Como a Inteligência Artificial pode ajudar no combate da pandemia?

Atualmente vivemos em uma situação de pandemia causada pelo coronavírus (COVID-19). Esse cenário iniciou-se em 31 de dezembro de 2019, quando foram reportados à Organização Mundial de Saúde os primeiros casos desse vírus. O epicentro da doença foi na cidade chinesa de Wuhan, localizada na província de Hubei. Essa província possui mais de 11 milhões de habitantes.

Dados da Universidade de Johns Hopkins (EUA), mostram que até o dia 14 de abril de 2020 houve pelo menos 1.935.646 casos da doença, em 185 países. Até essa data, foram registradas um total de 120.914 mortes. 

Depois do pico inicial, a China vem mostrando uma redução na transmissão comunitária da doença, sendo a maioria dos casos importados (vindos de outros países). Além de várias medidas para restringir o fluxo de pessoas, esse país também investiu bastante em tecnologia como forma de evitar o contágio da doença.

No entanto, você deve estar se perguntando, além de uma equipe médica preparada e ações como o isolamento social, quais tecnologias poderiam auxiliar numa situação de pandemia? Um exemplo de como a tecnologia pode nos auxiliar nessa situação é o uso da inteligência artificial.      

E o que é inteligência artificial?

O termo inteligência artificial (IA) ficou conhecido em 1956. Inicialmente o interesse dos pesquisadores era a criação de máquinas que resolvessem problemas até então restritos aos humanos. Impulsionada pelo desenvolvimento dos computadores, a IA se tornou uma área da ciência da computação que visa desenvolver programas e máquinas que podem exibir comportamentos considerados inteligentes, como comunicação, manipulação e reconhecimento de objetos.

Antes da evolução computacional, para se fazer uma análise de um grande volume de dados ou cálculos matemáticos, era necessário recrutar um grande número de pessoas para executá-los manualmente, o que poderia estar sujeito a falhas humanas e levaria muito tempo.

Os benefícios da IA são a automação e a otimização de alguns desses processos. E a possibilidade de tomada de decisão baseado em um grande volume de informações de forma mais efetiva. IA pode ser aplicada em diferentes  áreas como: reconhecimento da fala, facial, desenvolvimento de jogos, sistemas de suporte ao diagnóstico na medicina e robôs.

Robôs baseados em Inteligência Artificial

Um robô baseado em IA é um sistema autônomo que tem o princípio de funcionamento baseado em três etapas: percepção, decisão e atuação.

Primeiramente, o sistema reúne informações sobre uma situação por meio de sensores. Em seguida, os dados obtidos no ambiente são comparados com as informações que ele já tem armazenadas. A partir disso, o computador verifica as possíveis ações que podem ser tomadas. Além disso, ele prediz qual poderia ser a mais satisfatória baseada na informação coletada.

Um exemplo disso, seria o de um robô que ao se deslocar, seus sensores identificam um obstáculo, e a partir de dados já armazenados sobre a mesma ocorrência (obstáculo), verifica se é melhor continuar seguindo, ou desviar.

Os robôs também podem ter habilidade para aprender sobre uma situação, a partir de estratégias de aprendizagem de máquina. Um exemplo, seria aqueles que reconhecem se uma determinada ação seria mais vantajosa para uma situação específica (por exemplo, fazer uma curva brusca ao se deparar com um obstáculo, ao invés de uma curva mais suave) e em alguma ocasião similar, ele toma a mesma decisão baseado nessa experiência prévia positiva.

Aplicações de sistemas autônomos

Algumas das aplicações desses sistemas autônomos são, por exemplo, na indústria automotiva, na navegação espacial e no transporte de suprimento em lugares insalubres.

Figura 1: Exemplo de robô autônomo na navegação espacial

Outra importante aplicação da IA é o reconhecimento facial. Provavelmente, vocês já perceberam nas redes sociais, que a face de alguns de seus amigos é reconhecida nas fotos como sugestão para que você os marque na publicação. E como isso é feito?

A primeira etapa do reconhecimento facial 2D (bidimensional) consiste em fazer a detecção de faces humanas em imagens obtidas por alguma câmera. Para isso, são aplicados filtros que detectam as formas que se assemelham com a cabeça humana (presença de olhos, boca, nariz).

Após essa identificação da face, são identificados os pontos da face que diferenciam um indivíduo de outro. Alguns desses pontos são: a distância entre os olhos, o comprimento do nariz, o tamanho do queixo e a linha da mandíbula. Esses pontos são gravados e armazenados.

Um sistema de IA busca verificar a similaridade desses pontos, com os já existentes no banco de dados, e assim reconhecer esse indivíduo.

Como utilizar essas estratégias para reduzir o contágio pelo COVID-19?

Na China, robôs autônomos foram utilizados para transporte de medicamentos e alimentos aos indivíduos em quarentena e em tratamento do COVID-19. Não é necessário que nenhum operador acompanhe o robô durante o seu trajeto até os pacientes, dessa forma, é possível minimizar o contato da equipe médica com pessoas com a doença.      

Além disso, robôs foram aplicados na desinfecção de diversos locais onde há circulação de pessoas, como quartos e corredores. Alguns desses robôs emitem luz ultravioleta-C (radiação ultravioleta com comprimento de onda de 100 até 280 nm). Existem também aqueles robôs que emitem vapor de peróxido de hidrogênio para o processo de desinfecção.

A quarentena também foi rígida no país, que investiu na inteligência artificial como forma de reforçar esse período. A China já é conhecida por ter um sistema de vigilância bem forte. Esse sistema também é mundialmente conhecido por colocar em prova o direito humano à privacidade. Estão espalhadas no país 170 milhões de câmeras em diversos ambientes. AS câmeras conseguem reconhecer os indivíduos e verificar informações sobre onde estiveram. Isso dá “crédito social” e acesso à alguns bens sociais somente aqueles que apresentam bom comportamento.

 O país chinês aproveitou esse sistema de vigilância de câmeras com reconhecimento facial, e investiu também em sistemas capazes de inferir a temperatura corporal dos indivíduos em multidões e identificar aqueles que não utilizavam máscara ao sair. Tudo isso foi possível, usando drones com câmeras, que são basicamente aeromodelos ou aeronaves sem tripulação e controlados a distância. Os drones também foram utilizados para o transporte de medicamentos aos pacientes.

Figura 2: Exemplo de um drone transportando uma câmera

Além disso, o governo chinês desenvolveu aplicativos de celular. Esses aplicativos informavam aos usuários se houve o contato do indivíduo com pessoas com a doença ou com sua suspeita. Caso afirmativo, essa pessoa era aconselhada a ficar em casa e deveria comunicar os agentes de saúde.

Outro exemplo de aplicativo de celular determinava cada indivíduo com uma cor. Essa cor indicava o estado de saúde baseado em dados já armazenados sobre a pessoa. Então, o indivíduo era classificado com a cor verde, amarelo ou vermelho. Verde correspondia a um indivíduo saudável, que poderia circular normalmente. Amarelo indicava que deveria ter sete dias de quarentena. Vermelho deveria ficar 14 dias em quarentena. Porém, pouco se sabe sobre como o governo tratava a privacidade das informações pessoais dos cidadãos.

Aqui mostramos alguns exemplos de como a inteligência artificial podem auxiliar na redução de casos. Além disso, ela pode ajudar na menor exposição do corpo clínico à doença. Alguns métodos, apesar de promissores, tem aplicações que podem ferir o direito humano à privacidade. E enquanto não há uma vacina ou tratamento para o COVID-19, fique de olho nas formas de prevenção! Acompanhe-nos e se informe!

REFERÊNCIAS

Zhang Y, Balochian S, Agarwal P, Bhatnagar V, Housheya OJ. Artificial Intelligence and Its Applications. Mathematical Problems In Engineering. 2014.

Amisha, Malik P, Pathania M, Rathaur VK.Overview of artificial intelligence in medicine. J Family Med Prim Care. 2019.

Kortli Y, Jridi M, Falou AA, Atri M. Face Recognition Systems: A Survey. Sensors. 2020.

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