Notícia

Inteligência artificial ajuda cientistas a desenvolver novos modelos em ecologia

Fonte

Universidade de Helsinque

Data

segunda-feira, 14 dezembro 2020 11:25

Áreas

Ecologia. Inteligência Artificial.

Em ecologia, milhões de espécies interagem de bilhões de maneiras diferentes entre si e com seu ambiente. Os ecossistemas costumam parecer caóticos ou, pelo menos, opressores para alguém que tenta entendê-los e fazer previsões para o futuro.

A inteligência artificial e o aprendizado de máquina são capazes de detectar padrões e prever resultados de maneiras que geralmente se assemelham ao raciocínio humano. Eles pavimentam o caminho para uma cooperação cada vez mais poderosa entre humanos e sistemas computacionais.

Dentro da inteligência artificial, os métodos de computação evolucionária podem replicar, de algum modo, os processos de evolução das espécies no mundo natural. Um método particular denominado regressão simbólica permite a evolução de fórmulas interpretáveis ​​por humanos que explicam as leis naturais.

“Usamos a regressão simbólica para demonstrar que os computadores são capazes de derivar fórmulas que representam a maneira como os ecossistemas ou espécies se comportam no espaço e no tempo. Essas fórmulas também são fáceis de entender. Eles pavimentam o caminho para regras gerais em ecologia, algo que a maioria dos métodos de inteligência artificial não pode fazer ”, disse o Dr. Pedro Cardoso, curador do Museu Finlandês de História Natural da Universidade de Helsinque.

Com a ajuda do método de regressão simbólica, uma equipe interdisciplinar da Finlândia, Portugal e França conseguiu explicar porque é que algumas espécies existem em algumas regiões e não em outras, e porque algumas regiões têm mais espécies do que outras.

Os pesquisadores conseguiram, por exemplo, encontrar um novo modelo geral que explica por que algumas ilhas têm mais espécies do que outras. As ilhas oceânicas têm um ciclo de vida natural, emergindo de vulcões e, eventualmente, submergindo com a erosão após milhões de anos. Sem nenhuma entrada humana, o algoritmo foi capaz de descobrir que o número de espécies de uma ilha aumenta com a idade da ilha e atinge o pico com idades intermediárias, quando a erosão ainda é baixa.

“A explicação era conhecida, algumas fórmulas já existiam, mas fomos capazes de encontrar novas que superam as existentes em certas circunstâncias”, disse Vasco Branco, doutorando que trabalha na automação de avaliações de risco de extinção na Universidade de Helsinque. A pesquisa propõe que a inteligência artificial explicável é um campo para explorar e promover a cooperação entre humanos e máquinas, um processo que está apenas começando.

“Evoluir equações de forma livre puramente de dados, muitas vezes sem inferências ou hipóteses humanas anteriores, pode representar uma ferramenta muito poderosa no arsenal de uma disciplina tão complexa como a ecologia”, afirmou o Dr. Luis Correia, professor de informática da Universidade de Lisboa, em Portugal.

Os resultados do estudo foram publicados na revista científica Frontiers in Ecology and Evolution.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Helsinque (em inglês).

Fonte: Dr. Pedro Cardoso, Universidade de Helsinque. Imagem: Pixabay.