Avanços da IA ​​em 2024: descobertas arqueológicas, conversas com cachalotes e dobramento de proteínas

A inteligência artificial ou aprendizado de máquina tornou-se um tema central em muitas notícias este ano. E merecidamente, embora haja uma certa publicidade em tudo isso. À medida que as próximas semanas encerram o ano, os jornalistas da CNN publicaram um artigo de aquecimento destacando quatro avanços inesperados na ciência em 2024, tornados possíveis pelo uso da inteligência artificial.

Aparecimento de um pergaminho carbonizado que foi lido pela IA. Fonte da imagem: scrollprize.org

A primeira história contada é sobre uma descoberta arqueológica. O aprendizado de máquina ajudou a ler vários fragmentos de um pergaminho romano cozido e petrificado de Herculano, enterrado durante a erupção do Vesúvio em 79 DC. Vários desses pergaminhos foram encontrados, representando em todos os sentidos uma marca, e não um documento. Não há como desdobrá-los fisicamente e lê-los. A tomografia de raios X e o aprendizado de máquina ajudaram, o que revelou padrões na estrutura química da amostra e ajudou não apenas a separar as camadas do pergaminho, mas também a rastrear vestígios de tinta queimada e a começar a ler o texto.

A segunda história é que graças à IA, a base fonética da “linguagem” dos animais está se tornando mais clara. No futuro, o aprendizado de máquina poderá ajudar as pessoas a aprender a compreender a “fala” dos animais. Os cientistas começaram com cachalotes, que são conhecidos por seu sistema bastante complexo e estruturado de comunicação sonora. A IA analisou quase 9.000 mensagens gravadas de 60 cachalotes no Caribe.

A rede neural detectou 18 tipos de ritmo, cinco tipos de andamento, três tipos de variações de duração e dois tipos de cliques extras adicionados no final de um código em um grupo de códigos mais curtos. Isso é mais que suficiente para comunicações de qualquer complexidade, mas ainda não há decodificação de tudo isso. Mas graças às “palavras” encontradas e aos exemplos de “construção de frases”, os cientistas pretendem começar a conversar com as baleias e ver a sua reação. A mesma prática pode ser aplicada a qualquer animal.

A terceira história continua o tema da arqueologia. No deserto peruano de Nazca, existem enormes desenhos no solo – geoglifos. Eles não podem ser vistos do nível do solo. Geoglifos foram descobertos por acidente em aviões no ar. Geralmente são imagens estilizadas de animais, pessoas ou enfeites. Até recentemente, foram abertas 430 imagens. A IA, treinada nestes exemplos, conseguiu descobrir outros 303 padrões até então desconhecidos, propondo 47.000 candidatos que considerou necessários destacar na topografia do deserto. Como você pode ver, existem muitos erros, o que indica a imperfeição do algoritmo. Mas a quase duplicação dos sítios arqueológicos encontrados é definitivamente um golpe de sorte.

A quarta história, talvez, possa deixar a marca mais significativa na história da humanidade. Esta é uma história sobre como prever o enovelamento de proteínas. As proteínas consistem em duas dúzias de aminoácidos, mas existem centenas de milhões de combinações e formas espaciais de proteínas resultantes. Para que uma proteína reaja com uma célula viva do corpo humano, ela deve assumir uma ou outra forma 3D – é como pegar a chave de uma fechadura, uma vai abri-la e a outra é apenas um pedaço desnecessário ferro. A inteligência artificial na forma do pacote AlphaFold do Google DeepMind aprendeu a analisar todas as proteínas conhecidas pelos cientistas e pode prever novas que ainda não foram descobertas. São medicamentos e muito mais para melhorar a saúde das pessoas.

E, finalmente, o reconhecimento mais claro da IA ​​na ciência terrestre foi a atribuição dos Prémios Nobel de física e química este ano aos cientistas que desenvolveram as redes de neutrões correspondentes para descobertas nestas ciências. O novo instrumento estava em vigor e no momento certo, predeterminando o desenvolvimento da ciência durante muitos anos.