.
A criação da AdA pela DeepMind representa um passo significativo na evolução da tecnologia de Inteligência Artificial. Também tem o potencial de ter um impacto substancial em diversas áreas de estudo e aplicação.
É uma conquista notável que a Inteligência Artificial tenha alcançado o ponto em que pode concluir tarefas em ambientes mutantes com a mesma rapidez e precisão de que os humanos. Isso abre muitas novas oportunidades para o futuro da IA.
Fonte: Newscientist.
🧬Drone para coleta de DNA ambiental em lugares de difícil acesso
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Science
Novos estudos sobre a biodiversidade está a caminho: cientistas suíços desenvolveram um drone para coletar materiais genéticos em locais de difícil acesso e pouco observados, como as copas das árvores, que possuem resíduos de insetos e pássaros.
Em vez de contratar alpinistas - muitas vezes arriscando as vidas dessas pessoas - a solução mais segura será usar um quadricóptero equipado com uma gaiola de coleta “pegajosa”. No entanto, para coletar o eDNA (DNA Ambiental), os galhos das arvores podem se quebrar ao menor toque. Sendo assim o drone possui um esquema de controle baseado em háptica, utilizando sensores de força que medem a pressão entre o drone e o galho. Em seguida, ele ajusta sua aterrissagem, apoiando-se no galho com delicadeza suficiente para evitar que materiais valiosos caiam no chão. 🛸
A superfície pegajosa do equipamento captura as amostras através de uma solução simples feita de fita adesiva e uma gaze de algodão umedecida com uma mistura de água e açúcar sem DNA. A gaiola leva cerca de 10 segundos encostada em cada galho para coletar o eDNA antes de voltar para a base, em que encontra os cientistas que esperam recuperar as amostras para enviá-las para o laboratório. O drone do experimento coletou com sucesso material genético suficiente para identificar 21 classes de animais, desde insetos e mamíferos até pássaros e anfíbios. 🦟🕷️🦜🐿️
No entanto, é importante ressaltar que o trabalho ainda está em sua fase inicial, sendo assim, é necessário mais algum tempo de pesquisa para avaliar diferentes cenários. Por exemplo, no último dia de pesquisa, a equipe notou uma queda na detecção de eDNA por causa da chuva da noite anterior – sugerindo que o método apenas informa quais criaturas visitaram após o último aguaceiro. Além disso, eles notaram diferenças inexplicáveis no desempenho de seus dois coletores, destacando a necessidade de mais pesquisas sobre variações de equipamentos.
Mas a perspectiva é que no futuro, ao utilizar equipamentos como este, será mais fácil e barato para os biólogos ambientais aprenderem quais criaturas vivem em alguns dos lugares mais difíceis de alcançar. A abordagem poderia eventualmente ajudar a comunidade científica a entender como as mudanças ambientais afetam a biodiversidade, e quem sabe, ajudar a identificar espécies ameaçadas ou vulneráveis antes que entrem em extinção. 👏
Fonte: Engadget.
✈️ DARPA anuncia projeto de aeronave disruptivo
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The program is called Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors, or CRANE. DARPA
Para este artigo você vai ter que querer entender um pouco de como os aviões funcionam. Apesar de alguns termos estranhos, não é difícil entender. 🤓
A DARPA anunciou que selecionou a Aurora Flight Sciences para passar para a fase de projeto detalhado do programa chamado de Controle de Aeronaves Revolucionárias com Novos Efetores, ou CRANE. A DARPA iniciou o programa em 2019, com um pedido de propostas para "projetar, construir e testar em voo uma aeronave nova e inovadora que incorpora tecnologias de Controle de Fluxo Ativo (AFC) como uma consideração de projeto principal".
AFC é uma espécie de paradigma de controle que substitui partes móveis como ailerons e leme de uma aeronave. Os aviões mudam suas posições redirecionando o fluxo de ar com ailerons presos às asas, um elevador na cauda e um leme. Esses controles são o que permitem que os aviões rolem de um lado para o outro, inclinem-se para cima para decolar e para baixo para pousar, bem como ou guiem da esquerda para a direita. Ripas e abas extensíveis nas asas também podem permitir que os aviões gerem mais sustentação em baixas velocidades e diminuam a velocidade do avião à medida que ele se inclina para baixo para um pouso.
Com o "Controle de Fluxo Ativo", as aeronaves podem usar atuadores de plasma ou atuadores de jato sintéticos para mover o ar, em vez de dependerem de superfícies físicas. Com os atuadores de plasma, isso é conseguido através da alteração da carga elétrica do ar que passa sobre os atuadores montados na asa, alterando por sua vez o fluxo desse ar. Enquanto isso, jatos sintéticos podem injetar ar no fluxo de ar sobre a asa, alterando a sustentação. Em 2019, a NASA patenteou um sistema de controle de asa que combinava atuadores de jato de plasma e sintéticos, com o objetivo de criar atuadores sem partes móveis e que eram "essencialmente livres de manutenção".
A chamada de propostas de 2019 da DARPA enfatizou que essa tecnologia poderia levar à "eliminação de superfícies de controle em movimento para estabilidade e controle", melhorias no "desempenho de decolagem e pouso, voo de alta elevação, eficiência de aerofólio espesso e desempenho aprimorado de alta altitude".
Isso se segue após a conclusão bem-sucedida do projeto preliminar da Fase 1 do projeto, que resultou em uma aeronave de teste inovadora que usava Controle de Fluxo Ativo (AFC) para gerar forças de controle em um teste de túnel de vento. A Fase 2 se concentra no projeto detalhado e no desenvolvimento de software e controles de voo, culminando em uma revisão crítica do projeto de um protótipo do X-plane que pode voar sem os tradicionais controles de voo exteriores das asas e cauda.
O contrato inclui uma opção da Fase 3 na qual a DARPA pretende pilotar um X-plane de 7.000 libras que aborda os dois principais obstáculos técnicos da incorporação do AFC em uma aeronave em grande escala e a dependência dele para voos controlados. Os recursos exclusivos da aeronave de demonstração incluirão configurações de asa modular que permitem a integração futura de tecnologias avançadas para testes de voo pela DARPA ou possíveis parceiros de transição.
O conjunto de tecnologias de AFC permite várias oportunidades para melhorias de desempenho de aeronaves, como a eliminação de superfícies de controle móveis, redução de rastro, alto ângulo de ataque, asas mais grossas para eficiência estrutural e maior capacidade de combustível e sistemas simplificados de alta sustentação.
A empresa, por enquanto, se concentra em garantir que o projeto funcione com demonstrações. Caso sejam bem-sucedidos, caberá às forças armadas determinar o melhor uso do equipamento e como deverá ser empregado.
Fonte: Popsci. 
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Renato Grau


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