ÍNDICE DE CONTEÚDO
Quando pensamos em um enxame, talvez instintivamente pensemos em abelhas, formigas ou talvez pássaros, mas a realidade é que a maioria das criaturas no reino animal descobriu que ao se unirem, têm uma melhor chance de sobrevivência, o que dá crédito ao ditado — é um mundo de comer ou ser comido. O enxame proporciona a todas as espécies de criaturas, incluindo organismos tão diversos como bactérias, insetos, peixes, pássaros e mamíferos, uma melhor chance de encontrar comida, ao mesmo tempo que oferece proteção em números para que não se tornem presas.
Os animais em enxame se beneficiam de seus sentidos coletivos. Como indivíduos, animais solitários podem ter dificuldade em se defender de predadores, encontrar abrigo e água ou navegar até seus locais de inverno. No entanto, quando estão em enxame, seus ouvidos e olhos funcionam em uníssono, aumentando exponencialmente sua capacidade de detectar perigo ou cercar presas. Esse comportamento coletivo também oferece proteção através do simples número de membros, tornando difícil para os predadores identificar um indivíduo em particular.
Até certo ponto, os humanos também exibem comportamento de enxame. Por exemplo, multidões de foliões se reúnem na Times Square de Nova York a cada ano para testemunhar o evento simbólico da queda da bola, marcando o fim de um ano e o início de outro. Em Tóquio, a travessia de Shibuya ostenta o título da travessia de pedestres mais movimentada do mundo, com inúmeros visitantes e moradores locais parando para assistir ao espetáculo da enorme onda humana. Enquanto isso, a peregrinação e festival Kumbh Mela na Índia e a Caminhada de Arba’een no Iraque são as maiores aglomerações humanas públicas do mundo, atraindo milhões de pessoas para celebrar e participar de tradições espirituais e culturais.
Os enxames de animais incorporam o comportamento coletivo de indivíduos atuando como um só para encontrar soluções ótimas para sobrevivência, alimentação e abrigo. A inteligência artificial (IA) busca replicar e aproveitar essa inteligência coletiva simulando como os indivíduos colaboram para resolver problemas complexos.
O que é a Inteligência de Enxame na IA?
A inteligência de enxame na IA refere-se ao uso de algoritmos de IA para imitar o comportamento coletivo de enxames de animais, como abelhas, formigas ou pássaros, para resolver problemas complexos. Esses algoritmos são inspirados na maneira como esses enxames trabalham juntos para encontrar soluções ótimas para tarefas como busca de alimentos, construção de ninhos ou migração.
Os algoritmos de inteligência de enxame geralmente envolvem muitos agentes individuais, cada um com um conjunto limitado de capacidades e conhecimento. Esses agentes interagem entre si e com o ambiente, trocando informações e ajustando seu comportamento com base no feedback coletivo do enxame.
Um exemplo comum de inteligência de enxame na IA é o algoritmo de otimização de colônia de formigas, que é usado para resolver problemas de otimização, como encontrar o caminho mais curto entre dois pontos. Nesse algoritmo, as formigas individuais deixam trilhas de feromônios enquanto exploram o espaço do problema, e essas trilhas são reforçadas por outras formigas que as seguem. Com o tempo, o caminho mais eficiente emerge à medida que as trilhas de feromônios são reforçadas por mais e mais formigas.
Outros exemplos de inteligência de enxame na IA incluem a otimização por enxame de partículas (PSO), usado para otimizar funções complexas, e a otimização por colônia artificial de abelhas (ABC), usado para resolver problemas de agendamento. Além disso, alguns algoritmos de inteligência de enxame são inspirados em sistemas sociais humanos, como votação ou construção de consenso. Pesquisadores também podem utilizar esses enxames para estudar o comportamento de enxames em ambientes do mundo real, fornecendo insights valiosos sobre tomada de decisão coletiva e colaboração. No geral, a inteligência de enxame se baseia em uma ampla gama de fontes e disciplinas, incluindo biologia, matemática, física, ciência da computação e engenharia. Ao combinar insights dessas diferentes áreas, os pesquisadores estão desenvolvendo abordagens novas e inovadoras para a resolução de problemas e tomada de decisões.
Inteligência Coletiva em Ação
Há um interesse crescente e investimento em inteligência de enxame na IA em diversas indústrias, e muitas empresas e instituições de pesquisa estão explorando ativamente suas potenciais aplicações.
Massachusetts Institute of Technology (MIT): De acordo com o Centro de Inteligência Coletiva do MIT, grupos historicamente alcançaram um progresso maior do que indivíduos. Eles acreditam que a definição de inteligência é alcançar metas e se referem a uma “supermente” como um grupo com um alto grau de inteligência coletiva. Isso inclui não apenas mentes humanas, mas também tecnologia computacional que pode aproveitar a inteligência coletiva para inovação e resolução de problemas.
NASA: A NASA, em parceria com Sabrina Thompson e Jose Vanderlei Martins da UMBC, está desenvolvendo algoritmos de IA e aprendizado de máquina para satélites pequenos, como os projetos Hyper-Angular Rainbow Polarimeter (HARP) CubeSat e HARP2. O objetivo é possibilitar que enxames desses satélites se comuniquem e coordenem suas posições, capturando dados sobre padrões climáticos de diferentes ângulos e órbitas em tempo real. Isso poderia revolucionar a previsão do tempo, relatórios de desastres e modelagem climática, fornecendo novos insights sobre o clima global e as mudanças climáticas.
Exército dos EUA: Em parceria com a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), o Exército dos EUA realizou recentemente o seu maior teste de enxame de drones militares. Mais de 30 drones pequenos foram implantados de várias fontes e coordenados para coletar informações sobre posições rivais usando sensores infravermelhos e cargas de guerra eletrônica. Os drones carregavam armamentos e podiam detectar sinais eletromagnéticos de sistemas de comunicações inimigas, radares e bloqueadores eletrônicos. Os dados coletados foram então transmitidos de volta para aeronaves tripuladas e postos de comando.
Outros atores importantes no campo da inteligência de enxame na IA incluem o Google com seu projeto Brain, a Alibaba para logística e gestão da cadeia de suprimentos, a Siemens para fabricação e automação industrial, a Honda para robótica e a Intel para veículos autônomos.
Aplicações Potenciais da Inteligência de Enxame na IA
Em várias ocasiões ao longo da história, tumultos resultaram na perda de vidas humanas. A ciência dos enxames poderia oferecer insights valiosos na gestão de multidões, por exemplo, otimizando o fluxo de pessoas dentro e fora de grandes locais como concertos e eventos esportivos ou reduzindo congestionamentos em aeroportos. A inteligência de enxame na IA apresenta grande promessa na transformação de diversas indústrias e na proposta de soluções para problemas complexos. Suas aplicações abrangem diversos campos, tais como:
- Otimização: Algoritmos de inteligência de enxame podem ser usados para otimizar funções complexas, como encontrar a melhor rota para caminhões de entrega ou otimizar a logística da cadeia de suprimentos.
- Robótica: A inteligência de enxame pode ser usada para controlar enxames de robôs, permitindo que trabalhem juntos para realizar tarefas como busca e resgate, exploração ou limpeza.
- Gestão de tráfego: Algoritmos de inteligência de enxame podem ser usados para gerenciar o fluxo de tráfego em cidades, otimizando semáforos e rotas para reduzir congestionamentos e melhorar a segurança.
- Segurança: A inteligência de enxame na IA pode ser usada para detectar e responder a ameaças de segurança, como identificar e rastrear possíveis ataques cibernéticos ou identificar e neutralizar ameaças físicas.
- Saúde: A inteligência de enxame pode ser usada para analisar dados médicos e identificar padrões e tendências, permitindo diagnósticos mais precisos e planos de tratamento personalizados.
- Agricultura: A inteligência de enxame pode ser usada para otimizar a produção de culturas, monitorar condições ambientais e ajustar os cronogramas de plantio e colheita para maximizar os rendimentos.
- Finanças: A inteligência de enxame pode ser usada para prever tendências de mercado e otimizar estratégias de investimento, permitindo uma gestão de portfólio mais eficaz.
Produtos
O artigo desta semana apresenta dois produtos de ponta da Seeed Studio e da ADLINK Technology. Essas ferramentas são projetadas para aprimorar as aplicações de aprendizado profundo de IA e aplicações de visão de IA em ambientes rigorosos, representando um avanço significativo no projeto de próxima geração.
Kit de Desenvolvimento NVIDIA® Jetson AGX Orin™ da Seeed Studio
O Kit de Desenvolvimento NVIDIA Jetson AGX Orin permite um desempenho de IA de próxima geração para robótica avançada! Com até 275 TOPS de desempenho de IA, este kit de desenvolvimento compacto e poderoso é perfeito para prototipagem de robôs avançados e máquinas autônomas alimentadas por IA. Apresentando a mais recente tecnologia de GPU da NVIDIA e uma avançada pilha de software de aprendizado profundo, você pode desenvolver soluções usando seus maiores e mais complexos modelos de IA para resolver problemas como compreensão de linguagem natural, percepção 3D e fusão de múltiplos sensores. O kit inclui o módulo Jetson AGX Orin, placa de referência, adaptador de energia, cabos USB e um guia de início rápido. Comece com os parceiros do ecossistema Jetson, que oferecem software adicional de IA e sistema, ferramentas de desenvolvimento e desenvolvimento personalizado de software.
Kits Iniciais da Série NEON-2000-JT2-X da ADLINK Technology
Procurando por kits de câmeras inteligentes de IA projetados para ambientes adversos? Confira os Kits Iniciais da Série NEON-2000-JT2-X da ADLINK. Com sua certificação IP67, software pré-instalado e acessórios validados, os kits são otimizados para aplicações de visão e suportam os principais motores de inferência de IA. As Soluções de Visão de IA da ADLINK são ideais para indústrias intensivas em mão de obra, incluindo classificação de alimentos, logística, embalagem e agricultura. Melhore suas tarefas de classificação e garantia de qualidade de produtos com a tecnologia inovadora da ADLINK. Com equipamentos de produção autônomos, você pode desfrutar de processos de operação contínuos, identificar e analisar anomalias e receber notificações em tempo real, tornando a manufatura inteligente mais fácil do que nunca.
Conclusão
O comportamento de enxame é comum na maioria dos animais, permitindo que eles prosperem em ambientes desafiadores. Esse comportamento coletivo inspirou o desenvolvimento da inteligência de enxame na IA, imitando o comportamento coletivo de enxames para resolver problemas complexos. Com suas características e vantagens excepcionais, o Kit de Desenvolvimento NVIDIA Jetson AGX Orin e os Kits de Câmera Inteligente de IA NEON 200 JT2-X podem acelerar significativamente o desenvolvimento da inteligência de enxame. Esses produtos de ponta oferecem um imenso potencial, e à medida que os pesquisadores continuam a desenvolver novos algoritmos e tecnologias, é provável que vejamos cada vez mais aplicações práticas da inteligência de enxame nos próximos anos.
Artigo escrito por Rudy e publicado no blog da Mouser Electronics: AI Swarm Intelligence: Unlocking the Secrets of Collective Behavior
Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados
