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A IA e as ciências sociais já foram próximas, mas se separaram

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Pesquisa analisou artigos sobre Inteligência Artificial e concluiu que computação está enfrentando questões éticas sem se comunicar com as ciências sociais

Filme Inteligência Artificial: obra de Steven Spielberg traz questões éticas sobre um futuro em que há robôs com consciência (Inteligência Artificial/Reprodução)

Pesquisadores de inteligência artificial estão empregando algoritmos de aprendizagem de máquina para auxiliar tarefas tão diversas quanto dirigir carros, diagnosticar problemas médicos e selecionar candidatos a emprego. Essas aplicações levantam uma série de questões sociais e éticas novas e complexas.

Assim, à luz desses desenvolvimentos, que pensamentos diferentes os cientistas sociais devem ter sobre as pessoas, a economia e a sociedade? Como os engenheiros que criam esses algoritmos devem lidar com os dilemas éticos e sociais que suas criações representam?

“Esses são os tipos de perguntas que você não pode responder apenas com as soluções técnicas”, diz Dashun Wang, professor associado de administração e organizações da Kellogg. “Elas são questões fundamentalmente interdisciplinares”.

Na verdade, os economistas que buscam prever de que forma a automação terá impacto no mercado de trabalho precisam entender quais habilidades são mais ideais para as máquinas desempenharem

Ao mesmo tempo, os engenheiros que desenvolvem software para diagnosticar tumores podem querer saber o que os filósofos têm a dizer sobre os dilemas morais que sua tecnologia apresenta. Programadores e psicólogos precisarão trabalhar juntos para garantir que os algoritmos de software de recrutamento não amplifiquem os vieses humanos.

Alguns pesquisadores conseguiram atravessar as barreiras departamentais. Por exemplo, um inovador realizado no ano passado explorou como milhões de pessoas em todo o mundo tomariam as decisões difíceis que os veículos autônomos enfrentam (por exemplo, diante da escolha entre matar um pedestre ou um passageiro, qual vida eles prefeririam?). Os pesquisadores pretendem usar esse trabalho para garantir que as novas tecnologias reflitam valores universais.

No entanto, um novo artigo de Wang e colaboradores conclui que o vínculo entre a IA e as ciências sociais (e outros campos) enfraqueceu ao longo do tempo.

Os pesquisadores analisaram várias décadas de trabalhos publicados no campo da IA, assim como nas ciências sociais, humanidades, ciências naturais, engenharia e medicina. Eles descobriram que, cada vez mais, os cientistas da computação estão enfrentando questões sociais por conta própria, sem depender profundamente de insights dos acadêmicos que as estudam. Ao mesmo tempo, acadêmicos de ciências sociais, físicas e humanas também parecem estar perdendo contato com os rápidos avanços da IA.

Juntos, os resultados demonstram uma necessidade renovada de os pesquisadores colaborarem entre as disciplinas, diz Wang.

“Justo agora que a IA está se tornando cada vez mais relevante no mundo todo, ela está se tornando cada vez mais isolada”, diz Wang. “Nós realmente precisamos fechar essa lacuna”.

Inteligência artificial na sociedade levanta novas questões

Há séculos, as pessoas vêm lutando contra as consequências sociais e filosóficas da tecnologia, assinala Wang. Tomemos, por exemplo, o livro Frankenstein de 1823. “A IA nasceu desse tipo de fascínio”, diz ele. “Tinha raízes muito profundas nas ciências sociais”.

Mais recentemente, pesquisadores de IA começaram a enfrentar os dilemas da vida real que a tecnologia apresenta.

Considere, por exemplo, quando a Amazon tentou desenvolver ferramentas de aprendizagem de máquina para classificar os candidatos a emprego. Como o software usava dados de candidatos anteriores para prever quais pessoas seriam as mais adequadas para a empresa, surgiu um problema evidente: como muitos dos candidatos anteriores eram homens, o programa penalizou os candidatos cujos currículos continham a palavra “mulheres” ou mencionavam algumas faculdades exclusivamente para mulheres como sua base de formação acadêmica.

Onde quer que o viés já exista, a IA “apenas ampliará esse viés”, diz Wang. (O programa da Amazon foi descontinuado.)

Wang queria saber com que frequência os pesquisadores de IA estavam envolvidos com disciplinas como psicologia, filosofia, economia e ciência política, o que poderia ajudá-los a lidar com essas inevitáveis questões éticas e sociais. Uma medida desse envolvimento é se os pesquisadores de IA estão citando outras disciplinas em seus trabalhos acadêmicos. Para investigar, Wang colaborou com Morgan Frank, Manuel Cebrian e Iyad Rahwan do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

A equipe aproveitou um conjunto de dados recém disponibilizado do Microsoft Academic Graph (MAG), que indexa artigos acadêmicos. Os dados incluíram citações de periódicos tradicionais, bem como anais de conferências, um local importante para descobertas de IA. Foram capturadas as relações das citações entre artigos, ou seja, sempre que um estudo fazia referência a outro.

A panelinha de IA

Wang e seus colaboradores examinaram os dados do MAG de 1950 a 2018. Eles descobriram que o número de publicações sobre IA e subcampos relacionados (como visão computacional e processamento de linguagem natural) aumentou exponencialmente durante esse período, de centenas para dezenas de milhares de trabalhos por ano. Esses campos agora dominam a pesquisa em ciência da computação.

Para quantificar as interações entre IA e outras disciplinas, a equipe desenvolveu uma medida que capturou a frequência com que os trabalhos em uma área citam uma outra área, controlando o número total de trabalhos publicados na segunda área.

Primeiro, a equipe analisou como os artigos da IA citaram outras áreas acadêmicas. Eles descobriram que, na década de 1960, os pesquisadores de IA citaram artigos de psicologia com uma frequência acima de cinco vezes mais do que se esperaria se tivessem escolhido trabalhos para citar aleatoriamente de um conjunto. Hoje, no entanto, eles citam artigos de psicologia com uma frequência de menos da metade disso.

Da mesma forma, ocorreram quedas dramáticas nas citações de filosofia, economia e arte. Não é de se surpreender que os documentos da IA de hoje citam ciência da computação e matemática muito mais vezes.

Em seguida, os pesquisadores consideraram o problema inverso: Quantas vezes outras disciplinas citaram artigos de IA, enquanto controlava o crescente número de publicações de IA a cada ano? Aqui, eles descobriram que áreas como psicologia, filosofia, negócios, ciência política, sociologia e economia tornaram-se menos propensas a usar as pesquisas de IA. Por exemplo, os psicólogos nos anos 60 citavam artigos da IA cerca de quatro vezes mais do que seria esperado se fosse ao acaso. Hoje, no entanto, eles citam a IA com menos frequência do que se escolhessem artigos para citar de forma totalmente aleatória.

Conclusão geral: “A IA se tornou cada vez mais clichê”, diz Wang.

Uma possível explicação é que simplesmente ficou mais difícil para os cientistas sociais acompanharem os rápidos avanços nas pesquisas cada vez mais complexas de IA.

Além disso, a onda de interesse pela IA poderia, paradoxalmente, ajudar a explicar seu isolamento. Alguns congressos de IA são tão requisitados que os cientistas sociais podem ter dificuldades em participar, segundo o coautor de Wang, Morgan Frank. Em uma postagem no blog, Frank observou que um encontro popular “esgotou as vagas de inscrição em menos de 15 minutos, dificultando a participação de pesquisadores ativos em IA, e muito menos de cientistas interessados de outras áreas”.

Quem está fazendo pesquisa em IA?

Outro fator é a mudança em quem domina a pesquisa de IA hoje.

Os pesquisadores examinaram quais instituições estavam publicando os artigos mais “centrais” de IA, aqueles citados mais frequentemente por outros artigos altamente citados.

Enquanto universidades como a MIT, Stanford e Carnegie Mellon figuravam como centros de pesquisa de IA por excelência, os pesquisadores descobriram que hoje esses trabalhos tendem cada vez mais a sair de empresas privadas como Google e Microsoft.

O fato dessas empresas estarem cada vez mais se envolvendo com IA é que elas contam com recursos para adquirir infraestrutura cara. “Não é um esporte barato”, diz Wang. “É preciso ter toda uma enorme quantidade de unidades de processamento gráfico, poder computacional e armazenamento”.

Isso pode ajudar a explicar a crescente desconexão entre a IA e as ciências sociais. Em seu estudo, Wang e colaboradores descobriram que os pesquisadores em sociologia, filosofia, ciência política, negócios e economia são menos propensos a citar publicações produzidas por empresas do que as da academia. Como tal, a concentração da pesquisa em IA no setor privado poderia estar contribuindo para o enfraquecimento do relacionamento com as ciências sociais.

E, assim que conseguem uma vantagem inicial, é mais provável que as grandes empresas continuem produzindo uma parcela desproporcional da pesquisa em um fenômeno de “rico ficando cada vez mais rico”, diz Wang. As equipes do setor desenvolvem sistemas melhores, atraem mais usuários e geram mais dados, que podem ser usados para treinar seus sistemas para se tornarem ainda mais precisos. “É um mecanismo de auto reforço”.

Preenchendo a divisão de IA

Apesar do rápido crescimento da IA, Wang teme que a nova tecnologia fique aquém do seu potencial máximo se não incorporar melhor os insights das ciências sociais e de outras áreas.

Para preencher esta lacuna, Wang recomenda que as universidades incentivem mais colaborações entre a IA e outros departamentos. Por exemplo, a Northwestern University iniciou um programa chamado CS+X, que conecta cientistas da computação a pesquisadores em áreas como medicina, jornalismo, direito e economia.

Algumas pesquisas existentes sugerem como os desenvolvedores de IA podem efetivamente integrar descobertas de outros campos. Por exemplo, o estudo explora como os carros autônomos podem refletir melhor a moralidade humana (coautoria do colaborador de Wang, Iyad Rahwan, um acadêmico de IA) baseado em pesquisas de psicologia, filosofia moral, economia e até mesmo ficção científica.

No entanto, permanece o fato de que tais bibliografias abrangentes são relativamente raras.

Assim como os cientistas da computação precisam consultar especialistas de fora de sua disciplina, diz Wang, os cientistas sociais não podem mais ignorar os desenvolvimentos em IA. À medida que as máquinas reformulam o modo como trabalhamos, pensamos e tomamos decisões, ele argumenta, está se tornando mais crucial do que nunca que economistas, filósofos e psicólogos estejam a par dos mais recentes desenvolvimentos da ciência da computação e vice-versa.

“É uma via de mão dupla”, diz Wang. “A IA precisa prestar mais atenção às ciências sociais. Os cientistas sociais precisam prestar mais atenção à IA”.

Texto publicado originalmente no site Kellogg Insight, da Kellog School of Management

 

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Ciência

Estudo confirma teoria sobre verdadeira causa do fim dos dinos

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Análise geológica prova que problema não foi o impacto do asteroide, mas a liberação de enxofre na atmosfera

Asteroide (Foto: NASA/Don Davis)

Novas evidências geológicas corroboram para a comprovação de antigas teorias sobre como foram os dias após o impacto do asteroide que dizimou os dinossauros. O novo estudo contou com quase 25 pesquisadores e foi comandado pela Universidade do Texas, nos Estados Unidos.

Cerca de 66 milhões de anos atrás, um enorme asteroide atingiu a Terra na região em que hoje está o Golfo do México. O choque foi tão grande que resultou na extinção de 75% da vida existente à época, incluindo os dinossauros. Para os pesquisadores, isso aconteceu porque o objeto extraterrestre provocou incêndios, tsunamis e lançou tanto enxofre na atmosfera que bloqueou o sol, o que causou um resfriamento global intenso — e mortal.

A teoria é antiga, mas a nova análise, publicada pelo periódico científico PNAS, encontrou evidências concretas de que os cientistas estão certos. Segundo os especialistas, a investigação começou em 2016, quando a equipe extraiu material equivalente a quase 130 metros de altura de detritos geológicos acumulados na região em que ocorreu o impacto.

Para o pesquisador e coautor do estudo Jens Olof Ormö, uma das vantagens de estudar crateras é que os eventos seguintes a um impacto são muito bem conhecidos: “Podemos reconstruir uma sequência de eventos [por exemplo, ver quais sedimentos seguem um acima do outro]. Pelo tipo de sedimento [tamanho dos clastos (fragmentos), tipo e classificação], podemos saber se eles foram depositados rápida ou lentamente, e o tempo que levou”, disse, segundo El País.

Parte dos fragmentos geológicos estudados pela equipe (Foto: International Ocean Discovery Program)

Dentro da cratera, os pesquisadores encontraram carvão e um biomarcador químico associado a fungos que, quando presentes dentro ou acima de camadas de areia, sinalizam a existência de água. Como explicaram em comunicado, o achado sugere que a paisagem carbonizada foi varrida para dentro da cratera criada pelo asteroide.

Só isso já seria o suficiente para mudar para sempre os ecossistemas próximos ao impacto, mas foi o que aconteceu a seguir que realmente mudou o mundo. Para compreenderem o que aconteceu depois, os cientistas descobriram uma pista que, na verdade, não estava na composição geológica estudada — e aí reside a maior evidência de que eles estão certos.

Embora a área ao redor da cratera esteja cheia de rochas geralmente ricas em enxofre, a substância não foi encontrada. O fato corrobora a teoria de que o impacto resultou na vaporização dos minerais que continham o elemento, liberando-os na atmosfera.

Resultado? O enxofre — ao menos 325 bilhões de toneladas — refletiu a luz solar para longe da Terra, causando o resfriamento do planeta, o que teve um efeito devastador. “O verdadeiro assassino deve ser atmosférico. A única maneira de obter uma extinção em massa global como essa é um efeito atmosférico”, afirmou Sean Gulick, membro do grupo, em comunicado.

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Ciência

Estudo de estrela comprova (mais uma vez) Teoria da Relatividade de Albert Einstein

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Cientistas observaram fenômeno situado a 25 mil anos-luz da Terra e notaram a “dobra no espaço-tempo” descrita pelo físico

Representação artística de um pulsar (Foto: Divulgação/NASA)

O estudo de um pulsar (nome dado às estrelas de nêutron) situado a 25 mil anos-luz da Terra comprovou mais uma vez a Teoria da Relatividade, desenvolvida pelo físico alemão Albert Einstein. A análise foi feita por cientistas do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, na Alemanha, e publicado na revista Science.

Os pulsares são estrelas de nêutrons extremamente massivas: concentram 40% mais massa que o Sol em uma esfera de 20 quilômetros de diâmetro. Eles giram rapidamente em torno de si mesmos e têm campos magnéticos extremamente fortes que emitem feixes de ondas de rádio —, e podem ser detectados da Terra.

A Teoria da Relatividade Geral, formulada por Einstein pela primeira vez em 1915, descreve como a matéria e a energia distorcem o “tecido” do espaço-tempo, o que resulta na força da gravidade. Segundo os estudos do físico alemão, objetos astronômicos densos, como os pulsares, podem curvar o espaço-tempo consideravelmente.

Sendo assim, se dois pulsares orbitarem um ao outro, a relatividade geral prevê que eles criem uma leve oscilação à medida que giram, chamada de “rotação relativística”. De acordo com especialistas, se um pulsar gira em um ângulo desalinhado com a órbita e seu par, o objeto  mudará seu eixo de rotação.

Representação artística do sistema binário de pulsares (Foto: Reprodução Youtube SciNews)

 

É exatamente isso o que acontece com o pulsar PSR J1906+0746, estudado pela equipe do instituto alemão. Em pulsares únicos, pode-se detectar as ondas enviadas pelos polos sul e norte sem dificuldade. Contudo, em sistemas binários, por conta da dobra do espaço-tempo, existem momentos em que apenas os sinais provenientes do sul ou do norte magnéticos podem ser encontrados.

Portanto, quando observaram que o pulsar em questão estava enviando ondas de apenas um deses polos, os cientistas decidiram avaliar dados coletados now últimos 14 anos. Não foi grande surpresa quando o grupo conseguiu prever as futuras polarizações do fenômeno, o que está em perfeita concordância com a teoria de Einstein.

“O experimento levou muito tempo para ser concluído”, disse Michael Kramer, um dos responsáveis pelo estudo, em comunicado. “Hoje em dia, infelizmente, os resultados precisam ser rápidos, enquanto esse pulsar nos ensina muito. Ser paciente e diligente realmente valeu a pena.”

 

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Ciência

Pela primeira vez, água é detectada em um planeta que fica em “zona habitável”

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Com oito vezes a massa da Terra, esse planeta é o primeiro encontrado pelos cientistas que possui indícios de água e está localizado para além do Sistema Solar

 

O planeta K2-18b (Foto: Divulgação/ NASA/ESA)

Onde há água, há vida? Graças a informações obtidas pelo telescópio espacial Hubble, pesquisadores constataram a presença de água em forma de vapor na atmosfera de um planeta que está localizado para além do Sistema Solar e fica em uma região conhecida como “zona habitável” — ou seja, possui algumas características que possibilitam condições mínimas para o possível desenvolvimento de formas de vida, como uma distância adequada em relação à sua estrela.

Publicada nesta quarta-feira (11 de setembro) no periódico científico Nature Astronomy, a pesquisa é considerada um marco na história da Astronomia. “Encontrar água em um planeta potencialmente habitável é incrivelmente animador. Isso nos traz a uma questão fundamental: a Terra é única?”, escreveu Angelos Tsiaras, principal autor do trabalho. Veja uma representação artística do planeta:

De acordo com os estudos, o planeta K2-18b possui oito vezes a massa da Terra e está localizado a 110 anos-luz de nosso planeta (cada ano-luz equivale a 9.461.000.000.000 quilômetros). Ao verificar os dados obtidos pelo Hubble, os pesquisadores afirmaram que o planeta orbita a estrela anã K2-18 e provavelmente possui uma atmosfera diferente da Terra, apresentando índices mais severos de radiação e sendo mais “hostil” ao possível desenvolvimento de vida.

Resultado de imagem para fotos de O satélite espacial Hubble

O satélite espacial Hubble (Foto: Divulgação/NASA)

O K2-18b foi descoberto pela primeira vez em 2015 e é um dos planetas chamados de “super-Terras”, que possui uma massa superior ao nosso planeta, mas não conta com características tão colossais como Júpiter ou Saturno. Para constatar a presença de vapor de água, os astrônomos utilizaram um algoritmo para processar as informações captadas pelo telescópio Hubble: de acordo com o estudo, também foram identificados os elementos hidrogênio e hélio na atmosfera do K2-18b.

Após a constatação da presença de água, os cientistas analisarão a possível presença de outras moléculas que fazem parte da composição química do planeta, além de estimar a porcentagem de presença de água na atmosfera.

Lançado em 2018, o telescópio espacial TESS é a aposta dos pesquisadores para que novos planetas potencialmente habitáveis sejam encontrados nos próximos anos. Nos últimos meses, o equipamento já detectou diferentes planetas localizados próximos a estrelas brilhantes. “Com tantas novas super-Terras previstas para serem encontradas nas próximas décadas, é provável que essa seja a primeira descoberta de muitos planetas potencialmente habitáveis”, afirmou Ingo Waldmann, co-autor do estudo, em comunicado.

Desde que foi lançado, em 24 de abril de 1990, o telescópio espacial Hubble contribuiu com descobertas incríveis para a comunidade científica internacional. Localizado a 600 quilômetros de distância da Terra, o equipamento será substituído a partir de 2021 pelo James Webb: os astrônomos afirmam que esse telescópio será cem vezes vezes mais sensível que o Hubble.

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