Laboratório de pesquisa do Rio estuda previsão de desmatamento com IA

Prever o desmatamento da Amazônia através do uso da Inteligência Artificial (IA) e desenvolver, através da química e engenharia mecânica, um novo método para combater a doença de Alzheimer estão entre as abordagens que serão aplicadas no novo laboratório de pesquisa da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RJ), inaugurado nesta segunda-feira, 15, na instituição de ensino, no Estado.

O projeto StoneLab, desenvolvido em parceria com a Stone, fintech brasileira de pagamentos, agrega 11 projetos científicos desenvolvidos por professores e estudantes da PUC-RIO. Todos os estudos, aprovados através de um processo seletivo, envolvem temáticas como Inteligência Artificial Generativa, Engenharia de Software, Ciência de Dados, Matemática aplicada, Computação e Opto Mecânica Quântica com propostas de impacto social e resolução de desafios.

Um desses projetos é de coautoria do professor do Dep. Engenharia Elétrica, Raul Feitosa, que através do uso da Inteligência Artificial pretende frear um dos maiores desafios ambientais da sociedade: O desmatamento na Amazônia.

“Através de uma abordagem inovadora, nosso objetivo é antecipar e prevenir futuros episódios de desmatamento antes que eles ocorram, utilizando um sistema inteligente capaz de analisar e aprender com dados históricos”, explica o estudioso.

Para chegar a esse propósito, portanto, a pesquisa envolve a construção de uma base de dados extensa, que inclui informações detalhadas sobre o histórico de desmatamento na Amazônia. Os dados serão complementados por informações sobre o tráfego de comunicações de dispositivos móveis na região, também atualizadas semanalmente.

“Essa combinação única de dados nos permite entender melhor os padrões e as tendências que precedem os eventos de desmatamento. A “magia” acontece quando aplicamos técnicas de IA a esse rico conjunto de dados. Nossos algoritmos serão "treinados" para detectar correlações e padrões nos dados históricos, aprendendo a identificar os sinais que indicam a probabilidade de ocorrência de desmatamento nas semanas seguintes”, continua Feitosa.

Após mesclar os dados com o potencial fornecido pela IA, o sistema passará a funcionar de forma automatizada, semanalmente com novos dados fornecidos pelos estudiosos. O projeto então fornece, a partir disso, estimativas do desmatamento esperado para as próximas duas a quatro semanas. “Acreditamos que essas previsões serão cruciais para guiar as ações de conservação e intervenção, ajudando a direcionar recursos e esforços para as áreas mais ameaçadas”, finaliza o pesquisador.

Para o coordenador da StoneLab, Marcelo Ruas, o uso da inteligência artificial é muito bem vista, já que isso pode ser um facilitador no processo das pesquisas. “A gente consegue analisar uma quantidade gigantesca de imagens e ter uma noção de quais são os próximos lugares com o potencial desmatamento que a gente consegue prevenir. Então, assim, são ferramentas que conseguem processar uma quantidade gigantesca de dados e trazer muito valor de forma que a gente, como vários seres humanos sozinhos, sem essa, assim, maquinaria ou tecnologia, não conseguiria”.

Combate ao Alzheimer

Segundo estudos do Alzheimer’s Disease International, o Brasil possui 1,2 milhão de pessoas com algum tipo de demência. No mundo, esse número chega a 50 milhões, acreditando-se que esse número pode chegar a 74,7 milhões em 2030.

A estimativa preocupa pesquisadores da saúde, que se debruçam em achar uma solução para esta doença. É o que a pesquisa do professor Nicolás A. Rey, do Departamento de Química, e dos professores Paulo Mendes e Mônica Nacccache, de Engenharia Mecânica.

“As membranas das células do cérebro, dos neurônios, sofrem algumas modificações durante a doença. Essas modificações estão relacionadas com a interação de uma proteína, que chama proteína beta ou beta-amiloide, com justamente as membranas, e o que a gente vai tentar fazer é simular essa membrana no ambiente do grupo de biologia aqui da engenharia mecânica da PUC do Rio, para ver como que essa proteína afeta essa fluidez da membrana e depois testar alguns compostos que eu tenho desenvolvido no meu laboratório para tentar evitar esse tipo de interação”, explica o professor.

O objetivo da pesquisa, segundo Nícolás Rey, que há 15 anos trabalha com o desenvolvimento de fármacos para o Alzheimer, é entender como essa proteína se comporta com a reologia, ou seja, com as características mecânicas da membrana, e se é possível evitar esses danos utilizando alguns compostos das clássicas N-cylidrazonas, para, justamente, servir como um potencial tratamento para doenças de Alzheimer. Ainda conforme explica ele, essa pode ser uma nova vertente na pesquisa contra a doença.

“A gente tem várias patentes, inclusive concedidas nos Estados Unidos, e temos compostos que tem funcionado muito bem em camundongos, ratos. Obviamente a translação disso para o ser humano já é uma outra etapa, O que eu espero desse projeto, é que possamos nos ajudar a atacar melhor o problema, porque essa interação da proteína com membrana, especificamente, do beta, não tem sido muito explorada como algo terapêutico, então seria talvez uma outra oportunidade da gente atacar a doença por um lugar diferente”, conclui o pesquisador.

StoneLab

Em 21 de agosto de 2023, foi lançado um edital para pesquisadores ligados ao Centro Técnico Científico (CTC) da PUC-Rio, resultando em 41 propostas submetidas de diversos departamentos. Após uma seleção rigorosa realizada pelo comitê composto por membros da Stone e da PUC, 11 projetos foram escolhidos para financiamento, contemplando diferentes áreas de pesquisa e oferecendo bolsas de auxílio para professores e estudantes de graduação, mestrado, doutorado e pós-doutorado da PUC envolvidos nos projetos selecionados.

*Repórter viajou a convite da Stone