Tag: IA

  • Pesquisadores mostram que modelos de linguagem artificial podem entender o que escrevem

    Pesquisadores mostram que modelos de linguagem artificial podem entender o que escrevem

    Uma nova pesquisa sugere que os modelos de linguagem artificial mais avançados, capazes de gerar textos coerentes e fluentes sobre qualquer assunto, podem ter mais do que apenas uma boa memória.

    Eles podem realmente aprender a entender as palavras que estão processando, usando uma combinação de habilidades que se assemelham ao raciocínio humano.

    Os modelos de linguagem artificial (LLMs) são sistemas de inteligência artificial que aprendem a produzir textos a partir de grandes quantidades de dados escritos, como livros, artigos, blogs, etc. Eles são usados para uma variedade de aplicações, como tradução, resumo, geração de conteúdo, assistência virtual, e muito mais.

    No entanto, há um debate sobre o quão inteligentes esses sistemas realmente são. Alguns argumentam que eles são apenas papagaios estocásticos, ou seja, eles simplesmente repetem o que viram nos dados de treinamento, sem realmente compreender o significado ou o contexto do que escrevem. Outros defendem que eles podem desenvolver algum nível de entendimento, à medida que processam mais e mais informações.

    Para resolver essa questão, dois pesquisadores da Universidade de Princeton, Sanjeev Arora e Anirudh Goyal, desenvolveram uma nova teoria e experimentos que mostram que os maiores LLMs, como o GPT-4, podem aprender habilidades suficientes para entender as palavras que estão processando.

    Eles usaram uma abordagem matemática chamada grafos aleatórios bipartidos, que consiste em dois conjuntos de nós conectados por arestas aleatórias. Eles usaram um conjunto de nós para representar os textos, e outro conjunto para representar as habilidades necessárias para compreendê-los, como lógica, aritmética, conhecimento factual, humor, etc.

    Eles mostraram que, à medida que os LLMs ficam maiores e treinados em mais dados, eles melhoram em habilidades individuais e também desenvolvem novas habilidades combinando-as de maneiras que sugerem entendimento. Por exemplo, eles podem usar aritmética e conhecimento factual para escrever sobre o número de habitantes de um país, ou usar lógica e humor para escrever uma piada sobre um assunto.

    Para testar essa hipótese, eles criaram um método chamado “skill-mix”, que consiste em pedir aos LLMs que escrevam sobre um tópico aleatório que ilustre algumas habilidades aleatórias. Por exemplo, eles podem pedir ao LLM que escreva sobre “o que é um buraco negro” usando as habilidades de “definição, analogia, e metáfora”. Eles então avaliam o quão bem o LLM consegue fazer isso, usando medidas como coerência, fluência, relevância, e precisão.

    Eles descobriram que os LLMs maiores, como o GPT-4, são capazes de produzir textos que exibem habilidades que somam o que alguns argumentariam ser entendimento. Eles também compararam os LLMs com humanos, usando uma plataforma online chamada Amazon Mechanical Turk, onde as pessoas podem realizar tarefas simples por uma pequena recompensa. Eles descobriram que os LLMs podem superar os humanos em algumas habilidades, como aritmética e conhecimento factual, mas ainda ficam atrás em outras, como humor e criatividade.

    O trabalho de Arora e Goyal tem implicações importantes para o campo da inteligência artificial, pois mostra que os LLMs podem ter mais potencial do que se pensava anteriormente. No entanto, o trabalho também tem limitações, como o fato de que ele não diz nada sobre a precisão do que os LLMs escrevem, ou que ele faz algumas suposições que podem não ser válidas para todos os LLMs.

    O trabalho também recebeu elogios de outros especialistas em IA, como Geoff Hinton, um dos pioneiros do aprendizado profundo, e Yasaman Bahri, uma pesquisadora do Google Brain. Eles elogiaram o trabalho por sua rigor e elegância, e disseram que ele abre novas possibilidades para entender e melhorar os LLMs.

    Fonte: Link.

    Eles podem realmente aprender a entender as palavras que estão processando, usando uma combinação de habilidades que se assemelham ao raciocínio humano.

    Os modelos de linguagem artificial (LLMs) são sistemas de inteligência artificial que aprendem a produzir textos a partir de grandes quantidades de dados escritos, como livros, artigos, blogs, etc. Eles são usados para uma variedade de aplicações, como tradução, resumo, geração de conteúdo, assistência virtual, e muito mais.

    No entanto, há um debate sobre o quão inteligentes esses sistemas realmente são. Alguns argumentam que eles são apenas papagaios estocásticos, ou seja, eles simplesmente repetem o que viram nos dados de treinamento, sem realmente compreender o significado ou o contexto do que escrevem. Outros defendem que eles podem desenvolver algum nível de entendimento, à medida que processam mais e mais informações.

    Para resolver essa questão, dois pesquisadores da Universidade de Princeton, Sanjeev Arora e Anirudh Goyal, desenvolveram uma nova teoria e experimentos que mostram que os maiores LLMs, como o GPT-4, podem aprender habilidades suficientes para entender as palavras que estão processando.

    Eles usaram uma abordagem matemática chamada grafos aleatórios bipartidos, que consiste em dois conjuntos de nós conectados por arestas aleatórias. Eles usaram um conjunto de nós para representar os textos, e outro conjunto para representar as habilidades necessárias para compreendê-los, como lógica, aritmética, conhecimento factual, humor, etc.

    Eles mostraram que, à medida que os LLMs ficam maiores e treinados em mais dados, eles melhoram em habilidades individuais e também desenvolvem novas habilidades combinando-as de maneiras que sugerem entendimento. Por exemplo, eles podem usar aritmética e conhecimento factual para escrever sobre o número de habitantes de um país, ou usar lógica e humor para escrever uma piada sobre um assunto.

    Para testar essa hipótese, eles criaram um método chamado “skill-mix”, que consiste em pedir aos LLMs que escrevam sobre um tópico aleatório que ilustre algumas habilidades aleatórias. Por exemplo, eles podem pedir ao LLM que escreva sobre “o que é um buraco negro” usando as habilidades de “definição, analogia, e metáfora”. Eles então avaliam o quão bem o LLM consegue fazer isso, usando medidas como coerência, fluência, relevância, e precisão.

    Eles descobriram que os LLMs maiores, como o GPT-4, são capazes de produzir textos que exibem habilidades que somam o que alguns argumentariam ser entendimento. Eles também compararam os LLMs com humanos, usando uma plataforma online chamada Amazon Mechanical Turk, onde as pessoas podem realizar tarefas simples por uma pequena recompensa. Eles descobriram que os LLMs podem superar os humanos em algumas habilidades, como aritmética e conhecimento factual, mas ainda ficam atrás em outras, como humor e criatividade.

    O trabalho de Arora e Goyal tem implicações importantes para o campo da inteligência artificial, pois mostra que os LLMs podem ter mais potencial do que se pensava anteriormente. No entanto, o trabalho também tem limitações, como o fato de que ele não diz nada sobre a precisão do que os LLMs escrevem, ou que ele faz algumas suposições que podem não ser válidas para todos os LLMs.

    O trabalho também recebeu elogios de outros especialistas em IA, como Geoff Hinton, um dos pioneiros do aprendizado profundo, e Yasaman Bahri, uma pesquisadora do Google Brain. Eles elogiaram o trabalho por sua rigor e elegância, e disseram que ele abre novas possibilidades para entender e melhorar os LLMs.

    Fonte: Link.

  • Como a inteligência artificial pode mudar nossas vidas em cinco anos

    Como a inteligência artificial pode mudar nossas vidas em cinco anos

    Em entrevista à CNN, o empresário e filantropo Bill Gates afirmou que a inteligência artificial (IA) pode transformar diversos aspectos da sociedade e da economia nos próximos cinco anos.

    Ele citou exemplos de como a IA pode ajudar na educação, na saúde, na escrita de código e no suporte técnico, entre outros serviços.

    A IA é um campo da ciência da computação que visa criar sistemas que imitem ou superem a inteligência humana, usando técnicas como aprendizado de máquina, redes neurais, processamento de linguagem natural e visão computacional. A IA pode aprender com dados, reconhecer padrões, fazer previsões, tomar decisões e interagir com as pessoas.

    Segundo Gates, a IA pode trazer benefícios para a sociedade, mas também desafios éticos e sociais. Ele reconheceu que a IA pode afetar cerca de 40% dos empregos no mundo, mas acredita que isso também criará novas oportunidades e categorias de trabalho, assim como aconteceu com a revolução agrícola no século XX.

    Ele disse que a história mostra que com cada nova tecnologia, surge o medo e depois novas possibilidades. “Como tínhamos [com] a produtividade agrícola em 1900, as pessoas pensavam: ‘Ei, o que as pessoas vão fazer?’ Na verdade, muitas coisas novas, muitas novas categorias de trabalho foram criadas e estamos muito melhor do que quando todo mundo fazia trabalho agrícola”, disse Gates. “É desse jeito que será”.

    Gates apontou, em específico, uma grande ajuda da IA ao trabalho manual de escrita dos médicos, já que é “parte do trabalho que eles não gostam, podemos fazer isso de forma bastante eficiente”. Ele também disse que as melhorias com o ChatGPT 4.0, do laboratório de pesquisa OpenAI, foram “dramáticas” porque ele pode “essencialmente ler e escrever”, portanto, é “quase como ter um colarinho branco para ser tutor, para dar conselhos de saúde, para ajudar a escrever código, para ajuda com chamadas de suporte técnico.”

    Gates mencionou que a Microsoft, empresa da qual ele ainda é acionista, tem uma parceria multibilionária com a OpenAI, um laboratório de pesquisa que visa criar IA alinhada aos valores humanos. A parceria envolve o uso da plataforma Azure da Microsoft para hospedar e treinar os modelos de IA da OpenAI, bem como a colaboração em projetos de pesquisa e inovação.

    Gates disse que o objetivo da Fundação Gates, que ele co-fundou com sua esposa Melinda, é garantir que o atraso entre beneficiar as pessoas nos países pobres e chegar aos países ricos tornará esse tempo muito curto. A fundação apoia iniciativas em áreas como saúde, educação, agricultura e energia.

    Pesquisadores, decisores políticos, indústria e sociedade reconhecem a necessidade de abordagens que garantam as tecnologias de IA de uso seguro, benéfico e justo, para considerar as implicações da tomada de decisão ética e legalmente relevante pelas máquinas e o status ético e legal da IA.

    A IA oferece uma série de benefícios para a sociedade no contexto do metaverso, um espaço virtual compartilhado que pode ser acessado por diferentes dispositivos. A IA pode melhorar a interação e a imersão dos usuários, proporcionando experiências personalizadas, realistas e criativas.

    A IA também pode contribuir para o desenvolvimento sustentável, auxiliando na gestão de recursos naturais, na mitigação das mudanças climáticas, na promoção da agricultura inteligente, na geração de energia limpa e na redução da pobreza e da desigualdade.

    No entanto, a IA também pode trazer riscos e desafios, como a perda de privacidade, a manipulação de informações, a discriminação algorítmica, a responsabilidade legal, a segurança cibernética, a autonomia humana e a governança global.

    Por isso, é necessário um debate amplo e participativo sobre os valores, princípios e normas que devem orientar o desenvolvimento e o uso da IA, envolvendo todos os atores sociais, como governos, empresas, academia, sociedade civil e usuários.

    A IA é uma tecnologia que pode mudar nossas vidas em cinco anos, para melhor ou para pior, dependendo das escolhas que fizermos. Por isso, é importante estarmos informados, conscientes e engajados nesse processo de transformação.

    Ele citou exemplos de como a IA pode ajudar na educação, na saúde, na escrita de código e no suporte técnico, entre outros serviços.

    A IA é um campo da ciência da computação que visa criar sistemas que imitem ou superem a inteligência humana, usando técnicas como aprendizado de máquina, redes neurais, processamento de linguagem natural e visão computacional. A IA pode aprender com dados, reconhecer padrões, fazer previsões, tomar decisões e interagir com as pessoas.

    Segundo Gates, a IA pode trazer benefícios para a sociedade, mas também desafios éticos e sociais. Ele reconheceu que a IA pode afetar cerca de 40% dos empregos no mundo, mas acredita que isso também criará novas oportunidades e categorias de trabalho, assim como aconteceu com a revolução agrícola no século XX.

    Ele disse que a história mostra que com cada nova tecnologia, surge o medo e depois novas possibilidades. “Como tínhamos [com] a produtividade agrícola em 1900, as pessoas pensavam: ‘Ei, o que as pessoas vão fazer?’ Na verdade, muitas coisas novas, muitas novas categorias de trabalho foram criadas e estamos muito melhor do que quando todo mundo fazia trabalho agrícola”, disse Gates. “É desse jeito que será”.

    Gates apontou, em específico, uma grande ajuda da IA ao trabalho manual de escrita dos médicos, já que é “parte do trabalho que eles não gostam, podemos fazer isso de forma bastante eficiente”. Ele também disse que as melhorias com o ChatGPT 4.0, do laboratório de pesquisa OpenAI, foram “dramáticas” porque ele pode “essencialmente ler e escrever”, portanto, é “quase como ter um colarinho branco para ser tutor, para dar conselhos de saúde, para ajudar a escrever código, para ajuda com chamadas de suporte técnico.”

    Gates mencionou que a Microsoft, empresa da qual ele ainda é acionista, tem uma parceria multibilionária com a OpenAI, um laboratório de pesquisa que visa criar IA alinhada aos valores humanos. A parceria envolve o uso da plataforma Azure da Microsoft para hospedar e treinar os modelos de IA da OpenAI, bem como a colaboração em projetos de pesquisa e inovação.

    Gates disse que o objetivo da Fundação Gates, que ele co-fundou com sua esposa Melinda, é garantir que o atraso entre beneficiar as pessoas nos países pobres e chegar aos países ricos tornará esse tempo muito curto. A fundação apoia iniciativas em áreas como saúde, educação, agricultura e energia.

    Pesquisadores, decisores políticos, indústria e sociedade reconhecem a necessidade de abordagens que garantam as tecnologias de IA de uso seguro, benéfico e justo, para considerar as implicações da tomada de decisão ética e legalmente relevante pelas máquinas e o status ético e legal da IA.

    A IA oferece uma série de benefícios para a sociedade no contexto do metaverso, um espaço virtual compartilhado que pode ser acessado por diferentes dispositivos. A IA pode melhorar a interação e a imersão dos usuários, proporcionando experiências personalizadas, realistas e criativas.

    A IA também pode contribuir para o desenvolvimento sustentável, auxiliando na gestão de recursos naturais, na mitigação das mudanças climáticas, na promoção da agricultura inteligente, na geração de energia limpa e na redução da pobreza e da desigualdade.

    No entanto, a IA também pode trazer riscos e desafios, como a perda de privacidade, a manipulação de informações, a discriminação algorítmica, a responsabilidade legal, a segurança cibernética, a autonomia humana e a governança global.

    Por isso, é necessário um debate amplo e participativo sobre os valores, princípios e normas que devem orientar o desenvolvimento e o uso da IA, envolvendo todos os atores sociais, como governos, empresas, academia, sociedade civil e usuários.

    A IA é uma tecnologia que pode mudar nossas vidas em cinco anos, para melhor ou para pior, dependendo das escolhas que fizermos. Por isso, é importante estarmos informados, conscientes e engajados nesse processo de transformação.

  • Inteligência artificial na medicina: avanços e desafios na previsão de tratamentos

    Inteligência artificial na medicina: avanços e desafios na previsão de tratamentos

    A inteligência artificial (IA) tem revolucionado diversos campos, e a medicina é um deles.

    Recentemente, um estudo publicado na revista Science trouxe novidades sobre o uso de modelos estatísticos de IA na previsão de respostas a medicamentos antipsicóticos em pessoas com esquizofrenia. Cientistas da Yale e da Universidade de Colônia descobriram que esses modelos podem prever com alta precisão os resultados dos pacientes dentro do ensaio clínico em que foram desenvolvidos. No entanto, eles também encontraram uma limitação significativa: a incapacidade de generalizar essas previsões para outros contextos.

    Essa descoberta é crucial porque destaca a necessidade de cautela ao aplicar modelos de IA na prática clínica. Embora os modelos possam ser altamente precisos, eles são específicos para o conjunto de dados em que foram treinados. Isso significa que, ao mudar o contexto, como diferentes populações de pacientes ou condições de ensaio, a precisão dos modelos pode não se manter.

    A psiquiatria de precisão é uma área que busca personalizar o tratamento médico com base em modelos relacionados a dados, terapias direcionadas e medicamentos adequados para cada paciente. O estudo liderado por cientistas proeminentes nesse campo mostra que ainda há um longo caminho a percorrer antes que possamos confiar plenamente na IA para prever respostas ao tratamento em diferentes cenários clínicos.

    Os resultados também sublinham a importância de continuar investindo em pesquisas que possam ampliar a base de dados disponíveis para treinar modelos de IA. Dados mais abrangentes e diversificados podem ajudar a superar as limitações atuais e levar a previsões mais generalizáveis e, consequentemente, a um cuidado médico mais eficaz e personalizado.

    A IA tem o potencial de transformar a medicina, mas é essencial reconhecer suas limitações e trabalhar para superá-las. Com mais pesquisa e desenvolvimento, a IA pode se tornar uma ferramenta valiosa na melhoria da saúde e do bem-estar dos pacientes em todo o mundo.

    Recentemente, um estudo publicado na revista Science trouxe novidades sobre o uso de modelos estatísticos de IA na previsão de respostas a medicamentos antipsicóticos em pessoas com esquizofrenia. Cientistas da Yale e da Universidade de Colônia descobriram que esses modelos podem prever com alta precisão os resultados dos pacientes dentro do ensaio clínico em que foram desenvolvidos. No entanto, eles também encontraram uma limitação significativa: a incapacidade de generalizar essas previsões para outros contextos.

    Essa descoberta é crucial porque destaca a necessidade de cautela ao aplicar modelos de IA na prática clínica. Embora os modelos possam ser altamente precisos, eles são específicos para o conjunto de dados em que foram treinados. Isso significa que, ao mudar o contexto, como diferentes populações de pacientes ou condições de ensaio, a precisão dos modelos pode não se manter.

    A psiquiatria de precisão é uma área que busca personalizar o tratamento médico com base em modelos relacionados a dados, terapias direcionadas e medicamentos adequados para cada paciente. O estudo liderado por cientistas proeminentes nesse campo mostra que ainda há um longo caminho a percorrer antes que possamos confiar plenamente na IA para prever respostas ao tratamento em diferentes cenários clínicos.

    Os resultados também sublinham a importância de continuar investindo em pesquisas que possam ampliar a base de dados disponíveis para treinar modelos de IA. Dados mais abrangentes e diversificados podem ajudar a superar as limitações atuais e levar a previsões mais generalizáveis e, consequentemente, a um cuidado médico mais eficaz e personalizado.

    A IA tem o potencial de transformar a medicina, mas é essencial reconhecer suas limitações e trabalhar para superá-las. Com mais pesquisa e desenvolvimento, a IA pode se tornar uma ferramenta valiosa na melhoria da saúde e do bem-estar dos pacientes em todo o mundo.

  • Pesquisadores desenvolvem algoritmo de inteligência artificial para estudar as células dos tecidos

    Pesquisadores desenvolvem algoritmo de inteligência artificial para estudar as células dos tecidos

    Um grupo de pesquisadores do Hospital Infantil da Filadélfia (CHOP) desenvolveu um novo algoritmo de inteligência artificial (IA) para ajudar a entender como diferentes células se organizam e se comunicam em tecidos, especialmente em tecidos cancerígenos.

    Essa nova ferramenta foi testada em dois tipos de tecidos de câncer para revelar como essas “vizinhanças” de células interagem entre si para escapar da terapia, e mais estudos poderiam revelar mais informações sobre a função dessas células no microambiente tumoral. Os resultados foram publicados online hoje pela revista Nature Methods.

    Para entender como diferentes células se organizam para apoiar as funções de um tecido, os pesquisadores propuseram o conceito de vizinhanças celulares do tecido (TCNs) para descrever unidades funcionais em que diferentes tipos de células recorrentes trabalham juntas para apoiar funções específicas do tecido. Em diferentes indivíduos, as funções dessas TCNs permaneceriam as mesmas. No entanto, traduzir a enorme quantidade de informações em dados espaciais de ômicas em modelos e hipóteses que podem ser interpretados e testados pelos pesquisadores requer algoritmos avançados de IA.

    “É muito difícil estudar o microambiente do tecido, como certas células se organizam, se comportam e se comunicam umas com as outras”, disse o autor sênior do estudo, Kai Tan, PhD, um pesquisador do Centro de Pesquisa do Câncer Infantil do CHOP e professor do Departamento de Pediatria e da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia. “Até os avanços recentes na chamada tecnologia espacial de ômicas, era impossível caracterizar espacialmente mais de 100 proteínas ou centenas ou mesmo milhares de genes em um pedaço de tecido, que pode abrigar centenas de milhares de células e seus respectivos genes.”

    Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram o algoritmo baseado em aprendizado profundo CytoCommunity para identificar TCNs com base nas identidades celulares de uma amostra de tecido, suas distribuições espaciais e suas interações. O algoritmo usa uma rede neural de grafos para capturar as relações entre as células em um tecido. O algoritmo pode ser aplicado de forma não supervisionada ou supervisionada, dependendo do objetivo da análise.

    O algoritmo usa dados de proteômica espacial ou transcriptômica espacial, que medem a expressão de proteínas ou genes em diferentes locais de um tecido. Esses dados permitem estudar a organização espacial e a interação das células em um tecido, bem como identificar padrões que podem estar associados a diferentes fenótipos ou condições.

    O algoritmo foi testado em dois tipos de tecidos cancerígenos: glioblastoma e carcinoma colorretal. Os pesquisadores descobriram que o algoritmo pode revelar padrões de comunicação celular que estão associados ao risco e ao prognóstico dos pacientes. Por exemplo, o algoritmo identificou uma TCN de células imunes que estava presente apenas em pacientes de baixo risco de glioblastoma, sugerindo que essas células podem ter um papel protetor contra o tumor. O algoritmo também identificou uma TCN de células epiteliais que estava associada a uma maior resistência à terapia no carcinoma colorretal.

    O algoritmo pode ser usado para descobrir novas funções e mecanismos das células em tecidos saudáveis e doentes, bem como para identificar alvos terapêuticos e biomarcadores para diferentes condições. O algoritmo também pode ser adaptado para outros tipos de dados espaciais, como imagens de tecidos, que podem fornecer informações adicionais sobre a morfologia e a arquitetura dos tecidos.

    Os pesquisadores esperam que o algoritmo possa ser uma ferramenta útil para a comunidade científica e clínica, e que possa contribuir para o avanço do conhecimento sobre a biologia dos tecidos e o tratamento de doenças.

    Fonte: Link.

    Essa nova ferramenta foi testada em dois tipos de tecidos de câncer para revelar como essas “vizinhanças” de células interagem entre si para escapar da terapia, e mais estudos poderiam revelar mais informações sobre a função dessas células no microambiente tumoral. Os resultados foram publicados online hoje pela revista Nature Methods.

    Para entender como diferentes células se organizam para apoiar as funções de um tecido, os pesquisadores propuseram o conceito de vizinhanças celulares do tecido (TCNs) para descrever unidades funcionais em que diferentes tipos de células recorrentes trabalham juntas para apoiar funções específicas do tecido. Em diferentes indivíduos, as funções dessas TCNs permaneceriam as mesmas. No entanto, traduzir a enorme quantidade de informações em dados espaciais de ômicas em modelos e hipóteses que podem ser interpretados e testados pelos pesquisadores requer algoritmos avançados de IA.

    “É muito difícil estudar o microambiente do tecido, como certas células se organizam, se comportam e se comunicam umas com as outras”, disse o autor sênior do estudo, Kai Tan, PhD, um pesquisador do Centro de Pesquisa do Câncer Infantil do CHOP e professor do Departamento de Pediatria e da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia. “Até os avanços recentes na chamada tecnologia espacial de ômicas, era impossível caracterizar espacialmente mais de 100 proteínas ou centenas ou mesmo milhares de genes em um pedaço de tecido, que pode abrigar centenas de milhares de células e seus respectivos genes.”

    Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram o algoritmo baseado em aprendizado profundo CytoCommunity para identificar TCNs com base nas identidades celulares de uma amostra de tecido, suas distribuições espaciais e suas interações. O algoritmo usa uma rede neural de grafos para capturar as relações entre as células em um tecido. O algoritmo pode ser aplicado de forma não supervisionada ou supervisionada, dependendo do objetivo da análise.

    O algoritmo usa dados de proteômica espacial ou transcriptômica espacial, que medem a expressão de proteínas ou genes em diferentes locais de um tecido. Esses dados permitem estudar a organização espacial e a interação das células em um tecido, bem como identificar padrões que podem estar associados a diferentes fenótipos ou condições.

    O algoritmo foi testado em dois tipos de tecidos cancerígenos: glioblastoma e carcinoma colorretal. Os pesquisadores descobriram que o algoritmo pode revelar padrões de comunicação celular que estão associados ao risco e ao prognóstico dos pacientes. Por exemplo, o algoritmo identificou uma TCN de células imunes que estava presente apenas em pacientes de baixo risco de glioblastoma, sugerindo que essas células podem ter um papel protetor contra o tumor. O algoritmo também identificou uma TCN de células epiteliais que estava associada a uma maior resistência à terapia no carcinoma colorretal.

    O algoritmo pode ser usado para descobrir novas funções e mecanismos das células em tecidos saudáveis e doentes, bem como para identificar alvos terapêuticos e biomarcadores para diferentes condições. O algoritmo também pode ser adaptado para outros tipos de dados espaciais, como imagens de tecidos, que podem fornecer informações adicionais sobre a morfologia e a arquitetura dos tecidos.

    Os pesquisadores esperam que o algoritmo possa ser uma ferramenta útil para a comunidade científica e clínica, e que possa contribuir para o avanço do conhecimento sobre a biologia dos tecidos e o tratamento de doenças.

    Fonte: Link.

  • Nova ferramenta de inteligência artificial melhora o diagnóstico e tratamento de câncer

    Nova ferramenta de inteligência artificial melhora o diagnóstico e tratamento de câncer

    Uma nova ferramenta de inteligência artificial que interpreta imagens médicas com uma clareza sem precedentes pode ajudar médicos e pesquisadores a diagnosticar e tratar cânceres que poderiam passar despercebidos.

    A ferramenta, chamada iStar, foi desenvolvida por pesquisadores da Escola de Medicina Perelman na Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos.

    A iStar usa uma técnica de imagem que fornece visões detalhadas de células individuais e uma visão mais ampla do espectro completo de como os genes das pessoas operam. Isso permite que ela detecte células cancerígenas que poderiam ser virtualmente invisíveis para os métodos tradicionais de imagem.

    A iStar também pode ser usada para determinar se as margens seguras foram alcançadas através de cirurgias de câncer e fornecer automaticamente anotações para imagens microscópicas, facilitando o diagnóstico molecular de doenças nesse nível. Além disso, ela pode detectar automaticamente formações imunes anti-tumorais críticas chamadas de “estruturas linfoides terciárias”, cuja presença se correlaciona com a sobrevivência provável do paciente e a resposta favorável à imunoterapia, que é frequentemente dada para o câncer e requer alta precisão na seleção do paciente.

    A imunoterapia é um tipo de tratamento que usa o próprio sistema imunológico do paciente para combater o câncer. Ela pode ser muito eficaz para alguns tipos de câncer, mas também pode causar efeitos colaterais graves. Por isso, é importante identificar quais pacientes se beneficiariam mais desse tipo de terapia.

    A iStar é parte do campo da transcriptômica espacial, um campo relativamente novo usado para mapear as atividades dos genes dentro do espaço dos tecidos. Os pesquisadores adaptaram uma ferramenta de aprendizado de máquina chamada Hierarchical Variational Autoencoder (HVAE) para criar a iStar, que pode reconstruir a arquitetura do tecido em alta resolução a partir de imagens de baixa resolução.

    Eles testaram a iStar em amostras de tecido de câncer de mama e pulmão e mostraram que ela pode identificar características celulares e moleculares que são importantes para o prognóstico e a terapia. Eles também compararam a iStar com outras ferramentas de inteligência artificial existentes e mostraram que ela é mais precisa e robusta.

    Um artigo sobre o método foi publicado hoje na Nature Biotechnology, uma revista científica de prestígio na área de biotecnologia. Os autores do artigo são Daiwei “David” Zhang, PhD, um pesquisador associado, e Mingyao Li, PhD, um professor de Bioestatística e Patologia Digital.

    Os pesquisadores esperam que a iStar possa ser usada para melhorar o diagnóstico e tratamento de câncer e outras doenças, bem como para avançar o conhecimento sobre a biologia dos tecidos. Eles também planejam disponibilizar a iStar para a comunidade científica e médica, para que outros possam usar e aprimorar a ferramenta.

    Fonte: Link.

    A ferramenta, chamada iStar, foi desenvolvida por pesquisadores da Escola de Medicina Perelman na Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos.

    A iStar usa uma técnica de imagem que fornece visões detalhadas de células individuais e uma visão mais ampla do espectro completo de como os genes das pessoas operam. Isso permite que ela detecte células cancerígenas que poderiam ser virtualmente invisíveis para os métodos tradicionais de imagem.

    A iStar também pode ser usada para determinar se as margens seguras foram alcançadas através de cirurgias de câncer e fornecer automaticamente anotações para imagens microscópicas, facilitando o diagnóstico molecular de doenças nesse nível. Além disso, ela pode detectar automaticamente formações imunes anti-tumorais críticas chamadas de “estruturas linfoides terciárias”, cuja presença se correlaciona com a sobrevivência provável do paciente e a resposta favorável à imunoterapia, que é frequentemente dada para o câncer e requer alta precisão na seleção do paciente.

    A imunoterapia é um tipo de tratamento que usa o próprio sistema imunológico do paciente para combater o câncer. Ela pode ser muito eficaz para alguns tipos de câncer, mas também pode causar efeitos colaterais graves. Por isso, é importante identificar quais pacientes se beneficiariam mais desse tipo de terapia.

    A iStar é parte do campo da transcriptômica espacial, um campo relativamente novo usado para mapear as atividades dos genes dentro do espaço dos tecidos. Os pesquisadores adaptaram uma ferramenta de aprendizado de máquina chamada Hierarchical Variational Autoencoder (HVAE) para criar a iStar, que pode reconstruir a arquitetura do tecido em alta resolução a partir de imagens de baixa resolução.

    Eles testaram a iStar em amostras de tecido de câncer de mama e pulmão e mostraram que ela pode identificar características celulares e moleculares que são importantes para o prognóstico e a terapia. Eles também compararam a iStar com outras ferramentas de inteligência artificial existentes e mostraram que ela é mais precisa e robusta.

    Um artigo sobre o método foi publicado hoje na Nature Biotechnology, uma revista científica de prestígio na área de biotecnologia. Os autores do artigo são Daiwei “David” Zhang, PhD, um pesquisador associado, e Mingyao Li, PhD, um professor de Bioestatística e Patologia Digital.

    Os pesquisadores esperam que a iStar possa ser usada para melhorar o diagnóstico e tratamento de câncer e outras doenças, bem como para avançar o conhecimento sobre a biologia dos tecidos. Eles também planejam disponibilizar a iStar para a comunidade científica e médica, para que outros possam usar e aprimorar a ferramenta.

    Fonte: Link.

  • Robôs do tamanho de grãos de areia podem revolucionar a medicina

    Robôs do tamanho de grãos de areia podem revolucionar a medicina

    Imagine se pudéssemos enviar pequenos robôs para dentro do nosso corpo, capazes de realizar tarefas como desobstruir artérias, combater células cancerígenas ou fertilizar óvulos.

    Essa é a visão dos pesquisadores que trabalham com os microrrobôs médicos, máquinas minúsculas que podem se locomover pelos fluidos corporais e interagir com os tecidos.

    Os microrrobôs médicos não são uma novidade na ficção científica. Em 1966, o filme “Viagem Fantástica” mostrou uma equipe de cientistas que entrava em um submarino encolhido e era injetada no corpo de um paciente para salvar sua vida. Desde então, muitos outros filmes, livros e jogos exploraram a ideia de explorar o corpo humano em escala microscópica.

    Mas a ficção está cada vez mais próxima da realidade. Em um artigo publicado na revista Science, os pesquisadores Brad Nelson e Salvador Pané, da ETH Zürich, na Suíça, afirmam que os microrrobôs médicos estão prestes a sair dos laboratórios e entrar nos hospitais. Eles apresentam alguns exemplos de microrrobôs que já foram testados em animais e que podem trazer benefícios para diversas áreas da medicina.

    Um desses exemplos é o MagnetoSperm, um microrrobô inspirado nos espermatozoides, que tem uma cabeça magnética e uma cauda flexível. Ele pode ser controlado por um campo magnético externo e usado para transportar cargas úteis dentro do corpo, como medicamentos ou células. O MagnetoSperm poderia, por exemplo, ajudar a guiar espermatozoides até o óvulo, aumentando as chances de fertilização.

    Outro exemplo é o ViRob, um microrrobô cilíndrico com seis pernas que podem se agarrar às paredes dos vasos sanguíneos. Ele pode se mover contra o fluxo sanguíneo e realizar procedimentos como biópsia, remoção de placas ou liberação de drogas. O ViRob poderia, por exemplo, ajudar a tratar doenças cardiovasculares, que são a principal causa de morte no mundo.

    Além desses protótipos, existem pelo menos quatro startups que estão desenvolvendo microrrobôs médicos para aplicações comerciais. Uma delas é a MagForce Nanotechnologies, que usa nanopartículas magnéticas para tratar tumores cerebrais. As nanopartículas são injetadas no tumor e aquecidas por um campo magnético externo, destruindo as células cancerígenas. Outra é a Microbot Medical, que desenvolve microrrobôs para limpar cateteres e shunts, evitando infecções e obstruções. As outras duas são a Nanobiotix, que utiliza nanopartículas para potencializar a radioterapia, e a Nanomix, que cria sensores nanoeletrônicos para diagnóstico rápido.

    Os microrrobôs médicos ainda enfrentam vários desafios para se tornarem uma realidade clínica, como a segurança, a eficácia, a regulamentação e a aceitação do público. Mas os pesquisadores estão otimistas de que eles podem revolucionar a medicina, oferecendo soluções mais precisas, eficientes e menos invasivas para diversas doenças. Eles acreditam que, em breve, poderemos ver os microrrobôs médicos não apenas nas telas, mas também nas nossas veias.

    Essa é a visão dos pesquisadores que trabalham com os microrrobôs médicos, máquinas minúsculas que podem se locomover pelos fluidos corporais e interagir com os tecidos.

    Os microrrobôs médicos não são uma novidade na ficção científica. Em 1966, o filme “Viagem Fantástica” mostrou uma equipe de cientistas que entrava em um submarino encolhido e era injetada no corpo de um paciente para salvar sua vida. Desde então, muitos outros filmes, livros e jogos exploraram a ideia de explorar o corpo humano em escala microscópica.

    Mas a ficção está cada vez mais próxima da realidade. Em um artigo publicado na revista Science, os pesquisadores Brad Nelson e Salvador Pané, da ETH Zürich, na Suíça, afirmam que os microrrobôs médicos estão prestes a sair dos laboratórios e entrar nos hospitais. Eles apresentam alguns exemplos de microrrobôs que já foram testados em animais e que podem trazer benefícios para diversas áreas da medicina.

    Um desses exemplos é o MagnetoSperm, um microrrobô inspirado nos espermatozoides, que tem uma cabeça magnética e uma cauda flexível. Ele pode ser controlado por um campo magnético externo e usado para transportar cargas úteis dentro do corpo, como medicamentos ou células. O MagnetoSperm poderia, por exemplo, ajudar a guiar espermatozoides até o óvulo, aumentando as chances de fertilização.

    Outro exemplo é o ViRob, um microrrobô cilíndrico com seis pernas que podem se agarrar às paredes dos vasos sanguíneos. Ele pode se mover contra o fluxo sanguíneo e realizar procedimentos como biópsia, remoção de placas ou liberação de drogas. O ViRob poderia, por exemplo, ajudar a tratar doenças cardiovasculares, que são a principal causa de morte no mundo.

    Além desses protótipos, existem pelo menos quatro startups que estão desenvolvendo microrrobôs médicos para aplicações comerciais. Uma delas é a MagForce Nanotechnologies, que usa nanopartículas magnéticas para tratar tumores cerebrais. As nanopartículas são injetadas no tumor e aquecidas por um campo magnético externo, destruindo as células cancerígenas. Outra é a Microbot Medical, que desenvolve microrrobôs para limpar cateteres e shunts, evitando infecções e obstruções. As outras duas são a Nanobiotix, que utiliza nanopartículas para potencializar a radioterapia, e a Nanomix, que cria sensores nanoeletrônicos para diagnóstico rápido.

    Os microrrobôs médicos ainda enfrentam vários desafios para se tornarem uma realidade clínica, como a segurança, a eficácia, a regulamentação e a aceitação do público. Mas os pesquisadores estão otimistas de que eles podem revolucionar a medicina, oferecendo soluções mais precisas, eficientes e menos invasivas para diversas doenças. Eles acreditam que, em breve, poderemos ver os microrrobôs médicos não apenas nas telas, mas também nas nossas veias.

  • Modelo de aprendizado de máquina pode prever e prevenir a perda de visão em pacientes com alta miopia

    Modelo de aprendizado de máquina pode prever e prevenir a perda de visão em pacientes com alta miopia

    A alta miopia é uma condição que afeta cerca de 10% da população mundial e pode causar sérios problemas de visão, como descolamento de retina, glaucoma e catarata.

    Essas complicações podem levar à deficiência visual ou até mesmo à cegueira.

    Para evitar esses resultados, é importante identificar os pacientes com alto risco de perda de visão e monitorar sua condição com frequência. No entanto, os métodos atuais de avaliação são baseados em critérios subjetivos e não levam em conta todos os fatores que podem influenciar a progressão da miopia.

    Uma equipe de pesquisadores da Universidade Médica e Odontológica de Tóquio (TMDU) desenvolveu uma solução inovadora para esse problema: um modelo de aprendizado de máquina que pode prever e visualizar o risco de deficiência visual em pacientes com alta miopia.

    O aprendizado de máquina é uma técnica que permite que os computadores aprendam com os dados e façam previsões sem a necessidade de programação explícita. Os pesquisadores da TMDU usaram essa técnica para analisar um conjunto de dados de 967 pacientes japoneses com alta miopia, que foram acompanhados por 3 e 5 anos.

    Eles usaram 34 variáveis que são coletadas durante exames oftalmológicos, como idade, acuidade visual atual e diâmetro da córnea, para treinar e testar vários modelos populares de aprendizado de máquina, como florestas aleatórias e máquinas de vetores de suporte.

    Eles descobriram que o modelo baseado em regressão logística foi o melhor para prever a deficiência visual em 5 anos, com uma precisão de 86% e uma área sob a curva ROC de 0,88. A curva ROC é uma medida que mostra o quão bem um modelo pode distinguir entre duas classes, como deficiência visual ou não.

    Para tornar o modelo mais fácil de usar e interpretar, os pesquisadores usaram um nomograma, que é uma ferramenta gráfica que mostra a importância de cada variável e permite calcular um escore de risco para cada paciente. O nomograma pode ajudar os médicos a avaliar o risco de deficiência visual de forma rápida e intuitiva, e a planejar o tratamento e o acompanhamento adequados.

    Os pesquisadores concluíram que o modelo de aprendizado de máquina tem potencial para ajudar na avaliação e monitoramento clínico dos pacientes com alta miopia e prevenir a perda de visão. Eles esperam que o modelo possa ser aplicado a outras populações e doenças oculares no futuro.

    Fonte: Link.

    Essas complicações podem levar à deficiência visual ou até mesmo à cegueira.

    Para evitar esses resultados, é importante identificar os pacientes com alto risco de perda de visão e monitorar sua condição com frequência. No entanto, os métodos atuais de avaliação são baseados em critérios subjetivos e não levam em conta todos os fatores que podem influenciar a progressão da miopia.

    Uma equipe de pesquisadores da Universidade Médica e Odontológica de Tóquio (TMDU) desenvolveu uma solução inovadora para esse problema: um modelo de aprendizado de máquina que pode prever e visualizar o risco de deficiência visual em pacientes com alta miopia.

    O aprendizado de máquina é uma técnica que permite que os computadores aprendam com os dados e façam previsões sem a necessidade de programação explícita. Os pesquisadores da TMDU usaram essa técnica para analisar um conjunto de dados de 967 pacientes japoneses com alta miopia, que foram acompanhados por 3 e 5 anos.

    Eles usaram 34 variáveis que são coletadas durante exames oftalmológicos, como idade, acuidade visual atual e diâmetro da córnea, para treinar e testar vários modelos populares de aprendizado de máquina, como florestas aleatórias e máquinas de vetores de suporte.

    Eles descobriram que o modelo baseado em regressão logística foi o melhor para prever a deficiência visual em 5 anos, com uma precisão de 86% e uma área sob a curva ROC de 0,88. A curva ROC é uma medida que mostra o quão bem um modelo pode distinguir entre duas classes, como deficiência visual ou não.

    Para tornar o modelo mais fácil de usar e interpretar, os pesquisadores usaram um nomograma, que é uma ferramenta gráfica que mostra a importância de cada variável e permite calcular um escore de risco para cada paciente. O nomograma pode ajudar os médicos a avaliar o risco de deficiência visual de forma rápida e intuitiva, e a planejar o tratamento e o acompanhamento adequados.

    Os pesquisadores concluíram que o modelo de aprendizado de máquina tem potencial para ajudar na avaliação e monitoramento clínico dos pacientes com alta miopia e prevenir a perda de visão. Eles esperam que o modelo possa ser aplicado a outras populações e doenças oculares no futuro.

    Fonte: Link.

  • Pesquisadores desenvolvem algoritmo que monitora a carga de trabalho dos motoristas e melhora a segurança no trânsito

    Pesquisadores desenvolvem algoritmo que monitora a carga de trabalho dos motoristas e melhora a segurança no trânsito

    Um novo algoritmo desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Cambridge, pode ajudar a prevenir acidentes de trânsito, ao prever quando os motoristas estão aptos a interagir com sistemas dentro do veículo ou receber mensagens, como alertas de trânsito, chamadas ou direções de navegação.

    O algoritmo se baseia em técnicas de aprendizado de máquina e filtragem bayesiana, que permitem medir de forma confiável e contínua o nível de demanda mental que o motorista enfrenta ao dirigir, chamado de carga de trabalho. A carga de trabalho pode variar de acordo com o comportamento e o status do motorista, as condições da estrada, o tipo de estrada ou as características do motorista. Por exemplo, dirigir em uma área desconhecida pode significar uma alta carga de trabalho, enquanto um trajeto diário pode significar uma carga de trabalho menor.

    O algoritmo é altamente adaptável e pode responder em tempo real às mudanças na situação de condução. Essa informação pode ser usada para personalizar a interação entre o motorista e o veículo, de forma a priorizar a segurança e melhorar a experiência do usuário. Por exemplo, os motoristas só são alertados em momentos de baixa carga de trabalho, para que possam manter sua total concentração na estrada em cenários de condução mais estressantes. Além disso, o algoritmo pode ajustar o nível de intervenção dos sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS), que podem auxiliar o motorista em tarefas como frenagem, aceleração ou mudança de faixa.

    Os resultados do estudo foram publicados na revista IEEE Transactions on Intelligent Vehicles. Os pesquisadores trabalharam em parceria com a JLR, uma empresa líder em inovação automotiva, que tem interesse em aplicar o algoritmo em seus veículos, sejam eles autônomos, híbridos ou convencionais. O objetivo é aumentar a segurança e o conforto dos motoristas e passageiros, ao mesmo tempo em que se reduz o consumo de combustível e as emissões de poluentes.

    “Com o aumento da quantidade de dados disponíveis para os motoristas, é preciso garantir que eles não se distraiam ou se sobrecarreguem com informações irrelevantes ou inoportunas”, disse o Dr. Bashar Ahmad, co-primeiro autor do estudo e pesquisador do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge. “Nosso algoritmo permite que os sistemas dentro do veículo se adaptem ao status do motorista, de forma a fornecer apenas as informações necessárias e no momento adequado.”

    O algoritmo se baseia em técnicas de aprendizado de máquina e filtragem bayesiana, que permitem medir de forma confiável e contínua o nível de demanda mental que o motorista enfrenta ao dirigir, chamado de carga de trabalho. A carga de trabalho pode variar de acordo com o comportamento e o status do motorista, as condições da estrada, o tipo de estrada ou as características do motorista. Por exemplo, dirigir em uma área desconhecida pode significar uma alta carga de trabalho, enquanto um trajeto diário pode significar uma carga de trabalho menor.

    O algoritmo é altamente adaptável e pode responder em tempo real às mudanças na situação de condução. Essa informação pode ser usada para personalizar a interação entre o motorista e o veículo, de forma a priorizar a segurança e melhorar a experiência do usuário. Por exemplo, os motoristas só são alertados em momentos de baixa carga de trabalho, para que possam manter sua total concentração na estrada em cenários de condução mais estressantes. Além disso, o algoritmo pode ajustar o nível de intervenção dos sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS), que podem auxiliar o motorista em tarefas como frenagem, aceleração ou mudança de faixa.

    Os resultados do estudo foram publicados na revista IEEE Transactions on Intelligent Vehicles. Os pesquisadores trabalharam em parceria com a JLR, uma empresa líder em inovação automotiva, que tem interesse em aplicar o algoritmo em seus veículos, sejam eles autônomos, híbridos ou convencionais. O objetivo é aumentar a segurança e o conforto dos motoristas e passageiros, ao mesmo tempo em que se reduz o consumo de combustível e as emissões de poluentes.

    “Com o aumento da quantidade de dados disponíveis para os motoristas, é preciso garantir que eles não se distraiam ou se sobrecarreguem com informações irrelevantes ou inoportunas”, disse o Dr. Bashar Ahmad, co-primeiro autor do estudo e pesquisador do Departamento de Engenharia da Universidade de Cambridge. “Nosso algoritmo permite que os sistemas dentro do veículo se adaptem ao status do motorista, de forma a fornecer apenas as informações necessárias e no momento adequado.”

  • Estudo revela que redes de inteligência artificial são mais vulneráveis a ataques maliciosos do que se pensava

    Estudo revela que redes de inteligência artificial são mais vulneráveis a ataques maliciosos do que se pensava

    Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, descobriu que as ferramentas de inteligência artificial (IA) são mais suscetíveis a ataques maliciosos do que se pensava.

    Esses ataques podem fazer com que os sistemas de IA tomem decisões erradas, comprometendo a segurança e a confiabilidade de diversas aplicações, como veículos autônomos e interpretação de imagens médicas. O estudo foi publicado na revista científica Nature Communications.

    Os ataques maliciosos são chamados de “ataques adversários” e consistem em manipular os dados que são alimentados em um sistema de IA para confundi-lo. Por exemplo, alguém pode colocar um tipo específico de adesivo em um lugar específico em uma placa de pare, que efetivamente torna a placa invisível para um sistema de IA que controla um carro autônomo. Ou um hacker pode instalar um código em uma máquina de raio-X que altera os dados da imagem de uma forma que faz com que um sistema de IA faça diagnósticos incorretos.

    Os pesquisadores desenvolveram um software chamado QuadAttac K, que pode ser usado para testar qualquer rede neural profunda para vulnerabilidades adversárias. As redes neurais profundas são modelos de IA que aprendem a partir de grandes quantidades de dados e são capazes de realizar tarefas complexas, como reconhecimento de imagens, processamento de linguagem natural e geração de texto. O software QuadAttac K observa como o sistema de IA faz decisões relacionadas aos dados e determina como os dados podem ser manipulados para enganar o sistema de IA. O software então envia dados manipulados para o sistema de IA para ver como ele responde.

    Os resultados mostraram que as redes neurais profundas são muito vulneráveis a ataques adversários e que os atacantes podem aproveitar essas vulnerabilidades para fazer com que as redes vejam o que eles querem que elas vejam. Os pesquisadores testaram quatro redes neurais profundas que são amplamente usadas em sistemas de IA em todo o mundo: duas redes neurais convolucionais (ResNet-50 e DenseNet-121) e dois transformadores de visão (ViT-B e DEiT-S). Eles descobriram que todas as quatro redes eram suscetíveis a ataques adversários e que os ataques podiam ser realizados com poucas alterações nos dados originais.

    Os autores do estudo alertam que os ataques adversários representam uma ameaça séria para a segurança e a confiabilidade dos sistemas de IA e que é preciso desenvolver métodos de defesa para proteger os sistemas de IA contra esses ataques. Eles também sugerem que os desenvolvedores de sistemas de IA devem usar o software QuadAttac K para testar as suas redes neurais profundas para vulnerabilidades adversárias e corrigi-las antes de colocá-las em uso.

    A inteligência artificial é uma área da ciência da computação que busca criar máquinas e sistemas capazes de realizar tarefas que normalmente requerem inteligência humana, como aprendizado, raciocínio, percepção, comunicação e criatividade. A inteligência artificial tem diversas aplicações em diferentes setores, como educação, saúde, transporte, entretenimento, segurança, entre outros. No entanto, a inteligência artificial também traz desafios e riscos, como questões éticas, sociais, legais e de segurança, que precisam ser considerados e regulados.

    Esses ataques podem fazer com que os sistemas de IA tomem decisões erradas, comprometendo a segurança e a confiabilidade de diversas aplicações, como veículos autônomos e interpretação de imagens médicas. O estudo foi publicado na revista científica Nature Communications.

    Os ataques maliciosos são chamados de “ataques adversários” e consistem em manipular os dados que são alimentados em um sistema de IA para confundi-lo. Por exemplo, alguém pode colocar um tipo específico de adesivo em um lugar específico em uma placa de pare, que efetivamente torna a placa invisível para um sistema de IA que controla um carro autônomo. Ou um hacker pode instalar um código em uma máquina de raio-X que altera os dados da imagem de uma forma que faz com que um sistema de IA faça diagnósticos incorretos.

    Os pesquisadores desenvolveram um software chamado QuadAttac K, que pode ser usado para testar qualquer rede neural profunda para vulnerabilidades adversárias. As redes neurais profundas são modelos de IA que aprendem a partir de grandes quantidades de dados e são capazes de realizar tarefas complexas, como reconhecimento de imagens, processamento de linguagem natural e geração de texto. O software QuadAttac K observa como o sistema de IA faz decisões relacionadas aos dados e determina como os dados podem ser manipulados para enganar o sistema de IA. O software então envia dados manipulados para o sistema de IA para ver como ele responde.

    Os resultados mostraram que as redes neurais profundas são muito vulneráveis a ataques adversários e que os atacantes podem aproveitar essas vulnerabilidades para fazer com que as redes vejam o que eles querem que elas vejam. Os pesquisadores testaram quatro redes neurais profundas que são amplamente usadas em sistemas de IA em todo o mundo: duas redes neurais convolucionais (ResNet-50 e DenseNet-121) e dois transformadores de visão (ViT-B e DEiT-S). Eles descobriram que todas as quatro redes eram suscetíveis a ataques adversários e que os ataques podiam ser realizados com poucas alterações nos dados originais.

    Os autores do estudo alertam que os ataques adversários representam uma ameaça séria para a segurança e a confiabilidade dos sistemas de IA e que é preciso desenvolver métodos de defesa para proteger os sistemas de IA contra esses ataques. Eles também sugerem que os desenvolvedores de sistemas de IA devem usar o software QuadAttac K para testar as suas redes neurais profundas para vulnerabilidades adversárias e corrigi-las antes de colocá-las em uso.

    A inteligência artificial é uma área da ciência da computação que busca criar máquinas e sistemas capazes de realizar tarefas que normalmente requerem inteligência humana, como aprendizado, raciocínio, percepção, comunicação e criatividade. A inteligência artificial tem diversas aplicações em diferentes setores, como educação, saúde, transporte, entretenimento, segurança, entre outros. No entanto, a inteligência artificial também traz desafios e riscos, como questões éticas, sociais, legais e de segurança, que precisam ser considerados e regulados.

  • Inteligência artificial descobre novas formas e funções de proteínas

    Inteligência artificial descobre novas formas e funções de proteínas

    Uma equipe de cientistas usou a inteligência artificial (IA) para descobrir novas formas e funções de proteínas, as moléculas que compõem a vida.

    As proteínas são cadeias de aminoácidos que se dobram em estruturas tridimensionais complexas. Essas estruturas determinam as funções das proteínas, que podem ser desde catalisar reações químicas até transportar oxigênio pelo sangue. Conhecer as formas e funções das proteínas é essencial para entender os processos biológicos e desenvolver novos medicamentos.

    No entanto, determinar experimentalmente a estrutura de uma proteína é um processo difícil e demorado. Por isso, os cientistas recorrem à IA para prever as formas das proteínas a partir de suas sequências de aminoácidos. Uma das ferramentas mais poderosas para isso é o AlphaFold, um programa de computador que usa aprendizado profundo para modelar as estruturas das proteínas com alta precisão.

    Os pesquisadores usaram o AlphaFold para gerar as estruturas de 215 milhões de proteínas, incluindo muitas que nunca foram estudadas antes. Eles então construíram uma rede interativa que conecta as proteínas com base em suas semelhanças estruturais e evolutivas. Essa rede serve como uma fonte valiosa para prever famílias e funções desconhecidas de proteínas em larga escala.

    A equipe foi capaz de identificar 290 novas famílias de proteínas e uma nova dobra de proteína, que se parece com a forma de uma flor. Eles também disponibilizaram a rede como um recurso web interativo, chamado “Atlas do Universo Proteico”. Esse recurso permite aos cientistas aprender mais sobre a diversidade, estrutura, função e evolução das proteínas.

    “Existem agora muitas fontes de informação sobre proteínas, que encerram valiosos insights sobre como as proteínas evoluem e funcionam”, diz Joana Pereira, a líder do estudo. Ela acrescenta que o trabalho foi apoiado por uma bolsa do SIB para incentivar a adoção da IA na ciência da vida. “Isso mostra o potencial transformador do aprendizado profundo e dos algoritmos inteligentes na pesquisa”, afirma.

    Com o Atlas do Universo Proteico, os cientistas podem agora explorar as proteínas relevantes para suas pesquisas. “Esperamos que esse recurso ajude não apenas pesquisadores e biocuradores, mas também estudantes e professores, fornecendo uma nova plataforma para aprender sobre a diversidade das proteínas, desde a estrutura, até a função, até a evolução”, diz Janani Durairaj, a primeira autora do estudo.

    Fonte: Link.

    As proteínas são cadeias de aminoácidos que se dobram em estruturas tridimensionais complexas. Essas estruturas determinam as funções das proteínas, que podem ser desde catalisar reações químicas até transportar oxigênio pelo sangue. Conhecer as formas e funções das proteínas é essencial para entender os processos biológicos e desenvolver novos medicamentos.

    No entanto, determinar experimentalmente a estrutura de uma proteína é um processo difícil e demorado. Por isso, os cientistas recorrem à IA para prever as formas das proteínas a partir de suas sequências de aminoácidos. Uma das ferramentas mais poderosas para isso é o AlphaFold, um programa de computador que usa aprendizado profundo para modelar as estruturas das proteínas com alta precisão.

    Os pesquisadores usaram o AlphaFold para gerar as estruturas de 215 milhões de proteínas, incluindo muitas que nunca foram estudadas antes. Eles então construíram uma rede interativa que conecta as proteínas com base em suas semelhanças estruturais e evolutivas. Essa rede serve como uma fonte valiosa para prever famílias e funções desconhecidas de proteínas em larga escala.

    A equipe foi capaz de identificar 290 novas famílias de proteínas e uma nova dobra de proteína, que se parece com a forma de uma flor. Eles também disponibilizaram a rede como um recurso web interativo, chamado “Atlas do Universo Proteico”. Esse recurso permite aos cientistas aprender mais sobre a diversidade, estrutura, função e evolução das proteínas.

    “Existem agora muitas fontes de informação sobre proteínas, que encerram valiosos insights sobre como as proteínas evoluem e funcionam”, diz Joana Pereira, a líder do estudo. Ela acrescenta que o trabalho foi apoiado por uma bolsa do SIB para incentivar a adoção da IA na ciência da vida. “Isso mostra o potencial transformador do aprendizado profundo e dos algoritmos inteligentes na pesquisa”, afirma.

    Com o Atlas do Universo Proteico, os cientistas podem agora explorar as proteínas relevantes para suas pesquisas. “Esperamos que esse recurso ajude não apenas pesquisadores e biocuradores, mas também estudantes e professores, fornecendo uma nova plataforma para aprender sobre a diversidade das proteínas, desde a estrutura, até a função, até a evolução”, diz Janani Durairaj, a primeira autora do estudo.

    Fonte: Link.