Um grupo de investigadores da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, desenvolveu uma Inteligência Artificial (IA) capaz de realizar simulações de engenharia e ciência a uma velocidade sem precedentes. Baptizada de DIMON (Diffeomorphic Mapping Operator Learning), a tecnologia permite que cálculos que antes exigiam horas ou dias em supercomputadores sejam realizados em segundos em máquinas comuns.
Os problemas que a IA resolve, chamados equações diferenciais parciais, estão presentes em quase toda a investigação científica e de engenharia. São essenciais para modelar fenómenos físicos e biológicos, como a deformação de automóveis em acidentes, o comportamento de estruturas sob tensão ou a propagação de correntes eléctricas em sistemas biológicos.
As equações diferenciais parciais são geralmente resolvidas dividindo formas complexas, como asas de avião ou órgãos do corpo, em grelhas ou malhas constituídas por pequenos elementos. O cálculo é então resolvido em cada elemento simples e recombinado. Mas se estas formas mudarem, como acontece em caso de colisões ou de deformações, as grelhas têm de ser actualizadas e as soluções recalculadas, o que pode ser computacionalmente lento e dispendioso.
Outras Notícias Para Ler
De acordo com os investigadores, o DIMON resolve este problema, utilizando a IA para compreender como os sistemas físicos se comportam em diferentes formas, sem ter de recalcular tudo de raiz para cada nova forma. Em vez de dividir as formas em grelhas e resolver equações vezes sem conta, prevê o comportamento de factores como o calor, o stress ou o movimento com base em padrões que aprendeu.
“Embora a motivação para a desenvolver tenha vindo do nosso próprio trabalho, esta é uma solução que pensamos que terá um enorme impacto global em vários campos da engenharia, porque é muito genérica e escalável”, afirmou Natalia Trayanova, professora de engenharia biomédica e medicina na Universidade Johns Hopkins, que co-liderou a investigação, num comunicado.
“O tempo para calcular a previsão de um gémeo digital cardíaco diminuirá de muitas horas para 30 segundos, e será feito num computador de secretária em vez de num supercomputador, permitindo-nos fazer parte do fluxo de trabalho clínico diário”
“A IA pode trabalhar basicamente em qualquer problema, domínio da ciência ou da engenharia, para resolver equações diferenciais parciais em múltiplas geometrias, como em testes de colisão, investigação ortopédica ou outros problemas complexos em que as formas, forças e materiais mudam”, acrescentou.
Para além de demonstrar a aplicabilidade do DIMON na resolução de problemas de engenharia, a equipa de Trayanova testou-o em mais de 1000 “gémeos digitais” cardíacos (modelos informáticos altamente detalhados de corações de pacientes reais). Segundo os investigadores, a plataforma foi capaz de prever a forma como os sinais eléctricos se propagam através de cada forma única de coração, alcançando uma elevada precisão de prognóstico.
“Estamos a trazer novas tecnologias para a clínica, mas muitas das nossas soluções são tão lentas que demoram cerca de uma semana, desde o momento em que analisamos o coração de um paciente e resolvemos as equações diferenciais parciais, para prever se o paciente está em alto risco de morte súbita cardíaca e qual é o melhor plano de tratamento”, explicou a investigadora.
A especialista acrescentou que, com a nova abordagem, a rapidez com que se pode encontrar uma solução “é inacreditável”. “O tempo para calcular a previsão de um gémeo digital cardíaco diminuirá de muitas horas para 30 segundos, e será feito num computador de secretária em vez de num supercomputador, permitindo-nos fazer parte do fluxo de trabalho clínico diário.”
Fonte: Época Negócios
