I A - inteligência artificial

Visão Geral da Criação de uma Inteligência Artificial

A criação de uma IA geralmente envolve as seguintes etapas e conceitos:

1. Definição do Problema:

   • Qual é a tarefa que a IA deve resolver? (Ex: Classificar e-mails como spam ou não spam, prever preços de casas, gerar texto criativo, etc.)
   • Quais são os dados de entrada e as saídas esperadas?

2. Coleta e Preparação de Dados:

   • Dados são o "combustível" para a IA. A maioria das IAs modernas (especialmente as baseadas em Machine Learning) aprende a partir de dados.
   • Coleta: Obter dados relevantes para o problema. Isso pode envolver web scraping, bancos de dados, APIs, etc.
   • Limpeza: Remover ruídos, inconsistências e valores ausentes dos dados.
   • Transformação: Converter os dados para um formato que o algoritmo de IA possa entender (Ex: Vetorização de texto, normalização de números).
   • Divisão: Separar os dados em conjuntos de treino, validação e teste.

3. Escolha do Modelo/Algoritmo:

   • Machine Learning (Aprendizado de Máquina): A base da maioria das IAs modernas. Envolve algoritmos que permitem que computadores aprendam a partir de dados sem serem explicitamente programados para cada tarefa.
     • Aprendizado Supervisionado: Treinar um modelo com dados que têm "respostas" corretas (rótulos). (Ex: Classificação, Regressão)
     • Aprendizado Não Supervisionado: Treinar um modelo com dados sem rótulos, buscando padrões ou estruturas nos dados. (Ex: Agrupamento/Clustering, Redução de Dimensionalidade)
     • Aprendizado por Reforço: Uma IA aprende através de tentativa e erro, interagindo com um ambiente e recebendo recompensas ou punições. (Ex: Jogos, robótica)
   • Deep Learning (Aprendizado Profundo): Um subcampo do Machine Learning que utiliza Redes Neurais Artificiais com múltiplas camadas (profundas) para aprender representações complexas de dados. É a tecnologia por trás de muitos avanços recentes em IA (reconhecimento de voz e imagem, processamento de linguagem natural).
   • Outras Abordagens: Lógica simbólica, sistemas especialistas, algoritmos genéticos, etc., dependendo da complexidade e natureza do problema.

4. Treinamento do Modelo:

   • Alimentar o algoritmo com os dados de treinamento para que ele aprenda os padrões e relações.
   • Ajustar os parâmetros do modelo para otimizar seu desempenho.

5. Avaliação do Modelo:

   • Testar o modelo com dados que ele nunca viu antes (conjunto de teste) para verificar sua capacidade de generalização e evitar o "overfitting" (quando o modelo memoriza os dados de treinamento em vez de aprender os padrões).
   • Utilizar métricas de avaliação apropriadas para o problema (Ex: Acurácia, Precisão, Recall, F1-score para classificação; MSE, R-squared para regressão).

6. Otimização e Ajuste Fino (Hyperparameter Tuning):

   • Ajustar os hiperparâmetros do modelo (configurações que não são aprendidas diretamente dos dados) para melhorar o desempenho. Isso pode ser feito manualmente ou usando técnicas automatizadas (Ex: Grid Search, Random Search, Otimização Bayesiana).

7. Implantação:

   • Integrar o modelo treinado em um sistema ou aplicativo para que ele possa ser usado na prática. (Ex: API, web app, dispositivo embarcado).

8. Monitoramento e Manutenção:

   • A IA precisa ser monitorada para garantir que seu desempenho não degrade ao longo do tempo (devido a mudanças nos dados ou no ambiente).
   • Retreinar o modelo periodicamente com novos dados, se necessário.

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Ferramentas e Linguagens Comuns:

• Linguagens de Programação:
  • Python: De longe a linguagem mais popular para IA e Machine Learning, devido à sua simplicidade e vasta biblioteca de ferramentas.
  • R, Java, C++, Julia também são usadas.
• Bibliotecas e Frameworks (Python):
  • NumPy: Para computação numérica e arrays.
  • Pandas: Para manipulação e análise de dados.
  • Scikit-learn: Para Machine Learning clássico (classificação, regressão, clustering).
  • TensorFlow, Keras, PyTorch: Para Deep Learning.
  • NLTK, spaCy: Para Processamento de Linguagem Natural (NLP).
  • OpenCV: Para Visão Computacional.

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Exemplo Simples (se você tiver algum conhecimento em Python):

Imagine que você quer criar uma IA que preveja se um e-mail é spam ou não.

1. Dados: Você precisaria de um dataset de e-mails, com cada e-mail rotulado como "spam" ou "não spam".
2. Pré-processamento: Converter o texto dos e-mails em números (vetores).
3. Modelo: Usar um algoritmo de classificação como "Support Vector Machine" (SVM) ou "Naive Bayes".
4. Treinamento: Alimentar o modelo com os e-mails e seus rótulos.
5. Previsão: Quando um novo e-mail chega, o modelo o analisa e prediz se é spam.







- vai além de criar simples imagens - 

 

Descoberto como própolis verde combate células do câncer

Redação do Diário da Saúde

Própolis contra o câncer

O própolis já é utilizado há muito tempo na medicina popular e ganhou a atenção da comunidade científica após a comprovação dos diversos benefícios que a substância produzida pelas abelhas oferece à saúde, incluindo ação antioxidante, anti-inflamatória, antimicrobiana,titumoral.

Os experimentos in vitro foram feitos com o própolis verde fabricado pela espécie de abelha Apis mellifera.
[Imagem: Alberto L. Marsaro Júnior]

Checagem com artigo científico:

Artigo: pH-Dependence Cytotoxicity Evaluation of Artepillin C against Tumor Cells
Autores: Wallance M. Pazin, Renata R. Miranda, Karina A. Toledo, Frank Kjeldsen, Carlos J. L. Constantino, Jonathan R. Brewer
Publicação: Life
Vol.: 13(11), 2186
DOI: 10.3390/life13112186

 

Fonte da juventude pode ser uma célula do nosso sistema imunológico

Redação do Diário da Saúde                     www.diariodasaude.com.br

As células senescentes (azuis) acumulam-se à medida que envelhecemos. As células CAR-T podem ser programadas para procurá-las e destruí-las - a imagem mostra tecido pancreático saudável de um camundongo velho tratado com as células CAR-T quando era um filhote.
[Imagem: Amor Vegas Lab/Cold Spring Harbor Laboratory]

Checagem com artigo científico:

Artigo: Prophylactic and long-lasting efficacy of senolytic CAR T cells against age-related metabolic dysfunction
Autores: Corina Amor, Inés Fernández-Maestre, Saria Chowdhury, Yu-Jui Ho, Sandeep Nadella, Courtenay Graham, Sebastian E. Carrasco, Emmanuella Nnuji-John, Judith Feucht, Clemens Hinterleitner, Valentin J. A. Barthet, Jacob A. Boyer, Riccardo Mezzadra, Matthew G. Wereski, David A. Tuveson, Ross L. Levine, Lee W. Jones, Michel Sadelain, Scott W. Lowe
Publicação: Nature Aging
DOI: 10.1038/s43587-023-00560-5

Computador celular controla proteína que influencia o câncer

Computador celular controla proteína que influencia o câncer: O objetivo é construir biocomputadores em nanoescala para a prevenção e o tratamento do câncer e de outras doenças. É uma porta lógica totalmente biológica e funcionando dentro de uma célula. [Imagem: Yashavantha L. Vishweshwaraiah et al. - 10.1038/s41467-021-26937-x]

É uma porta lógica totalmente biológica e funcionando dentro de uma célula. [Imagem: Yashavantha L. Vishweshwaraiah et al. - 10.1038/s41467-021-26937-x]

Descoberto ciclone espacial fazendo chover elétrons sobre a Terra

Descoberto ciclone espacial fazendo chover elétrons sobre a Terra: Astrofísicos chineses conseguiram a primeira comprovação observacional da existência de um ciclone espacial em nosso planeta.

[Imagem: Qing-He Zhang et al. - 10.1038/s41467-021-21459-y] Aqui em uma visão artística idealizada, o ciclone espacial apareceu acima do Pólo Norte como uma espéce de aurora. [Imagem: Zhang Qinghe] Furacão espacial Astrofísicos chineses conseguiram a primeira comprovação observacional da existência de um ciclone espacial em nosso planeta, uma tempestade ocorrendo na fronteira entre a atmosfera terrestre e o espaço aberto, acima do Pólo Norte. Aqui embaixo, os ciclones tropicais - conhecidos como tufões no noroeste do Pacífico e como furacões no nordeste do Pacífico e norte do Atlântico - são caracterizados por um centro de baixa pressão, conhecido como olho do furacão, ventos fortes e cisalhamento de fluxo, além de um arranjo em espiral de nuvens altas com chuvas fortes. No espaço, os astrônomos já documentaram ciclones em Marte, Saturno e Júpiter, semelhantes aos ciclones tropicais na baixa atmosfera terrestre. Também existem gases solares girando em formações monstruosas, nas profundezas da atmosfera do Sol, chamados tornados solares, com larguras de vários raios terrestres. No entanto, ninguém havia ainda documentado um ciclone na alta atmosfera da Terra. O feito de detectar o primeiro furacão espacial na Terra coube a Qing-He Zhang e uma equipe da Universidade Shandong, na China, depois de uma campanha de observações da ionosfera e da magnetosfera terrestres, feitos por satélite, bem como de uma modelagem em 3D da magnetosfera. Ciclone espacial Esquema da tempestade magnética, batizada de ciclone espacial -

[Imagem: Qing-He Zhang et al. - 10.1038/s41467-021-21459-y]

carro dirigido por cerebro de minhoca

Carro é saiba mais aqui: Minhocas não têm cérebro, mas basta 19 neurônios delas para dirigir um automóvel em condições reais.

Cérebro de motorista Uma equipe da Áustria e dos EUA desenvolveu um sistema de inteligência artificial neuromórfico que imita o funcionamento do sistema nervoso de animais como minhocas e lombrigas. Embora não soe como um grande elogio para os motoristas, o fato é que o sistema mostrou que não é preciso ter um número gigantesco de neurônios para dirigir um automóvel. A equipe afirma que o sistema tem vantagens decisivas em relação aos modelos de aprendizado profundo atuais: Ele lida melhor com entradas cheias de ruídos e, devido à sua simplicidade, seu modo de operação pode ser explicado em detalhes, fugindo da tradicional "caixa preta" da inteligência artificial. O trabalho é um melhoramento da tecnologia apresentada pela mesma equipe em 2018, quando eles estacionaram um pequeno robô usando 12 neurônios. O sistema agora tem 19 neurônios e trabalhou com dados reais de imagens coletadas conforme motoristas humanos dirigiam carros em ambientes urbanos.

O Universo tem um Norte e um Sul?

materia completa no site inovação tecnológica

Diferentes conjuntos de dados - aqui uma observação em raios X - mostram que o Universo parece ter uma direção preferencial, uma espécie de Norte e Sul.
[Imagem: Konstantinos Migkas et al. - 10.1051/0004-6361/201936602]

Leis da física variáveis

O mundo da física, da astrofísica e da cosmologia foi sacudido há alguns anos quando a equipe do professor John Webb, da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, apresentou observações de centenas de galáxias que mostravam que as leis da física parecem variar ao longo do Universo.

Medições do campo gravitacional da Terra indicaram que também a força da gravidade pode não ser constante.
[Imagem: ESA/AOES Medialab]

O assunto continua na agenda, com os teóricos procurando modelos que possam "encaixar" os dados nos modelos cosmológicos mais aceitos, e os astrônomos de campo fazendo mais observações e trabalhando para melhorar os equipamentos que possam reforçar ou corrigir os dados observados até agora.

Apenas para relembrar, a teoria mais aceita atualmente propõe que o universo é plano, o que faz alguns chamaram a atual geração de astrofísicos - um tanto maldosamente - de "universoplanistas".
[Imagem: NASA/WMAP]

A equipe do professor Webb também não descansou e, enquanto esperam por telescópios melhores e métodos de análise de dados mais refinados, eles decidiram testar suas observações usando um alvo completamente diferente: Em vez de galáxias, eles fizeram várias medições da luz emitida por um quasar - uma estrela giratória cujos feixes de luz lembram um farol marítimo - localizado a quase 13 bilhões de anos-luz de distância.

Nesta linha de incertezas cosmológicas, há também desconfianças sobre se a constante de Hubble seria mesmo constante.
[Imagem: Andrew Pontzen/Fabio Governato]

Câmera ultrarrápida tira 70 trilhões de fotos por segundo

Fotografia espectral

Os pontos vermelhos entre os eletrodos de varredura representam fotoelétrons acelerados e chegando em diferentes momentos - os de cima chegam mais cedo que os de baixo.
[Imagem: Peng Wang et al. - 10.1038/s41467-020-15745-4]

Uma nova câmera ultrarrápida, desenvolvida no Instituto de Tecnologia da Califórnia, é capaz de capturar até 70 trilhões de quadros por segundo.

Isso é rápido o suficiente para fotografar ondas de luz viajando e o decaimento fluorescente das moléculas.

Peng Wang e seus colegas batizaram a tecnologia da câmera de "fotografia espectral ultrarrápida compactada", ou CUSP, na sigla em inglês (Compressed Ultrafast Spectral Photography).

A câmera consiste em um laser que emite pulsos extremamente curtos de luz, que duram apenas um femtossegundo (10-15 segundo), combinado com lentes e um sensor de luz especializado, conhecido como câmera de listras, ou câmera de franjas (streak).

As lentes dividem os pulsos individuais de femtossegundos do laser em uma sequência de pulsos ainda mais curtos, sendo cada um desses pulsos responsável por produzir uma imagem na câmera.

"No modo ativo, a CUSP alcança 7 × 1013 fps e 103 quadros simultaneamente, por meio de uma sinergia entre a codificação espectral, a divisão de pulsos, a distorção temporal e a detecção compactada - permitindo imagens quantitativas sem precedentes da rápida interação não-linear da matéria com a luz," escreveu a equipe.

Esquema de funcionamento da câmera de femtossegundos.
[Imagem: Peng Wang et al. - 10.1038/s41467-020-15745-4]

Superfícies metálicas podem matar bactérias instantaneamente

Metal Antibacteriano


Imagem: Vidhya Selvamani et al. - 10.1002/admi.201901890

A pandemia da covid-19 trouxe à tona uma questão que merecia pouca atenção do público: a sobrevivência de vírus e bactérias em diferentes superfícies.

No caso das superfícies metálicas - ônibus e metrôs, corrimãos, elevadores etc - a solução pode ser simples e barata.

Engenheiros da Universidade Purdue, nos EUA, criaram um método de tratamento a laser que transforma qualquer superfície de metal em um verdadeiro exterminador de bactérias - apenas dando à superfície do metal uma textura diferente.

A aplicação do laser cria rugosidades, incluindo minúsculas "agulhas" que, embora não sejam detectadas em escala macro - você pode passar a mão sobre o metal que ele continuará lhe parecendo liso -, são suficientes para perfurar a membrana externa das bactérias, levando-as à morte quase instantaneamente.

A técnica matou imediatamente superbactérias - como a MRSA - que se tornaram resistentes aos antibióticos.

Invenção estabiliza e movimenta satélites sem gastar combustível

 Cancelamento ativo de vibração

Se você treme ao bater uma foto, a imagem não irá sair tão boa quanto poderia. E, se você já usou uma lente telescópica, ou mesmo o zoom do seu celular, sabe que a necessidade de estabilidade aumenta rapidamente quanto mais longe você tenta focar.

[Imagem: Universidade de Illinois/Faculdade de Engenharia

Hipertelescópio poderá ser construído na Terra, no espaço ou na Lua

Vendo mais longe

Um novo sistema distribuído de câmeras vai permitir que os hipertelescópios capturem a luz de várias estrelas ao mesmo tempo.

O design otimizado do telescópio poderá obter imagens de alta resolução de objetos como exoplanetas, pulsares, aglomerados globulares e galáxias distantes, sem contar a possibilidade de rastrear os confins do próprio Sistema Solar, repleto de corpos celestes ainda por serem descobertos, incluindo o Planeta Nove e o Planeta Dez

O primeiro hipertelescópio do mundo está sendo construído no vale de Ubaye, na França.
[Imagem: Antoine Labeyrie/Observatoire de la Cote dAzur]

Um sistema micro-óptico gera simultaneamente imagens separadas de cada campo de interesse.
[Imagem: Antoine Labeyrie/Observatoire de la Cote dAzur]

Assim como o radiotelescópio ALMA tem suas antenas movidas por caminhões, um hipertelescópio poderia ter seus espelhos, muito menores, reposicionadas por drones.
[Imagem: Antoine Labeyrie/Observatoire de la Cote dAzur]

Espelhos planos vão substituir antenas parabólicas

espelhos planos, matéria completa

Antenas-espelho

Pesquisadores acabaram de reinventar o espelho - ao menos espelhos que refletem não luz visível, mas as micro-ondas usadas nas telecomunicações.

O que entra não precisa ser exatamente o que sai nesses refletores modulados espaço-temporalmente.

Detalhe dos componentes que formam o refletor de micro-ondas.
[Imagem: Andrew E. Cardin et al. - 10.1038/s41467-020-15273-1]
[Imagem: Los Alamos National Laboratory]

Microscópio sem lentes amplia amostra inteira de uma só vez

Microscópio sem lentes amplia amostra inteira de uma só vez O microscópio inteiro cabe dentro de um chip, com a imagem da amostra toda sendo reconstruída por computador.

Microscópio em um chip

Quando você olha através de um microscópio, tudo o que está na mesa - ou platina - pode ser ampliado a um grau que depende das lentes usadas.

Infelizmente, apenas uma parte da amostra pode ser ampliada de cada vez, de forma que um microscópio padrão não nos fornece uma imagem completa da amostra.

Este foi o problema que Shaowei Jian

[Imagem: Sean Flynn/UConn]

[Imagem: Shaowei Jiang et al. - 10.1039/c9lc01027k]

Ressonância elétrica nuclear chega para revolucionar medicina e ciências

Resson:Um feliz acidente no laboratório levou a uma descoberta revolucionária que não apenas resolve um problema discutido há mais de meio século, como também afeta diretamente os exames médicos e o desenvolvimento de novas tecnologias, como os

[Imagem: UNSW/Tony Melov]

NASA quer sua ajuda para projetar rob

NASA quer sua ajuda para projetar robo: Quer entrar para a história

Concurso para robôs de Vênus

O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA lançou um desafio público para desenvolver um sensor de prevenção de obstáculos para um futuro veículo robótico espacial, que deverá explorar o planeta Vênus.

O desafio "Explorando o inferno: evitando obstáculos em um rover automático" pretende identificar o melhor projeto do público para um sensor que possa ser incorporado ao robô.

Não é só desviar de obstáculos na horizontal - o sensor terá que lidar também com subidas e descidas.
[Imagem: NASA/JPL-Caltech]

O robô que irá explorar Vênus será um aerocarro.
[Imagem: NASA/JPL-Caltech]

Teste Abertura Painel Solar

créditos:http://www.inpe.br/

Satélite Amazônia-1 começa a ser fechado para a realização de testes amb...

créditos:http://www.inpe.br/

Primeiro satélite brasileiro entra em operação

créditos:http://www.inpe.br/

Incerteza pode ser parte intrínseca da realidade

Com informações da Universidade de Viena - 23/12/2019

A partir de um certo número de pinos, não há mais nenhuma certeza.
[Imagem: Lorenzo Nocchi]

Há quem acredite que a Física Quântica emerge na fronteira entre múltiplos universos.
[Imagem: S. J. Weber et al./Nature]

Dois físicos austríacos estão propondo uma nova interpretação da Física Clássica sem usar números reais, desafiando a visão tradicional de que essa parte da física seria determinística.

Na Física Clássica geralmente se assume que, se soubermos onde está um objeto e qual é a sua velocidade, podemos prever exatamente para onde ele irá.

Assim, uma suposta inteligência superior, com o conhecimento de todos os objetos existentes num determinado momento, seria capaz de conhecer com certeza o futuro e o passado do Universo com precisão infinita. Pierre-Simon Laplace idealizou esse argumento, mais tarde chamado de demônio de Laplace, no início de 1800, para ilustrar o conceito de determinismo na Física Clássica.

A medição do tempo também tem uma limitação fundamental de precisão.

                         [Imagem: Juan Carlos Palomino/Universidade de Viena]

Bateria nuclear: Não precisa ser recarregada e dura para sempre

Bateria nuclear: Não precisa ser recarregada e dura para sempre:

Pode parecer um tanto assustador, mas a bateria nuclear é segura, não precisa recarregar e dura décadas.
[Imagem: Elena Khavina/MIPT]

Bateria nuclear sem riscos

Seu próximo telefone celular, ou mesmo seu carro elétrico, poderão ser alimentados por uma bateria nuclear, em lugar das baterias de íons de lítio, graças a um avanço feito por pesquisadores russos.

E não é preciso se preocupar, porque a radiação envolvida nessa bateria nuclear é de baixa energia, podendo ser bloqueada até mesmo por uma folha de papel - o invólucro da bateria é mais do que suficiente para torná-la segura.

A tecnologia das baterias nucleares - betavoltaica ou betabaterias - foi de fato usada na década de 1970 para alimentar marcapassos cardíacos, antes de ser superada pelas baterias de íons de lítio, com vidas úteis muito mais curtas, mas também mais baratas. Além disso, naquela época as baterias nucleares ainda não haviam sido miniaturizadas.

A bateria nuclear, que funciona a partir do decaimento beta de um isótopo radioativo do níquel - o níquel-63 - foi criada por uma equipe do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou (MIPT), Instituto Tecnológico de Materiais Superduros e Avançados de Carbono (TISNCM) e da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia (MISIS).

O protótipo fornece cerca de 3.300 miliwatts-hora de energia por grama, mais do que em qualquer outra bateria nuclear do mesmo tipo e 10 vezes mais do que a energia específica das baterias químicas atuais.

Como funcionam as pilhas e baterias

As baterias químicas comuns, como as pilhas e as baterias de lítio dos celulares, também conhecidas como células galvânicas, usam a energia das reações químicas de redução-oxidação, ou redox. Nessas reações, os elétrons são transferidos de um eletrodo para outro através de um eletrólito, dando origem a uma diferença de potencial entre os eletrodos. Se os dois terminais da bateria forem conectados por um condutor, os elétrons começam a fluir para equilibrar a diferença de potencial, gerando uma corrente elétrica.

Essas baterias químicas são caracterizadas por uma alta densidade de potência - a relação entre a potência da corrente gerada e o volume da bateria. No entanto, elas descarregam em um tempo relativamente curto (pilhas comuns) ou precisam ser recarregadas (baterias recarregáveis). Essa não é uma boa ideia em aplicações como marcapassos cardíacos, porque isso exige cirurgias adicionais, ou pode até mesmo ser impossível, no caso de a bateria estar alimentando uma espaçonave.

Felizmente, as reações químicas são apenas uma das possíveis fontes de geração de energia elétrica - a betavoltaica é outra.

Esquema da bateria nuclear de níquel-63 e semicondutores de diamante.
[Imagem: V. Bormashov et al. - 10.1016/j.diamond.2018.03.006]

O que são baterias nucleares?

Bibliografia:

Artigo: High power density nuclear battery prototype based on diamond Schottky diodes
Autores: V. S. Bormashov, S. Yu. Troschiev, S. A. Tarelkin, A. P. Volkov, D. V. Teteruk, A. V. Golovanov, M. S. Kuznetsov, N. V. Kornilov, S. A. Terentiev, Vladimir D. Blank
Revista: Diamond and Related Materials
Vol.: 84, Pages 41-47
DOI: 10.1016/j.diamond.2018.03.006