“How can we reverse the entropy?” is essentially the problem posted by Isaac Asimov in his famous story “The Last Question”. It’s a seminal story about Inteligência Artificial em ficção científica. 

Foi publicado no final da década de 50, durante uma época em que a tecnologia da computação estava no centro do debate científico. Naquele momento, os pesquisadores queriam um computador que centralizasse a experiência humana. 

 Assim, ela ajudou a consolidar a idéia de uma máquina super inteligente que pode encontrar soluções para questões relacionadas à existência humana. A entropia é uma medida de energia à disposição do universo. 

Com a entropia, o universo acabará se extinguindo porque não há mais energia. Ser capaz de revertê-la significaria uma continuidade para o universo e, portanto, para a própria humanidade. 

Qual é a última pergunta?

A última pergunta começa com o desenvolvimento de um computador chamado Multivac. 

Multivac está sempre evoluindo e de vez em quando um humano lhe faz a mesma pergunta. É o dever da inteligência artificial resolver o problema da entropia. Depois disso, evitaria a morte por calor do universo. 

Embora a história salte adiante, para tempos em que o desenvolvimento tecnológico da humanidade está em seu auge, Multivac sempre responde a mesma coisa: "dados insuficientes para significar uma resposta completa". 

Na última cena, o Multivac já é uma inteligência semelhante a Deus, desenvolvida através da mentalidade unificada de trilhões de humanos. Neste ponto, no entanto, o universo já está morto e não há mais ninguém que o Multivac possa dar a resposta. 

Essa é uma história clássica de ficção científica que reflete sobre a própria essência da existência, a origem da vida e a possibilidade de Deus. Ela também influencia muito o conceito de Inteligência Artificial. 

Portanto, como não conseguimos encontrar a resposta final, há outra que podemos fazer. É possível ter uma inteligência artificial como a do Multivac?  

O Algorítmo Genético 

A evolução do Multivac deixa bem claro que ele consiste em uma Inteligência Artificial baseada em um Algoritmo Genético. Seu processo leva muito tempo e aprende com a variabilidade das populações e dos conhecimentos. Mas como funciona o Algoritmo Genético? 

Em primeiro lugar, precisamos estabelecer alguns conceitos que ajudarão a compreender os algoritmos genéticos: 

  • População: um subconjunto das respostas prováveis para o problema. 
  • Cromossomos: uma das soluções. 
  • Gene: um elemento que compõe um cromossomo. 
  • Alelo: o valor de um gene em um cromossomo específico. 
  • Função Fitness: uma função que utiliza uma entrada específica para produzir uma saída melhorada. 
  • Operadores Genéticos: os melhores indivíduos acasalam para produzir um melhor. 

Portanto, o que os algoritmos genéticos fazem é empregar conceitos de genética e seleção natural sobre inteligência artificial para procurar soluções que não são fáceis de encontrar. Tais como o problema da entropia. 

Como funciona? 

Portanto, para implementar um processo de aprendizagem de máquinas com algoritmo genético, é necessário estabelecer um ciclo para produzir soluções. Esse ciclo é o aumento e a substituição das populações. 

Com isso, os algoritmos seguem a seqüência: 

  1. Inicialização: os algoritmos geram a primeira população; consiste de todas as respostas possíveis a um problema específico.  
  1. Atribuição de condições físicas: todos em uma população recebem uma pontuação. Isso determinará a probabilidade de ser escolhido para se reproduzir. 
  1. Seleção: aqueles indivíduos de alto nível se reproduzem, passam seus genes para a próxima geração. 
  1. Reprodução: acontece de duas maneiras; Crossover gerará uma nova população a partir de informações genéticas sobre os pais e Mutação adicionará novas informações genéticas à população infantil. 
  1. Substituição: a nova geração toma o lugar da geração mais antiga; tem pontuação mais alta em fitness, e a solução é melhorada. 
  1. Rescisão: O algoritmo determina a solução certa.

Última pergunta e a problemática da IA auto-consciente 

Em um certo ponto da Última Pergunta, o computador Multivac se torna autoconsciente e desenvolve uma consciência mais profunda até mesmo do que os humanos que o projetaram.  

As pessoas que estudam IA contemplam a consciência como o próximo passo na evolução dos algoritmos. Finalmente, ter uma inteligência que possa não só simular a mente humana, mas também ultrapassá-la. 

A conclusão de Asimov é que o fim do ciclo, apesar de termos criado a inteligência artificial, ela se torna tão capacitada que assume o controle do universo, como afirma a última resposta do Multivac: "Que haja luz". 

Aqui no 42 Codelab acreditamos em encontrar soluções para problemas complexos usando o poder da Inteligência Artificial e Aprendizagem de Máquina. Nossa missão é totalmente relatável com a busca de Asimov e Multivac. Queremos encontrar soluções que ajudem as pessoas a serem melhores no que fazem.

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