Inteligência Artificial

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O Paradigma Conexionista da Inteligência Artificial

publicado por Márcio Pulcinelli
O Paradigma Conexionista da Inteligência Artificial

O Paradigma Conexionista da Inteligência Artificial

No texto “O Paradigma Conexionista da Inteligência Artificial”, de Luís Alfredo Vidal de Carvalho, publicado no livro DATAMINING, o autor informa que este foi oficialmente o único paradigma aceitável desde o início da década de 60 até aproximadamente 1980 quando um biólogo e físico chamado John Hopfield provocou o renascimento de teorias há muito abandonadas.

Segundo o autor, Hopfield se baseou em modelos matemáticos simples de neurônios e com eles construiu uma rede neuronal com a capacidade de simular a memória associativa humana acessando através de conteúdo e não através de endereços como nos computadores clássicos.

O autor levanta questões sobre o termo rede neural ou rede neuronal e informa que no nosso idioma a palavra neural se refere ao sistema nervoso como um todo e não ao neurônio individualmente. Como o paradigma conexionista lista com a construção de redes de neurônios e não de redes de sistemas nervosos, o termo rede neural está errado.

Em seguida, o autor disserta sobre o erro simbolista informando que o maior dos questionamentos ao paradigma simbolista tenha sido a hipótese da suficiência de estruturas lógicas para o entendimento da mente humana desprezando o maquinário cerebral.

Segundo o autor, a corrente conexionista postula contrariamente aos simbolistas, que a estrutura física do cérebro é fundamental para o entendimento da mente. A maneira como estes elementos computacionais se interligam é fundamental para o surgimento do processo mental emergente da população, daí o nome conexionista adotado por esta corrente de pensamento.

Dando prosseguimento ao texto, o autor disserta sobre o neurônio informando que considera-se que a estrutura básica do funcionamento cerebral é a célula nervosa ou neurônio, cuja especialidade é gerar sinais elétricos e transmiti-los a outros neurônios. Os neurônios possuem uma membrana que as separa do seu meio, permitindo que dentro do espaço celular se mantenham as condições ideais para a execução de suas funções. Ainda segundo o autor, esta membrana se diferencia em cada região do neurônio formando o corpo celular, no qual se encontram as organelas celulares responsáveis pela maioria das atividades da célula, o axônio, prolongamento único e relativamente longo, e os dendritos que são prolongamentos curtos e numerosos em geral.

Segundo o autor, o axônio tem a capacidade de disparar em seu cone o impulso nervoso e transmiti-lo ativamente até distâncias relativamente grandes, conectando-se com os dendritos e outros neurônios através dos seus colaterais axônicos.

O autor informa que a conexão entre um colateral e um dendrito chama-se sinapse, sendo apenas um tênue contato entre as membranas das duas células envolvidas com um espaço no meio denominado de fenda sináptica. O colateral axônico, ao receber um impulso nervoso, libera na fenda sináptica uma substância química produzida pelo próprio neurônio denominada de neurotransmissor.

Segundo o autor, uma sinapse não é tão simples, pois existem outros elementos importantes na sua estrutura e este assunto representa uma das fronteiras do conhecimento humano da atualidade. O que importa, segundo o autor, é o fato de que o impulso nervoso não é transmitido diretamente de um neurônio para outro, mas é antes transformado em uma codificação química através dos neurotransmissores e receptores presentes nas sinapses. Ainda segundo o autor, esta tradução de sinal (elétrica – química – elétrica) adiciona ao sistema nervoso uma flexibilidade enorme permitindo a formação da memória, o aprendizado e muitas outras propriedades do cérebro.

O autor apresenta um rápido comentário sobre como os impulsos elétricos são gerados, informando que a membrana do neurônio possui canais que permitem a passagem de alguns íons, em especial o sódio e o potássio. Esses canais se abrem e se fecham em função do potencial elétrico presente. Quando o potencial elétrico atinge determinado nível na membrana do cone axônico, os canais de sódio se abrem permitindo a entrada deste íon. Este é um processo passivo, pois a quantidade de íons fora da célula é muito maior que dentro da mesma. Como o íon sódio é carregado positivamente, o potencial da membrana se eleva. Quando este potencial atinge certo valor limite, os canais de potássio se abrem e estes íons saem da célula passivamente, pois sua concentração interna é maior que a externa. Como estes íons são carregados positivamente, sua saída diminui o potencial da membrana celular, restaurando-o. Este movimento de subida e descida do potencial da membrana é o que denominamos de potencial de ação ou impulso nervoso.

Dando sequencia ao texto, o autor disserta sobre a estrutura matemática dos modelos conexionistas informando que o objetivo do paradigma é descobrir como conectar neurônios artificiais (modelos matemáticos) de forma gerar redes neurais capazes de realizar tarefas semelhantes às humanas. Segundo o autor, a modelagem matemática dos neurônios e redes neuronais necessita de uma estrutura básica de conceitos e linguagem.

O autor escreve sobre o neurônio linear e informa que utilizando a estrutura matemática e conceitual básica, podemos construir muitos modelos conexionistas. O neurônio linear é chamado assim, pois suas regras de propagação e ativação são lineares. O neurônio linear é muito simplório resultando em redes neurais que realizam poucas tarefas interessantes.

Para finalizar, segundo o autor, uma evolução do modelo linear é a substituição da regra de ativação para um modelo não linear. Mesmo com apenas os neurônios lineares e semi-lineares, já somos capazes de construir algumas redes neuronais muito importantes para a mineração de dados.

Espero que tenham gostado do artigo. Caso tenha interesse pelo assunto me escreva.

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Autor

Márcio Pulcinelli é consultor da área de Tecnologia a mais de dez anos. Os últimos oito anos foram voltados para projetos na área de gestão de sistemas em Gás & Energia e Petróleo junto aos clientes Petrobras S.A e Gas de France (GdF Suez E&P Norge AS) sendo o último, projeto no exterior (Noruega) ambos pela empresa Accenture do Brasil. Alguns anos em projetos de crédito junto ao cliente Caixa Econômica pela empresa UNISYS Outsourcing. Experiência em gestão de projetos de tecnologia, mapeamento de processos, modelagem organizacional de negócio, Implantação de Enterprise Project Management (EPM) com foco em gestão de projetos de manutenção de plataforma de petróleo e perfuração de poços exploratórios, modelagem de painéis de indicadores para CLPs (Computador Lógico Programável) em malha de gasodutos, responsável pela modelagem de sistemas de intervenções e paradas para malha de gasoduto, dentre outras áreas de atuação. Visite meu site: blog.marcio-pulcinelli.com

Márcio Pulcinelli

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