O que é uma Rede Neural Artificial? Veja neste artigo uma explicação bem interessante.


31 de março de 2012
Rede Neural Artificial
O futuro da tecnologia está nas mãos das Redes Neurais Artificiais?
       Imagine a seguinte cena: você chega em sua casa e ao se aproximar da porta ela se destrava automaticamente, entrando as luzes se acendem conforme você caminha para cada cômodo, em determinado momento você diz: - Preciso de café quentinho, um banho relaxante e um som bem tranquilo. Imediatamente água começa a encher a banheira, o café é iniciado e um som delicioso passa a ser ouvido em toda a casa. 
       Você termina de tomar um bom banho e logo após sair ouve - O café está pronto! - Não, não foi sua mãe ou esposa que disse isto e você não tem empregado, ou melhor, não no sentido atual da palavra, quem disse isto foi o seu computador. Passando na cozinha você pega o café, senta no sofá e aponta para a teve que liga, então você diz "eu gostaria de ver algum programa de humor", no mesmo instante a tela se divide em quatro imagens, são quatro programas que estão passando em canais diferente. 
       Você olha para o primeiro e o seu computador que está constantemente atento aos seus sinais aumenta o volume dele, mas logo o outro quadro chama a sua atenção e novamente você passa a ouvir apenas o volume deste quadro, você instintivamente sorri de uma piada e o computador aumenta a imagem até que ela preenche a tela. Você nem nota isto de tão acostumado que está com esta tecnologia. 
De repente você é interrompido por seu computador - Senhor, o Douglas está chegando, deseja que destrave a porta para ele?
- Sim - você responde - preciso daquela apresentação holográfica da maquete do prédio que estou trabalhando.
No mesmo instante a teve é desligada e a maquete holográfica aparece no meio da sala, você é arquiteto e pretende finalizar algumas idéias com o seu amigo Douglas. 

Toda esta história que vimos acima, não foi tirada de um filme de ficção científica, trata-se apenas da atual possibilidade do campo de inteligência artificial que podemos vislumbrar para um futuro próximo. Estas situações e tecnologias estão desenvolvidas e em desenvolvimento e todas elas tem uma coisa em comum: a utilização de Redes Neurais Artificiais, mas afinal o que é uma rede neural artificial? Para responder a esta pergunta de uma maneira bem simples podemos dizer que é uma forma de imitar o funcionamento de uma rede neural. E o que é então uma rede neural, você irá perguntar. Calma, vamos chegar lá: Uma rede neural é nada mais, nada menos, do que uma rede de neurônios. Em nosso cérebro os neurônios estão extremamente conectados, formando uma gigantesca rede de contatos, cada neurônio possui um alto poder de processamento individual, mas são unidos que eles fazem algo fantástico, algo que os computadores clássicos só conseguem com muita dificuldade e apenas em alguns casos: reconhecer padrões.

Veja quando você chegou em casa na história acima você foi reconhecido, quem fez isto? A Rede Neural do seu computador. Ela estava vigiando a entrada e quando viu você comparou com suas "lembranças" e abriu a porta ao confirmar sua identidade. Se houvesse algum tipo de dúvida ele poderia te fazer uma pergunta que apenas você soubesse responder, aproveitando o momento para confirmar a voz era sua mesmo.

As possibilidades de desenvolvimento de soluções utilizando as técnicas de redes neurais são extremamente abrangentes. Sua complexidade aparente é notável, mas a realidade é que ela tenta imitar o processamento de nossos neurônios, que na verdade trabalham - como tudo na natureza - de uma maneira muito simples, porém eficiente. 

Vamos agora a uma explicação um pouco mais técnica do assunto:

Pense em um ratinho que só possuía dois neurônios. (Este rato não existe, mas servirá para entendermos melhor do que se trata redes neurais artificiais)

Imagine então que este rato está em uma caixa fechada com um prato de alumínio no meio. 

Nesta Caixa nos temos duas lâmpadas uma azul e outra vermelha.

Quando a azul acende cai uma ração dentro do prato. 
Quando a vermelha acende ele leva um choque se estiver dentro do prato.
Quando as duas acendem ele leva um choque se estiver fora do prato.

Então nós temos algumas soluções possíveis:

Azul acende: Pula para dentro do prato para comer a ração!

Vermelha acende: Pula para fora do prato para fugir do choque!
Azul e Vermelha acendem: Pula para dentro do prato para fugir do choque!

No final as soluções são duas:

Pular para dentro
Pular para fora

Certo e o que isto tem a ver com redes neurais? Tudo!

Você aprendeu a falar, sorrir, correr, andar de bicicleta e a pular fora de alguma situação utilizando suas redes neurais, e este ratinho com apenas dois neurônios fará o mesmo, me acompanhe:

Cada neurônio tem um fiozinho - dendritos - capta informação (no caso cada neurônio tem dois dendritos: um captando a informação luz azul ligada, e outro captando a informação luz vermelha ligada) e também tem um fio de saída de informação - axônio - responsável por executar determinada ação ou repassar determinada informação adiante, que no caso do primeiro neurônio é "pular para dentro"

Então temos que :

Neurônios                Ação
      A                  Pular para dentro
      B                  Pular para fora

Ao longo de diversas experiências o ratinho vai aprendendo que ao ver a luz azul vale a pena ativar o Neurônio A e "pular para dentro"
e ao ver a luz vermelha é melhor pular fora a não ser que a azul esteja acessa também, situação na qual é melhor ir para dentro do prato.

Não vou entrar em detalhes de formulas ou cálculos neste artigo, pois tenho a intenção apenas de demonstrar o que é rede neural artificial, sem entrar em detalhes técnicos, mas fornecerei abaixo alguns links de diversos sites interessantes que falam sobre o assunto.

Gilliard Lima