O Guia Exponencial de Inteligência Artificial

“A Inteligência Artificial que está aqui hoje não é apenas o futuro da tecnologia. Ela está incorporada no tecido da sua vida cotidiana. ” 

Neil Jacobstein , Presidente da Singularity University, Inteligência artificial e robótica

Hoje, pode ser difícil entender o significado e o impacto potencial que a inteligência artificial (IA) tem para a humanidade. Do Siri ao Watson da IBM e ao retrato de Hollywood de robôs assassinos, não está claro o que deveríamos esperar dessa tecnologia exponencial.

O que é inteligência artificial?

AI é um "termo genérico" para um ramo da ciência da computação focado na criação de máquinas capazes de pensar e aprender. Com base em suas experiências, as IAs aprendem a tomar melhores decisões no futuro. Essa capacidade de aprender e aplicar o conhecimento imita de perto a maneira como os seres humanos entendem o mundo e permite que as máquinas realizem tarefas que antes eram possíveis apenas com as mentes humanas.

Algumas das tarefas humanas que as IAs podem fazer incluem:

Resolução de problemas complexos

Interpretação visual (visão computacional)

Reconhecimento de fala (processamento de linguagem natural)

Esses recursos são realizados por meio de uma coleção de algoritmos de computador que usam matemática e lógica para executar a tarefa atribuída à IA. Portanto, embora nossos livros e filmes de ficção científica mais famosos tendam a retratar a IA na forma de robôs semelhantes aos humanos, a IA é simplesmente código de computador rodando em software.

Ao contrário do cérebro humano, esses programas inteligentes podem ser executados em uma variedade de tipos diferentes de hardware, seja seu smartphone, um armazém de servidores da Web ou um Tesla autônomo.

Essa variedade de casos de uso é o que geralmente torna a IA tão difícil de entender, mas é também o que a torna tão poderosa. A capacidade de adicionar uma camada de IA a quase todas as tecnologias significa que, à medida que a IA progride, o mundo à nossa volta parecerá cada vez mais vivo. Esse "despertar" alterará drasticamente a vida como a conhecemos, das atividades de lazer e negócios à nossa saúde e espiritualidade. Para ter uma ideia de como isso pode acontecer, primeiro vamos dar uma olhada em como a IA funciona.

"A IA é talvez o avô de todas as tecnologias exponenciais - com certeza transformará o mundo e a raça humana de maneiras que mal podemos compreender".

Jason Silva

Como funciona a inteligência artificial?

Assim como a inteligência humana, a IA trabalha absorvendo grandes quantidades de dados, processando-os através de algoritmos que foram ajustados por experiências passadas e usando os padrões encontrados nesses dados para melhorar a tomada de decisões.

Para simular a inteligência humana dessa maneira, os engenheiros de IA fornecem às suas máquinas a capacidade de:

Perceba seu ambiente circundante (que pode ser simplesmente dados)

Detectar padrões no ambiente

Aprenda com os padrões e atualize a memória experimental

Em seguida, essas etapas são repetidas até que haja dados suficientes para fazer previsões com confiança e apoiar a tomada de decisões.

O que torna a IA notável é a velocidade, precisão e resistência que ela traz a esse processo de aprendizado humano. Os seres humanos têm que comer, dormir e tendem a uma variedade de necessidades pessoais. Também somos criaturas de conforto e bastante teimosos - muitas mudanças nos deixam desconfortáveis. E, quando apresentados a novas informações e experiências, os humanos tendem a deixar que nossos preconceitos nos influenciem a tomar as decisões mais razoáveis e lógicas.

Máquinas sofrem de nenhuma dessas deficiências. Para a maioria dos propósitos, eles são capazes de executar indefinidamente, permitindo que as IAs processem e detectem padrões em grandes quantidades de dados sem fadiga mental.

As IAs estão constantemente aprimorando sua compreensão de seu ambiente, atualizando sua “perspectiva” da realidade e atualizando a probabilidade de suas previsões sem se apegar a nenhuma ideia antiga. Algumas pessoas acham essa lógica fria a parte mais aterrorizante da IA, no entanto, é também o que permite às IAs encontrar soluções que os humanos podem não reconhecer.

O conceito de IA existe desde 1955, mas seu crescimento explodiu nos últimos anos devido a três fatores:

Poder de computação consideravelmente aumentado

Conjuntos de dados grandes e baratos

Avanços no campo de aprendizado de máquina

Mas o poder da computação por si só não teria conseguido muito se não fosse por duas tecnologias principais que suportam a IA: big data e aprendizado de máquina.

Big data, que fornece conjuntos de dados maciços e atividade do usuário para aumentar significativamente a qualidade das AIs de "educação" que recebem.

O aprendizado de máquina é um método de análise de dados que permite que os computadores aprendam sem instruções externas.

O aprendizado profundo é um ramo do aprendizado de máquina que usa simulações de computador chamadas redes neurais artificiais.

Como a IA, o Big Data, o Machine Learning e o Deep Learning estão relacionados?

Como mencionamos, a IA abrange um amplo campo de ciências envolvidas no desenvolvimento de sistemas de computadores que pensam e aprendem de maneira semelhante à inteligência humana. Os aplicativos de IA geralmente são divididos em "AIs estreitas" que executam tarefas específicas, como jogar xadrez, e "AIs gerais" que entendem a linguagem, o contexto e as emoções como os humanos. Vamos dar uma olhada nas relações entre IA, big data, aprendizado de máquina e aprendizado profundo.

Big data

Com o custo cada vez menor dos sensores e o crescimento global da Internet das Coisas (IoT), aumentamos drasticamente o número de dispositivos inteligentes e conectados que estão continuamente medindo e registrando dados. Quase todas as ações que tomamos agora são registradas em um banco de dados em algum lugar. Isso inclui a atividade de dispositivos móveis, o histórico de compras em nossos cartões de crédito, nossa atividade de navegação on-line, nossos feeds de mídia social e até nossos dados biológicos.

Big data é o termo para essas enormes coleções de dados em que todos contribuímos todos os dias. Big data é o combustível que permite que as IAs aprendam muito mais rapidamente. A abundância de dados que coletamos fornece aos nossos IAs os exemplos de que eles precisam para identificar diferenças, aumentar os recursos de reconhecimento de padrões e discernir os detalhes nos padrões.

Se você forneceu à IA uma foto de um cachorro e uma foto de um gato para aprender, você terá uma IA terrível na tarefa de determinar as espécies de animais de estimação. Alimente esse mesmo algoritmo com milhões de fotos de animais de estimação, e a IA pode aprender rapidamente como distinguir cães de gatos e também determinar as diferentes raças dentro da espécie.

O big data permite que as IAs aprendam pelo exemplo, e não pelas instruções fornecidas por humanos. E eles podem aprender dessa maneira por causa dos avanços no aprendizado de máquina.

Aprendizado de máquina

O aprendizado de máquina é um método de análise de dados que aprende com a experiência, permitindo que os computadores encontrem informações ocultas sem serem explicitamente programados para isso. O aprendizado de máquina analisa os dados e aprende com eles para tomar decisões e previsões, e inclui aprendizado supervisionado (entrada manual de dados e soluções) e não supervisionado.

O aprendizado de máquina é um subconjunto do campo maior da IA e é um dos muitos processos que permitem a criação da IA. Muitas maneiras de criar IAs foram exploradas, mas o aprendizado de máquina é importante porque não requer contribuição ou interação humana. Em vez de aprender por instrução, as IAs de aprendizado de máquina aprendem pela exposição a exemplos encontrados nos dados. Através do aprendizado de máquina, a IA é capaz de tirar proveito dos enormes conjuntos de dados gerados por nossas atividades diárias. Para aprender sem o envolvimento humano, o aprendizado de máquina funciona amplamente implementando métodos estatísticos no processo de aprendizado.

Aprendizagem profunda

O aprendizado profundo faz parte do campo mais amplo de aprendizado de máquina que usa redes neurais artificiais, que são simulações de computador padronizadas após um cérebro humano. O aprendizado profundo inclui aspectos de algoritmos de aprendizado de máquina, redes neurais e IA.

As redes neurais artificiais criadas a partir desses componentes são onde o campo da IA se aproxima mais da modelagem do funcionamento do cérebro humano. Fórmulas matemáticas aprimoradas e maior poder de processamento de computadores estão permitindo o desenvolvimento de aplicativos de aprendizado profundo mais sofisticados do que nunca. O aprendizado profundo - também chamado aprendizado estruturado e aprendizado hierárquico - é o tipo de inteligência de máquina usada para criar IAs que vencem os seres humanos nos jogos de Go e xadrez.

Como a IA afeta nossas vidas?

Algumas das aplicações mais poderosas e prevalentes da IA são as que geralmente tomamos como garantidas. Isso inclui os IAs que manipulam suas pesquisas no Google, desviam o spam da sua caixa de entrada e selecionam os anúncios que você vê no cenário digital. As AIs identificam pessoas nas suas fotos do Facebook e recomendam os produtos que você compra na Amazon.

Não importa onde você mora e trabalha, uma coisa é certa: cada vez mais a infraestrutura técnica da nossa sociedade é alimentada por IA. Embora muitas IAs sejam fáceis de ignorar porque não falam conosco como a Siri ou realizam tarefas físicas como dirigir nosso Teslas, elas trabalham constantemente nos bastidores, desempenhando funções cruciais como reconhecimento de padrões, solução de problemas, relatórios e otimização.

A tecnologia da IA está chegando ao quase aspecto de nossas vidas. Está ajudando a nos manter vivos por meio de sua integração com a assistência médica e a influenciar nossas economias por meio de sua integração com as finanças.

Quais são alguns exemplos de como a IA está afetando a assistência médica?

Com a importância fundamental da saúde em nossas vidas, não deve surpreender que tenhamos visto uma integração maciça da IA em toda a área de saúde e medicina, desde a cibersegurança nos registros dos pacientes até as cirurgias assistidas por IA. aqui estão alguns exemplos:

• Um estudo mostrou como assistentes virtuais que executam sistemas de IA de linguagem natural estão economizando médicos e enfermeiros 17 a 20% do tempo, reduzindo visitas desnecessárias e sobrecarga no fluxo de trabalho.
• Novas implementações de IA estão sendo usadas para descobrir lacunas no atendimento ao paciente, protegendo contra descuidos para agendamento e tratamentos, o que ajuda os hospitais a melhorar o atendimento e potencialmente impedir ações judiciais por negligência. Estima-se que o uso da IA para otimizar o fluxo de trabalho administrativo geral em hospitais pode proporcionar uma economia anual de US $ 18 bilhões .
• As práticas de diagnóstico estão se beneficiando da capacidade das IAs de analisar amostras com rapidez e precisão.
• Na pesquisa farmacêutica, a IA está sendo usada para acelerar enormemente o processo de descoberta de medicamentos.

De ajudar os funcionários de saúde humana a trabalhar com mais eficiência, a melhorar diagnósticos e descobrir novos medicamentos, a IA revoluciona um setor que se tornou o maior empregador dos EUA em 2017 .

A maioria das mulheres tratadas para câncer de mama em estágio avançado recebe o tratamento errado no primeiro ano, porque a única maneira de verificar se um dos 30 medicamentos aprovados pela FDA funcionará é para o paciente tentar ver o que acontece.

Quais são alguns exemplos de como a IA está afetando os serviços financeiros?

Os pontos fortes da IA são uma boa combinação para os desafios enfrentados pelas empresas de serviços financeiros em todo o mundo. A IA gerou muita emoção e atenção nos últimos anos devido ao seu enorme potencial de agregar valor a todos os tipos de transações de serviços financeiros. Bancos e empresas de investimento estão explorando o poder da IA para melhorar a experiência do cliente, automatizar tarefas complicadas, cortar custos e ajudar a descobrir novas oportunidades de crescimento futuro.

Por exemplo, a capacidade da IA de detectar e analisar padrões em big data faz dela uma ferramenta poderosa para gerenciamento de investimentos e investimentos. Uma das principais maneiras pelas quais estamos vendo essa parceria hoje é através de "roboadvisors" baseados em IA que estão assumindo muitos aspectos do gerenciamento de portfólio financeiro para os clientes.

Empresas como a Betterment, que usam uma combinação de conhecimentos humanos e de IA, estão liderando o ataque nessa tendência crescente. A empresa ajuda os clientes a montar um portfólio, escolher e manter investimentos por uma taxa anual fixa. A abordagem da Betterment ganhou popularidade nos últimos anos e atualmente a empresa supervisiona mais de US $ 10 bilhões em ativos para mais de 250.000 clientes.

E para aqueles que estão preocupados com a segurança de nossas contas e ativos bancários pessoais, podemos esperar uma proteção contra fraudes mais sofisticada e alimentada por IA no futuro. E para aqueles de nós que sofremos suporte telefônico pesado e inútil de nossos bancos, podemos esperar avanços nos bots de serviços de IA que prometem ser muito mais eficientes na solução de problemas e no fornecimento de respostas rápidas.

Quais são os riscos e benefícios associados à IA?

"As pessoas estão realmente muito focadas na 'IA do mal' e não focadas o suficiente na intenção humana."

- Neil Jacobstein

Há um argumento popular de que ferramentas como a IA são essencialmente neutras e podem ser usadas para o bem ou para o mal, dependendo das intenções do usuário. Embora a IA seja única, estamos construindo-a para ser capaz de desenvolver seu próprio aprendizado e “intenções”, é realista esperar que, no futuro próximo, a IA seja moldada pela direção de seus criadores humanos.

Podemos dizer com certeza que a IA é uma ferramenta tão profunda que seu impacto marca uma verdadeira mudança de paradigma global, semelhante às revoluções provocadas pelo desenvolvimento da agricultura, da escrita e da manufatura.

Embora as mudanças futuras que a IA traga sejam quase impossíveis de imaginar, identificamos três benefícios principais e três riscos importantes que devem ser lembrados:

Riscos de IA

• Mudanças drásticas em nossas vidas
• AI criada com más intenções
• AI criada com boa intenção ir para o mal

Benefícios da IA

• Maior eficiência
• Resolver problemas para a humanidade
• Liberte os humanos para fazer o que fazem de melhor

Quais são os benefícios da IA, em maiores detalhes?

Em um mundo ideal, a IA representa um cenário em que todos ganham, fornecendo forças que os humanos não possuem. O reconhecimento avançado de padrões, a velocidade de computação e a produtividade ininterrupta, cortesia da IA, permitem que os humanos aumentem a eficiência e descarregem tarefas mundanas - e potencialmente resolvam problemas que escaparam da percepção humana por milhares de anos. Vejamos alguns benefícios da IA com mais detalhes.

A IA oferece maior eficiência

Nós somos humanos, por isso cometemos erros e nos cansamos. Só podemos executar um trabalho competente por um tempo limitado antes que a fadiga assuma o controle e nosso foco e precisão se deteriorem. Precisamos de tempo para desconectar, relaxar e dormir.

As IAs não têm corpo biológico, participação secundária ou família para desviar sua atenção do trabalho. E enquanto os seres humanos lutam para manter o foco depois de um tempo, as IAs permanecem tão precisas se trabalham uma hora ou 1.000 horas. Enquanto trabalham, essas IAs também podem registrar com precisão dados que, por sua vez, fornecerão mais combustível para seu próprio aprendizado e reconhecimento de padrões.

Por esse motivo, a IA está transformando todos os setores. A quantidade de tempo e energia que as empresas precisam investir em trabalho manual repetitivo diminuirá exponencialmente, liberando tempo e dinheiro, o que, por sua vez, permite mais pesquisas e mais avanços para cada setor.

AI está resolvendo problemas para a humanidade

À medida que as IAs ganham mais recursos e são implantadas em diferentes capacidades, podemos esperar que muitos dos problemas que afetam o governo, as escolas e as empresas sejam resolvidos. As IA também poderão ajudar a melhorar nosso sistema de justiça, saúde, questões sociais, economia, governança e outros aspectos de nossa sociedade.

Esses sistemas críticos estão repletos de desafios, gargalos e falhas definitivas. Em cada domínio, a burocracia humana e a imprevisibilidade parecem desacelerar e às vezes até quebrar o sistema. Quando as IAs ganham força nesses domínios importantes, podemos esperar exames de dados muito mais racionais, justos e completos, e decisões políticas aprimoradas devem seguir em breve.

A IA está liberando os humanos para fazer o que fazem de melhor

À medida que as IAs se tornam mais populares e assumem tarefas mundanas e servis, os seres humanos são liberados para fazer o que fazem de melhor - pensar de forma crítica e criativa e imaginar novas possibilidades. É provável que esse pensamento e criatividade críticos sejam aumentados e aprimorados pelas ferramentas de IA. No futuro, mais ênfase será colocada nas situações de trabalho em que as tarefas são divididas entre humanos e IAs, de acordo com suas habilidades e pontos fortes.

Talvez a tarefa mais importante na qual os humanos se concentrem seja a criação de relacionamentos e conexões significativos. À medida que as IAs gerenciam cada vez mais tarefas técnicas, podemos ver um valor mais alto atribuído a traços exclusivamente humanos, como bondade, compaixão, empatia e compreensão.

Quais são os riscos da IA, em maiores detalhes?

A IA mudará nosso modo de vida atual? Absolutamente. Sabemos exatamente como? Absolutamente não.

A IA já está afetando quase todos os aspectos de nossas vidas pessoais e profissionais. Toda instituição humana - empresas, governos, academia e organizações sem fins lucrativos - já está experimentando o ritmo acelerado da mudança. E embora a IA seja frequentemente retratada em termos de soluções para resolver problemas em saúde, transporte e produtividade dos negócios, também há um lado mais sombrio a considerar.

Há preocupações de que a IA substitua os trabalhadores humanos, e algumas pessoas temem que o resultado final seja que máquinas superinteligentes com IA acabem substituindo completamente os seres humanos. Embora essa seja uma possibilidade, muitos especialistas acreditam que é mais provável que as IAs melhorem, não substituam, a humanidade e que, eventualmente, possamos nos fundir com elas .

É essencial pensar no que pode acontecer quando uma ferramenta tão poderosa quanto a IA falha ou é usada com intenção maliciosa. Considere os dois cenários a seguir:

Cenário 1: IA criada com más intenções

Aqueles que insistem que a tecnologia é neutra apontarão que um martelo pode ser usado para construir uma casa ou bater na cabeça de alguém. Como em qualquer tecnologia em mãos erradas, a IA pode ser criada para ajudar os humanos a cometer atos horríveis. Pode ser uma arma autônoma programada pelos militares ou um algoritmo malévolo solto por um hacker individual.

O medo associado à IA - uma tecnologia inteligente e capaz de auto-aprendizado - não é infundada. Mas é importante lembrar que os seres humanos também são altamente inteligentes e capazes de aprender e melhorar rapidamente.

Além disso, também vale lembrar que os recursos prejudiciais de IA não são criados no vácuo. Enquanto uma pessoa ou grupo está tentando criar algo prejudicial, geralmente há uma quantidade igual ou maior de energia sendo investida para impedir esse dano e criar contramedidas que limitam risco e impacto.

Cenário 2: a IA criada com boas intenções fica ruim

Outro cenário é a IA descontrolada, na qual uma máquina que foi construída com boas intenções fica ruim - um grampo de filmes de ficção científica clássicos como "Blade Runner" e "2001 Space Odyssey". De fato, quando o computador sensível HAL se voltou contra os astronautas no filme de Stanley Kubrick de 1968, muitos espectadores acharam a premissa irrealista. Com o uso generalizado da IA, bem como suas capacidades crescentes, esse cenário pode não parecer tão absurdo.

Abordando as preocupações sobre se a IA impulsionará o deslocamento massivo de empregos , o co-fundador da Singularity University e o chanceler Ray Kurzweil explica que, enquanto certos empregos serão perdidos, novos empregos e carreiras serão criados à medida que desenvolvermos novos recursos.

Kurzweil observa que a IA beneficiará os seres humanos e que é menos provável que ela seja ameaçadora do que benéfica para nós , e já nos beneficia de várias maneiras. Na visão de Kurzweil, uma aquisição de robô é menos provável que uma coexistência, onde as máquinas reforçam as habilidades humanas e aceleram nosso progresso.

Quais são algumas das principais tendências em IA?

À medida que o desenvolvimento e a aplicação da IA continuam evoluindo a um ritmo sem precedentes, algumas tendências importantes começaram a surgir. Talvez as tendências mais significativas envolvam aplicativos de aprendizado profundo que demonstraram desempenho excepcional competindo contra competidores humanos em jogos como Jeopardy e Go. O mercado de trabalho também reflete esse crescimento claramente. De 2015 a 2017, por exemplo, observamos um aumento de 35x nos empregos publicados que exigem habilidades de desenvolvimento de aprendizado profundo . E em 2019, a demanda continua aumentando.

Uma razão para o poderoso crescimento da IA é a convergência com outras tecnologias. Estamos vendo um grande aumento na integração das IAs com a Internet das Coisas (IoT) e com a computação de ponta, uma estratégia projetada para aumentar o desempenho, movendo o poder da computação dos data centers e dos dispositivos locais. O objetivo é permitir que os dispositivos respondam mais rapidamente, processando mais informações localmente, em vez de enviar as comunicações para a nuvem. A integração de IA, IoT e computação de ponta será uma força motriz, pois as empresas buscam melhorar a velocidade e o desempenho de suas soluções e serviços.

Outra tendência importante é o desenvolvimento de processadores especializados, projetados para otimizar o desempenho da IA. Alguns dos principais fabricantes de chips do mundo, incluindo Nvidia, Intel, AMD, Qualcomm e ARM, estão todos trabalhando em suas próprias versões de chips de alto desempenho que permitirão a profunda integração da IA nos produtos cotidianos e na IoT.

Outras tendências importantes que impulsionam o crescimento da IA incluem visão computacional, assistentes de voz e um esforço por mais padronização e ética.

Qual é o futuro da IA?

A singularidade é frequentemente definida como o ponto em que a tecnologia exponencial ultrapassa o limiar da "IA forte" e as máquinas possuem uma inteligência ampla que excede os níveis humanos. É um conceito que é compreensivelmente difícil para muitos de nós aceitarmos, porque a Singularidade também representa um ponto em que a inteligência humana e a IA se fundem.

No caminho para essa fusão, a inteligência humana passará por uma extensa integração com a IA, formando uma relação simbiótica na qual as IAs são capacitadas pelo talento humano para criatividade, pensamento lateral e os seres humanos são capacitados pela memória quase infalível da IA e pela computação rápida. Portanto, não apenas a IA provavelmente será integrada em quase todos os sistemas eletrônicos - mas também em quase todas as pessoas.

Nenhum de nós pode prever o futuro, nem podemos resistir à onda de mudanças impulsionada pela IA e outras tecnologias exponenciais. Em vez disso, podemos fazer o possível para aprender sobre essas tecnologias, entender suas oportunidades inerentes e aplicá-las à solução de nossos maiores desafios globais. Talvez o maior erro que possamos com a IA seja subestimar seu impacto e seu rápido crescimento.