Ok, o “dormir” é metafórico e a gente não veio dizer que robôs e inteligências artificiais contam carneirinhos eletrônicos. Nesse artigo, explicamos uma evidência de que períodos de “descanso” no treinamento de algoritmos de aprendizado de máquina oferece benefícios semelhantes ao que o sono traz para os humanos.

Tratando IAs como humanos

Existe um grupo de pesquisa do Laboratório Nacional Los Alamos, nos EUA, que resolveu estudar redes neurais de uma perspectiva diferente: os cientistas decidiram treinar um processador neuromórfico de maneira análoga a como os seres humanos e outros sistemas biológicos aprendem com seu ambiente durante o desenvolvimento infantil. Inclusive, esses paralelos entre nosso cérebro e algoritmos de machine learning já foram abordados aqui no Engenharia 360.

A equipe inicialmente lutou com a estabilização de redes neurais simuladas, submetidas a um treinamento não-supervisionado de dicionário, que envolve a classificação de objetos sem ter exemplos anteriores para compará-los. Trabalho enjoado até para inteligências artificiais, vamos convir. E foi nesse sentido que o grupo descobriu que as simulações de rede se tornaram instáveis ​​após períodos contínuos de aprendizado não-supervisionado. Então, ao deixar o sistema descansar, expondo as redes a estados análogos às ondas que os cérebros vivos experimentam durante o sono, a estabilidade foi restaurada.

Um grande diferencial é que essa questão de como impedir que os sistemas de aprendizado de máquina se tornem instáveis ​​realmente só surge quando se tenta utilizar processadores neuromórficos biologicamente realistas. A grande maioria dos pesquisadores desse segmento não lida com problemas similares, porque nos sistemas artificiais que não tem nenhum tipo de similaridade com nossa forma de aprender podem simplesmente incorporar e executar operações matemáticas globais que têm o efeito de regular o ganho dinâmico geral do sistema. Quiséramos nós dar um pause no desgaste assim, né?

Dormir o sono dos justos

Os pesquisadores caracterizam a decisão de expor as redes a um análogo artificial do sono como quase um último esforço para estabilizá-las. Eles experimentaram vários tipos de ruído, aproximadamente comparáveis ​​à estática que você pode encontrar entre as estações enquanto sintoniza um rádio. Os melhores resultados foram obtidos quando usaram ondas do chamado ruído gaussiano, que inclui uma grande gama de frequências e amplitudes. Eles levantam a hipótese de que o ruído imita a entrada recebida pelos neurônios biológicos durante o sono de ondas lentas.

O próximo objetivo do grupo é implementar seu algoritmo no chip neuromórfico Loihi da Intel. Os cientistas esperam que permitir que Loihi durma de tempos em tempos permita processar informações de forma estável a partir de uma câmera de retina de silicone em tempo real.

Se as descobertas confirmarem a necessidade de descanso em cérebros artificiais, provavelmente podemos esperar o mesmo para androides e outras máquinas inteligentes que possam surgir no futuro. Podem se preparar. Mas enquanto isso, lembrem-se que momentos de ócio são importantes para nós também. Da próxima vez que você achar que está rendendo de forma instável, lembre-se que até IAs merecem um descanso.

E você, acha que a ideia de "dar um descanso" para as inteligências artificiais é válida? Conta para a gente nos comentários!

Referências: Independent UK; Techxplore.

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.