IBM revela 5 inovações que irão mudar nossas vidas dentro de 5 anos

Companhia lista inovações científicas com o potencial de mudar as formas como as pessoas trabalham, vivem e interagem durante os próximos cinco anos.

Criados pela comunidade científica para nos ajudar a ver o mundo de maneiras totalmente novas, instrumentos como o microscópio nos permitiu ver objetos muito pequenos para o olho nu e o termômetro nos ajudou a entender a temperatura da terra e do corpo humano.

“Com os avanços na inteligência artificial e nanotecnologia, visamos inventar uma nova geração de instrumentos científicos – dispositivos físicos ou ferramentas de software avançadas – que vão tornar visíveis nos próximos cinco anos os complexos sistemas hoje invisíveis em nosso mundo, desde o nível macroscópico, até a escala nanométrica”, diz Dario Gil, vice-presidente de Ciência & Soluções da IBM Research.

A equipe global de cientistas e pesquisadores da IBM está constantemente trazendo essas invenções dos laboratórios para o mundo real e, por isso, a empresa elaborou a lista IBM 5 em 5, baseada no mercado e tendências de natureza social, bem como as tecnologias emergentes dos seus laboratórios de pesquisa ao redor do mundo, que podem fazer com que estas transformações sejam possíveis.

Inovações assim podem permitir melhorar dramaticamente a agricultura, melhorar a eficiência energética, mancha de poluição prejudicial antes que seja tarde demais e prevenir o declínio da saúde física e mental prematura, como exemplos.

Conheça a lista:

Com inteligência artificial, nossas palavras irão abrir uma janela para nossa saúde mental

Cérebro com distúrbios, incluindo desenvolvimentos psiquiátricos e doenças neurodegenerativas, representam um fardo enorme de doenças, em termos de sofrimento humano e custo econômico, por exemplo. Hoje, um em cada cinco adultos nos EUA apresenta uma condição de saúde mental como depressão, doença bipolar ou esquizofrenia, e aproximadamente metade dos indivíduos com transtornos psiquiátricos graves não recebem nenhum tratamento. O custo global das condições de saúde mental é previsto para aumentar para US$ 6 trilhões até 2030.

Se o cérebro é uma caixa preta que não compreendemos, então, discurso é uma chave para destravá-lo. Em cinco anos, as gravações do que dizemos serão usadas como indicadores da nossa saúde mental e bem-estar físico. Padrões em nosso discurso e escrita analisados pelos novos sistemas cognitivos podem descobrir sinais de transtornos de estágio inicial de desenvolvimento, doenças mentais e doenças neurológicas degenerativas, que podem ajudar médicos e pacientes a melhorar a prevenção, monitorando e controlando estas condições.

Na IBM, os cientistas estão usando as transcrições e entradas de áudio de entrevistas psiquiátricas, juntamente com técnicas de aprendizagem de máquina, para encontrar padrões na intervenção para ajudar os clínicos com precisão, preveem e monitoram a psicose, esquizofrenia, mania e depressão. Hoje, apenas cerca de 300 palavras podem ajudar os médicos a prever a probabilidade de psicose em um grau 2.

No futuro, técnicas semelhantes poderiam ser utilizadas para ajudar pacientes com a doença de Parkinson, Alzheimer, a doença de Huntington, PTSD e até mesmo o desenvolvimento neurológico de condições tais como o autismo e TDAH. Computadores cognitivos podem analisar o discurso de um paciente ou palavras escritas para procurar sinais encontrados na língua, incluindo significado, sintaxe e entonação. Combinando os resultados dessas medições com dispositivos vestíveis e sistemas de imagens, armazenados numa rede segura, pode-se obter um quadro mais completo do indivíduo, permitindo aos profissionais de saúde melhor identificar, entender e tratar a doença subjacente.

Uma vez que esses sinais invisíveis se tornem claros, pode-se identificar a probabilidade dos pacientes entrarem em um determinado estado mental ou detectar quão bem seu plano de tratamento está funcionando, complementando visitas clínicas regulares com avaliações diárias no conforto do lar.

Hiperimagem e IA nos darão visão de super-herói

Mais de 99,9% do espectro eletromagnético não pode ser observado a olho nu. Nos últimos 100 anos, os cientistas construíram instrumentos que podem emitir e sentir a energia em comprimentos de onda diferentes. Hoje, algumas dessas imagens já permitem ver a cavidade dentro de nosso dente, verificar nossas malas no aeroporto, ou pousar um avião em um nevoeiro. No entanto, estes instrumentos são incrivelmente especializados e caros e só veem partes específicas do espectro eletromagnético.

Em cinco anos, novos dispositivos de imagem vão usar tecnologia de hiperimagem e IA – Inteligência Artificial – que ajudará a ver amplamente, além do domínio da luz visível, combinando várias bandas do espectro eletromagnético para revelar informações valiosas ou potenciais perigos que seriam desconhecidos ou escondidos da vista. Mais importante: esses dispositivos serão portáteis e acessíveis. Então a visão de super-herói pode ser parte de nossas experiências cotidianas.

Uma vista sobre os fenômenos físicos vagamente visíveis ou invisíveis ao nosso redor pode ajudar a compensar condições de tráfego rodoviário e ajudar motoristas e carros com autodireção. Usando imagens de onda de milímetros, uma câmera e outros sensores com tecnologia de hiperimagem poderia ajudar um carro a “ver” através da névoa ou chuva, detectar condições de estrada perigosa e difícil de visualizar em uma nevasca ou dizer se há algum objeto à frente, medindo sua distância e tamanho. Tecnologias de computação cognitivas poderão raciocinar sobre esses dados e reconhecer o que pode ser uma lata de lixo, um animal atravessando a estrada, ou um buraco que poderia furar um pneu.

Incorporado em nossos telefones, essas mesmas tecnologias podem levar imagens de nossa comida para mostrar o seu valor nutritivo ou se é seguro comer. Uma hiperimagem de uma droga farmacêutica ou um cheque do banco poderia nos dizer o que é fraudulento e o que não é. O que antes era além da percepção humana entrará em modo de exibição.

Cientistas da IBM hoje estão construindo uma plataforma compacta hipermagem que “vê” através de porções distintas do espectro eletromagnético em uma única plataforma, para permitir a criação de um leque de aplicativos e dispositivos práticos e acessíveis.

Macroscópios vão nos ajudar a compreender a complexidade da terra no detalhe infinito

Hoje, o mundo físico só nos dá um vislumbre em nosso ecossistema complexo e interligado. Nós coletamos exabytes de dados – mas a maioria é desorganizada. Na verdade, estima-se que 80% do tempo de um cientista de dados é gasto “escovando” dados em vez de analisar e compreender o que esse dado pode nos dizer.

Graças a Internet das Coisas, novas fontes de dados estão chegando de milhões de objetos conectados – geladeiras, lâmpadas, monitor de frequência cardíaca, sensores remotos, câmeras, estações meteorológicas, satélites e telescópios. Já existem mais de 6 bilhões de dispositivos conectados gerando dezenas de exabytes de dados por mês, com uma taxa de crescimento de mais de 30% ao ano. Após a digitalização com sucesso das informações, transações de negócios e interações sociais, estamos agora no processo de digitalização do mundo físico.

Em cinco anos, nós usaremos algoritmos de aprendizado de máquina e software para organizar as informações sobre o mundo físico, para ajudar a trazer os vastos e complexos dados reunidos por bilhões de dispositivos ao alcance de nossa visão e compreensão.

Chamamos isto de “Macroscópio” – mas ao contrário do microscópio para ver muito pequeno, ou o telescópio que vê longe, é um sistema baseado em algoritmos que une dados complexos para analisar seu significado.

Agregando, organizando e analisando dados sobre clima, condições do solo, níveis de água e sua relação com as práticas de irrigação, por exemplo, uma nova geração de agricultores terá insights para determinar a colheita certa, onde plantar e como produzir rendimentos ideais, preservando as fontes de água.

Em 2012, pesquisadores da IBM começaram a investigar este conceito em uma vinícola na Califórnia, integrando a irrigação, solo e dados meteorológicos com imagens de satélite e outros dados de sensor para prever a irrigação específica necessária para produzir uma qualidade e rendimento ideal de uva. No futuro, tecnologias Macroscópio vão ajudar na expansão desse conceito para qualquer lugar do mundo.

Além do nosso próprio planeta, tecnologias de Macroscópio poderiam lidar, por exemplo, com a complicada indexação e correlação de várias camadas e volumes de dados coletados por telescópios para prever colisões de asteroides e aprender mais sobre sua composição.

Laboratórios médicos “em um chip” servirão como detetives da saúde para a doença de rastreamento em nanoescala

Detecção precoce da doença é crucial. Na maioria dos casos, quanto mais cedo a doença é diagnosticada, mais provável é de ser curada ou bem controlada. No entanto, doenças como o câncer são difíceis de detectar por ficarem escondidas em nossos corpos antes que os sintomas apareçam. Informações sobre o estado de nossa saúde podem ser extraídas de pequenas biopartículas de minúsculos fluidos corporais como saliva, lágrimas, sangue, urina e suor. Técnicas científicas existentes enfrentam desafios para capturar e analisar essas biopartículas, que são milhares de vezes menores que o diâmetro de um fio de cabelo humano.

Nos próximos cinco anos, novos laboratórios médicos vão servir como detetives de saúde nanotecnológica – rastreando pistas invisíveis em nossos fluidos corporais e nos avisando imediatamente se precisamos consultar um médico. O objetivo é embutir em um único chip de silício todos os exames necessários para analisar uma doença.

Assim, com a tecnologia lab-on-a-chip, as pessoas podem, em casa, medir regular e rapidamente a presença de biomarcadores em pequenas quantidades de fluidos corporais e enviar essas informações com segurança, via nuvem, ao seu médico, que poderá combinar esses dados em tempo real com outros dispositivos, como monitores de sono e relógios inteligentes, analisando tudo por sistemas IA. Quando avaliados em conjunto, esses dados nos darão uma visão da nossa saúde e poderão nos alertar sobre os primeiros sinais de problemas, ajudando a combater a doença antes que ela progrida.

Na IBM Research, cientistas estão desenvolvendo nanotecnologia do lab-on-a-chip, que pode separar e isolar biopartículas de até 20 nanômetros de diâmetro, uma escala que dá acesso ao DNA, vírus e exosomes (nano-vesículas produzidas por todas as células do corpo humano). Estas partículas poderiam ser analisadas para revelar potencialmente a presença da doença, mesmo antes dos sintomas.

Sensores inteligentes irão detectar poluição ambiental na velocidade da luz

A maioria dos poluentes é invisível ao olho humano, até seus que seus efeitos sejam impossíveis de ignorar. O Metano, por exemplo, é o principal componente do gás natural, geralmente considerado como uma fonte de energia limpa. Porém, vazamentos de metano no ar podem aquecer a atmosfera da terra e o gás é estimado como o segundo maior contribuinte para o aquecimento global, perdendo apenas para o dióxido de carbono (CO2).

Nos Estados Unidos, emissões provenientes de sistemas de óleo e gás constituem a maior fonte industrial de gás metano na atmosfera. Os E.U. Environmental Protection Agency (EPA) estima que mais de 9 milhões de toneladas métricas de metano vazaram de sistemas de gás natural em 2014. Medido como CO2-equivalente há mais de 100 anos, representa mais gases de efeito estufa do que foram emitidas por todos os EUA em usinas de ferro, aço, cimento e alumínio combinados.

Em cinco anos, novas tecnologias acessíveis implantadas perto de poços de extração de gás natural, de detecção em torno de instalações de armazenamento e ao longo do pipeline de distribuição, permitirão à indústria identificar vazamentos invisíveis em tempo real. Redes de sensores sem fio conectadas em nuvem irão fornecer monitoramento contínuo da vasta infraestrutura de gás natural, permitindo que vazamentos sejam encontrados em questão de minutos em vez de semanas, reduzindo a poluição, o desperdício e a probabilidade de eventos catastróficos.

Cientistas da IBM estão combatendo essa situação, trabalhando com os produtores de gás natural e energia sudoeste dos EUA para explorar o desenvolvimento de um sistema de monitoramento inteligente de metano com tecnologia inovadora para reduções de poluição.

No centro de pesquisa da IBM, a tecnologia silicon photonics em constante evolução transfere dados pela luz, permitindo literalmente a computação à velocidade da luz. Esses chips poderiam ser incorporados em uma rede de sensores no chão ou dentro de infraestrutura, ou até mesmo voar em drones autônomos; geração de ideias que, quando combinados com dados de vento em tempo real, dados de satélite e outras fontes históricas, podem ser usados para construir modelos ambientais complexos para detectar a origem, quantidade de poluentes e como eles ocorrem.

Com informações da matéria publicada na TI INSIDE.

Fonte: Senior