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Impressão 3D: Um Hotend para 500 graus

Como pretendo roubar o Fogo dos Deuses para dar aos geeks.

Hotend TF-01 Linear comparado ao hotend standard Sethi 3D.
O protótipo não usinado do primeiro modelo que começa a ser testado, o futuro TF-01 Linear (a peça branca), visto aqui ao lado do hotend metálico standard da Sethi 3D, para comparação das dimensões – Imagem: Triforma – CC-BY-SA-NC

Não falo muito sobre isso, mas eu trabalho também com impressão 3D. Em algum momento do ano passado eu decidi dedicar uma fatia maior do meu tempo a essa tecnologia cujos melhores dias eu acredito ainda estarem à frente. Eu quero poder imprimir materiais estruturais para oferecer, ao invés de protótipos, produtos finais – como peças e componentes – para indústria e consumo.

Eu quero poder trabalhar com manufatura aditiva de nylon, fibra de carbono, cerâmica e outros materiais avançados. Para isso eu preciso de altas temperaturas — acima de 300°C. Faz sentido querer tanto? Bem, novos materiais de nível industrial conhecidos como “superplásticos de engenharia”, como PC, TPI e PEEK, estão se tornando mais populares e acessíveis, e a capacidade de trabalhar com altas temperaturas será uma exigência crescente.

Contudo, apesar da variedade de marcas e formatos, o ítem crucial para a impressão 3D FDM [Deposição de Filamento], o chamado hotend, ou ‘ponta quente’ em português, continua, apesar dos avanços, bastante limitado em sua apresentação e capacidades. A peça consiste em uma câmara que é aquecida por um elemento de aquecimento, o bloco, que é controlado em circuito fechado usando um termistor para feedback de temperatura. A parte inferior do conjunto possui um bico removível que deposita o material na placa de impressão da impressora 3D.

Invariavelmente ele é feito de aço, e o controle — passivo — de calor, algo importantíssimo, é feito por peças de teflon, ou titânio+cobre, na maioria dos casos. É crucial que o filamento se mantenha relativamente frio até a entrada no bloco de aquecimento. O calor do bloco não pode subir pelo corpo do hotend e amolecer demasiadamente o filamento. Isso é chamado de heat creep [se eu fosse traduzir eu diria “insinuação do calor”], e é evitado com barreiras de calor.

Pontas quentes

O hotend padrão da Sethi 3D, de Campinas, fabricante brasileira de impressoras3D, que equipa minha impressora de filamento, é um grande produto. É um hotend que habita a região mais baixa da curva de performance, feito de aço e revestido com teflon. É um produto honesto e muito bem construído, completemente satisfatório para os casos de uso que ele atende, notadamente a impressão usando filamentos PLA e ABS. Mas esse hotend standard [e todos os outros de sua classe] tem como ítem fundamental um revestimento interno de teflon por onde passa o filamento. Esse core de teflon começa a perder sua integridade acima dos 240°.

Impressora Sethi 3D.
A Sethi S3 ‘bonitificada’ em que desenvolvemos o projeto. Originalmente ela é um equipamento mais sóbrio, fechada. Um painel transparente aumenta o controle da impressão e possibilita mais liberdade na produção de mídia. – Imagem: Triforma – CC-BY-SA-NC

Restam como opção os hotends feitos inteiramente de metal [all-metal, no jargão em inglês]. Esses hotends usam um núcleo bi-metálico, normalmente titânio e cobre, como barreira de calor entre o bloco de aquecimento e o dissipador de calor [heat sink]. Permitem então temperaturas mais altas e são capazes de imprimir filamentos destinados a usos mais sofisticados. Mesmo assim as temperaturas alcançadas são ainda da mesma ordem dos hotends standards como o da Sethi, e seu desempenho visa apenas evitar a fusão precoce do filamento [heat creep].

Abro aqui um parêntese para dizer que, de alguma forma, é um tanto decepcionante para mim ver que o melhor que a indústria mundial pode fazer em 2024 é empregar titânio, um metal com índice de condutividade térmica de 25 W/mK, como barreira térmica. Tem que haver coisa melhor.

Em suma, na prática, o maker e o ocasional geek encontram seu limite por volta dos 350°. Acima disso talvez seja preciso mudar o status para CNPJ. Mas, e se fosse possível trazer ao alcance dos mortais as temperaturas olímpicas além dos 500 graus, disponíveis aos deuses do capital?

Terra por toda parte

No último ano eu li muito sobre cerâmica e me deleitei com a visão dos belos objetos e peças que hoje são fabricadas com os diversos metais de transição e óxidos de terras raras. Ao considerar as estreitas opções de hotends metálicos disponíveis comecei a perceber que poderia haver aí uma oportunidade a explorar.

Um hotend é apenas um tubo glorificado, certo? Se o pessoal da Sethi fabricou um usando os seus conhecimentos de metais(*), um fuçador como eu poderia construir um usando seus – recém adquiridos – conhecimentos de cerâmica avançada, certo? Por que não usar essas terras maravilhosas para um fim ao qual elas são unicamente vocacionadas, como o controle térmico da ponta quente de um extrusor? Como isso foi ignorado pela indústria?

Ideias começaram a jorrar de algum canto da minha mente. Tomado por um furor criativo, comecei a ter flashes de um objeto branco-zirconia girando no ar, ganhando forma. Em um transe conjurei os meus conhecimentos de CAD [OpenSCAD, na verdade], e me acomodei diante da estação de trabalho, tendo à côté um monitor com a Tabela Periódica, para desenhar a minha visão do que seria um hotend de cerâmica, compatível com uma impressora Sethi – a minha.

Muitas horas insones depois eu tinha o esboço de meu pequeno mas intrépido objeto, de formas inusuais para um hotend, bastante apartado da aparência do heatsink convencional com seus discos metálicos empilhados. A condução do calor é muito menor na cerâmica, tornando dispensável uma grande área de dissipação de calor, o que permite alguma liberdade no desenho. As opções de textura e cor do material [que tal um cor-de-rosa para março?] adicionam ainda outra dimensão estética. O hotend pode ser uma peça bonita, afinal.

Não demorou muito – apenas alguns dias – para eu perceber a razão de não haver objetos de cerâmica amplamente disponíveis no mercado, além de peças de toillete. Provavelmente também explica o – interessante e bem a propósito deste post – formato do hotend primevo pensado pela Sethi em 2013 . Os métodos conformação cerâmica tradicionais não permitem grandes devaneios estilísticos e/ou intrincados detalhes anatômicos.

Sem meios tecnológicos para se desvencilhar totalmente da tradição, até bem pouco tempo atrás os ceramistas, mesmo os avançados, se restringiam a objetos simples como anéis e tubos, fabricados por metodos como slip cast, injeção pressurizada, moldagem a seco sob pressão e outros métodos industriais de escala. Para construir uma pequena peça para um instrumento de precisão como uma impressora 3D, cerâmica não parece mesmo ser uma escolha razoável.

Geleia de cerâmica

Entra o sol-gel, um processo que eu havia estudado bastante nos meses anteriores ao meu insight e que eu sabia ser uma possível resposta ao problema de se fazer mecânica fina com cerâmica; de criar objetos cerâmicos com grande complexidade estrutural.

A química sol-gel é a preparação de polímeros inorgânicos ou cerâmicas a partir de uma solução, através da transformação de precursores líquidos, primeiro em um ‘sol’ [de SOLução] e, finalmente, em uma estrutura de rede chamada ‘gel’.

A formação de um sol ocorre através de hidrólise/condensação das partículas, mas um sol pode ser definido mais geralmente como uma suspensão coloidal, o que abrange uma ampla gama de sistemas. A União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) define um sistema coloidal como uma dispersão de uma fase em outra onde, “as moléculas ou partículas polimoleculares dispersas em um meio têm, pelo menos em uma direção, uma dimensão entre 1 nm e 1 μm”. O leite e a maionese são exemplos de colóides.

Inúmeros trabalhos científicos têm sido escritos sobre o processo sol-gel em geral e a sua aplicação no campo das cerâmicas avançadas – ver bibliografia recomendada. Se você se lembra dos tijolos de revestimento do ônibus espacial, eles são fabricados por processos análogos a este.

Moldagem de Gel – gel casting

Os métodos de conformação cerâmica são classificados em processos de conformação a seco ou úmidos. A moldagem em gel que usamos é uma tecnologia de conformação úmida desenvolvida pelo Oak Ridge National Laboratory (ORNL), um método capaz de produzir cerâmicas de alta densidade com formas complexas, near net shape [fundição próxima da forma final]. Tem as vantagens de ter um tempo de moldagem curto, sem restrições quanto ao material de molde, uma alta resistência enquanto não sinterizado [“em verde”] e a capacidade de se aplicar seções de espessura variada.

Moldes unitários de plástico
Moldes unitários em que os protótipos foram desenvolvidos – Imagem: Triforma – CC-BY-SA-NC

Note que o método de moldagem de gel permite o uso de praticamente qualquer material para a conformação das massas cerâmicas. Isso abre uma nova e ampla avenida para a utilização de impressoras 3D não mais apenas como prototipadoras, mas como insumos ativos e muito produtivos para a manufatura de cerâmica avançada, por sua capacidade de produzir diretamente, in situ, moldes complexos de forma barata.

Isso inclui totalmente as impressoras FDM. No gelcasting, as características marcas estratificadas da impressão do molde são transferidas fielmente para as peças moldadas. Eu pretendo incorporar isso como identidade visual das peças, revelando sua origem. Outros preferirão, compreensivelmente, moldes absolutamente perfeitos e regulares impressos em SLA ou ainda usinados em aço inox.

De qualquer forma, há um enorme salto de produtividade/lucratividade para qualquer impressora FDM quando um molde de ABS que ela leva 2 horas para depositar passa a servir para replicar milhares de peças cerâmicas de alta performance em curto tempo.

Este projeto

No processo que estamos implementando, preparamos géis de base aquosa, em que o pó cerâmico [zirconia + ítrio, entre outros] é primeiro disperso em água. Em seguida, agentes gelificantes – monômero(s) e iniciador(es) – são adicionados e misturados para formar uma suspensão coloidal, como descrito anteriormente, que é depois despejada no molde de plástico ABS – impresso em 3D – e deixada para secar e formar um corpo verde. Após essa etapa, o corpo verde é desmoldado, submetido a uma secagem adicional e à sinterização a alta temperatura. Depois de sinterizado, o material passa pelo tratamento final em que é usinado e esmaltado.

Gelcasting propriamente dito.
Conformação da solução nos moldes plásticos. O molde em segundo plano já está fechado em processo de cura do gel/secagem – Imagem: Triforma – CC-BY-SA-NC

Até pouco tempo atrás a acrilamida (AM) era comumente usada como agente gelificante. No entanto, devido à neurotoxicidade da AM a moldagem em gel não teve como ser aproveitada em larga escala na indústria. Isso prejudicou o desenvolvimento dessa técnica e é também, em parte, responsável pela relativa escassez de objetos complexos feitos em cerâmica no mercado. O processo de modagem de gel que utilizamos neste projeto é baseado em polímeros naturais, como a agarose, o que remove os impedimentos para o aproveitamento da tecnologia.

Chega a ser poético que uma tecnologia tão antiga como a cerâmica possa ainda ser o que há de mais avançado que existe em termos de materiais. Faço parecer fácil, mas o esforço demandou meses de aprendizado teórico e prático.

No final, tenho um produto que penso ser inovador, um pequeno elemento térmico com apenas 10 g, cuja aparentemente frágil estrutura é capaz de suportar temperaturas acima de 2300° e transmitir apenas 1,7 W/mK do calor gerado. Para comparação, o titânio suporta temperaturas dessa ordem, mas tem uma condutividade térmica bem mais alta de 25 W/mK; já o teflon é um ótimo isolante, transmitindo apenas 0,2 W/mK do calor, mas não suporta temperaturas acima de meros 240°. Portanto, a baixa condutividade térmica do sistema zirconia-itrio em tese é capaz de mitigar o heat creep, e deve tornar o hotend capaz de imprimir qualquer tipo de filamento.

Como vantagens adicionais, o processo usa menos energia, não gera ruído em nenhuma fase da produção e não deixa efluentes significativos. E eu já disse que a unidade pesa apenas 10 gramas?

Para a segunda fase do projeto vale a pena incorporar um heatbreak de zirconia-magnésia à estrutura de cerâmica para reforçar ainda mais o conjunto. Poderemos chegar até onde o bloco quente aguentar. Li sobre um grupo japonês que trabalha um hotend para 850 graus. Extrusar um fio de cobre em minha impressora Sethi desktop parece um objetivo plenamente factível.

Um heatbreak cerâmico junto ao seu molde.
Um heatbreak cerâmico — e seu pequeno molde — para alcançar os 850°. Imagem: Triforma – CC-BY-SA-NC

Mas é agora que os problemas começam.

Testes

No momento em que escrevo estou rodeado de material de laboratório recém adquirido [beakers, erlenmeyers, provetas, balança, agitador magnético, substâncias diversas…]. O que é para ser o germe de uma empreitada industrial está a parecer, dependendo do espectador, uma sala de alguma pharma, ou um laboratório de análises rápidas da Aduana. Estou prestes a começar este experimento divisor de águas: fazer o processo descrito acima funcionar de forma consistente para a produção em série.

Preciso agora ir além do processo formal descrito e dos poucos protótipos obtidos com moldes unitários. É necessaŕio fazer também um grande número de testes de composição química, formulação, além de testes mecânicos destrutivos e de performance.

Se eu for bem sucedido e conseguir produzir em quantidade razoável a custo razoavelmente baixo, o que acredito ser totalmente possível, vou disponibilizar o produto sob venda direta no site de minha nova iniciativa empreendedora, a Triforma – em breve no ar. Penso reproduzir o modelo de negócio da Slice Engineering, licenciando OpenSource. Quero muito de ter um produto minimamente viável em meados de abril. Vou trabalhar para isso.

Divulgarei por aqui os resultados deste projeto. Mantenha contato visual.

(*) Citei a Sethi 3D um par de vezes neste texto. Declaro não ter nenhum vínculo com essa ilustre empresa campineira além do de cliente [satisfeito]. Mas claro que eu gostaria de ter. Respeito toda iniciativa industrial, principalmente se a) ligada à alta tecnologia; b) localizada no Brasil, caso em que o respeito se transforma em descombobulada admiração. :)

Leituras recomendadas:

Sol-gel

https://pt.wikipedia.org/wiki/Sol-gel

Formulação de Materiais Cerâmicos

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Sol-Gel Chemistry and Methods

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Gel Casting of Ceramic Bodies

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118176665.ch6

The evolution of ‘sol–gel’ chemistry as a technique for materials synthesis

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2016/mh/c5mh00260e

Thermal Properties of Ceramics

Link para o PDF

A review on aqueous gelcasting: A versatile and low-toxic technique to shape ceramics

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0272884218334606

Publicado em in Pesquisa de I.A., tecnologia

Inteligência Artificial com os Pés no Chão

Acabo de ler a coluna que Bruce Schneier e Nathan Sanders escrevem no NYTimes de hoje e é revigorante ver dois grandes luminares abordando as questões multifacetadas que cercam a IA.

Imagem de robôs atendentes
Imagem: pexels.com

No artigo eles destacam com a fluência de sempre os potenciais benefícios – lembrando-nos que a IA não envolve apenas robôs e assistentes de voz; é uma ferramenta de base que pode, de fato, impulsionar o progresso da humanidade. Contudo, a sua ênfase nos riscos sublinha uma preocupação premente. O desconforto em torno da presença da IA, do deslocamento dos empregos e das ameaças superinteligentes é palpável.

É claro que a evolução descontrolada da IA pode resultar em problemas não antecipados; nós não sabemos o quanto não sabemos. Como acontece com qualquer avanço tecnológico, existem riscos. Nossa missão enquanto tecnologistas profissionais deve ser permanecer atentos a eles com a cabeça fria, para garantir que todo o potencial positivo possível da IA seja aproveitado.

O clamor dos autores por regulamentação me parece oportuno. Como salientam, com razão, a tecnologia muitas vezes ultrapassa a regulamentação – eu diria que ela sempre ultrapassa. Mas legislar sobre IA é uma caminhada na corda bamba. Seja muito rigoroso e você vai sufocar o crescimento e a inovação; seja demasiado brando e você corre o risco de colher consequências desagradáveis.

Schneier e Sanders não chegam a se aprofundar em uma análise comparativa entre os modelos existentes em todo o mundo, estudando sucessos e fracassos. Ao todo, é uma leitura convincente que exige introspecção. Embora tenham iluminado o caminho a seguir, garantir a integração segura e eficaz da IA nos negócios humanos requer um esforço coletivo – os decisores políticos, os tecnólogos e o público em geral devem dar as mãos. Esse artigo é um passo crucial na promoção desse diálogo.

Pés no chão

Investi muitas horas ouvindo especialistas em IA e especialistas de outras áreas discutirem as implicações, benefícios e riscos. Ao longo dos últimos seis anos tenho lido, estudado sistematicamente, me graduado e me aprofundado. Tenho hoje experiência própria em IA, onde desenvolvo e lidero uma equipe na construção de soluções específicas de IA para várias categorias de processos – principalmente industriais, de otimização de energia e recentemente o agronegócio – em breve cownt.com.br :). Comentar AI é praticamente a razão da existência deste e outros blogs hoje – incluindo o blog de Schneier, que acompanho muito de perto.

Se tudo a respeito da IA se resumisse a isso, a Inteligência Artificial seria 95% bondade. Eu e outros empreendedores poderiamos continuar com nossos projetos sem maiores preocupações éticas.

Mas a tecnologia agora está abrindo uma série de caixas de Pandora e está em aceleração crescente. A minha opinião é que a) os riscos podem ser geridos, em teoria, mas b) é muito pouco provável que nós, humanos, consigamos fazê-lo. Mitigar os riscos óbvios requer colaboração, transparência, sabedoria, um eleitorado informado, funcionários e representantes governamentais competentes e contenção empresarial em todos os países.

Não só esses elementos basicos não estão disponíveis nos dias de hoje, mas, historicamente, nunca fomos capazes de cooperar a esta escala com algo que se aproximasse desta complexidade. Especialmente quando há dinheiro a ser ganho ou vantagens a serem obtidas para entidades individuais. Em vez disso, naturalmente espero que no caminho caiamos em algumas das armadilhas óbvias.

Eu adoraria estar errado, mas simplesmente não consigo imaginar a classe política contribuindo para medidas sensatas ou proporcionando uma supervisão sensata (exemplo A: as audiências do Facebook e do TikTok no EUA. Exemplo B: a total ausência de discussão desses assuntos no Brasil). A segurança da sociedade diante da disseminação da AI no momento está a depender apenas da responsabilidade individual dos empreendedores.

Pés na lama

A avaliação mais preocupante não vem dos futuristas, mas sim dos analistas da Goldman-Sachs, que projetam 300 milhões de empregos perdidos até 2030 nos EUA e na UE. Algo em torno de 42 milhões por ano. O relatório menciona novos empregos decorrentes do trabalho com IA, mas não diz quantos. Um número semelhante (um terço de todas as horas de trabalho automatizadas até 2030) provém dos analistas mais futuristas – e menos financeiros – do Instituto McKinsey.

Serão trabalhadores em empregos de colarinho branco, especialmente o que chamo de empregos de “camisa pólo”. A IA generativa pode, por exemplo, tornar os veículos autonomos definitivamente seguros para implantação em massa. Pode substituir muitos de nós que trabalhamos em help desks e no atendimento ao cliente.

Sim. Apertem os cintos para as maiores mudanças culturais e laborais desde a invenção da máquina a vapor. As tecnologias de mudança de paradigma surgidas no śeculo 18 e 19 representaram melhorias incrementais da capacidade humana. A IA, por sua vez, substitui completamente ou em parte, tudo o que fazemos no trabalho moderno.

Minha esperança? Dado esse nível de automatização, precisamos começar a pensar em tributar de maneira eficiente os proprietários das grandes plataformas de IA e proporcionar um rendimento garantido aos demais cidadãos. No momento não consigo ver alternativas realistas a isso se queremos evitar o colapso da ordem social.

Publicado em in Pesquisa de I.A., Software, tecnologia

Relaxe, a Inteligência Artificial Não Vai Destruir o Mundo – Ainda

Um dos problemas mais significativos com a IA generativa é a confusão do aparente com o real, a aparência da verdade e a realidade de tudo isso.

IA emergindo
Imagem: pexels.com

A ideia que parece perpassar o ambiente corporativo hoje é que ser mais produtivo, seja o que for que isso implique, não precisa ser automaticamente produto da compreensão dos problemas ou da verdade. Os interesses que promovem a IA têm pouco ou nenhum desejo de encontrar ou distribuir a verdade. Canibalizar textos digitais sem considerar o que os torna verdadeiros é uma receita para a desintegração do conhecimento, não a produção ou reflexão dele.

Para cumprir sua promessa, a inteligência artificial precisa aprofundar a inteligência humana. Isso é certamente verdade… e isso certamente NÃO vai acontecer. Veja o que a internet fez com a mente humana. Reduziu a maioria das pessoas a viciados em cocaína eletrônica pixelizada, cujas habilidades de pensamento crítico, conhecimento de história, habilidades de linguagem e capacidade de atenção despencaram coletivamente.

Antes da internet, tínhamos milhares de jornais locais robustos relatando notícias locais, unindo comunidades e mentes locais como cola. Tudo isso desapareceu quase da noite para o dia, e agora ficamos com um punhado de conglomerados nacionais que compraram a maioria dessas instituições e as reduziram a esqueletos de seus antigos eus.

As ‘notícias’ que as pessoas consomem hoje vêm de algoritmos nas mídias sociais. Os jornais foram substituídos principalmente por junk news, que é perfeitamente semelhante à junk food e seus efeitos deletérios sobre os seres humanos.

A internet foi colonizada pelos piores instintos da humanidade e reduziu a mente humana a escombros do Facebook, Instagram, realidade alternativa, violência, conspiração e êxtase religioso… todos exemplos robustos de involução humana. A ação conjunta da ‘Inteligência Artificial’ e um grupo conhecido de atores humanos maus e gananciosos têm potencial para acelerar a involução humana e nos levar ao penhasco da destruição. Manter nossas habilidades de pensamento crítico humano é nossa única esperança… e pode não ser suficiente.

Derivativos

Os Grandes Modelos de Linguagem – GML [Large Language Models, LLM] podem ser entendidos como Títulos de Informação garantidos por hipotecas: um vasto número de fontes cortadas em pedaços e remontadas em composições convincentemente realistas que parecem, para todos os propósitos, funcionar por conta própria. Mas, como aprendemos na crise de 2008, os derivativos não são melhores do que aquilo de que são derivados, e essa verdade reduz muito a confiabilidade no que esse tipo de IA é capaz.

O problemas dos rótulos

Nada dessensibiliza mais uma pessoa quanto ao romantismo do Fim do Mundo provocado pela Skynet do que passar horas colocando quadradinhos ao redor de bois e vacas em imagens fotográficas. Na labuta da rotulação de dados – um penoso processo manual que está na base de todos os sistemas de inteligência artificial, você começa ver as entranhas do sistema: a inteligência artificial não funciona sem humanos na máquina. É notável que não seja dada maior atenção ao trabalho dos rotuladores, humanos reais, trabalhando na maioria das vezes fora dos limites da dignidade. Ao conhecer esse processo uma perspectiva mais clara do que está por baixo do capô aparece.

Vacas anotadas para visao de computador
Os ‘quadradinhos de rótulo’, colocados tediosamente por humanos, são essenciais na modalidade de AI chamada ‘visão de computador’. São os rótulos que ensinam ao computador, por meio de muitas repetições, o que é uma vaca. Imagem: Vox Leone

Em tempo: neste ponto chamo a atenção para a ferramenta que estou desenvolvendo para automatização das tarefas de rotulação de imagem [o nome da disciplina é ‘anotação’] para modelos de visão de computador, que disponibilizo em nosso github: Auto-Annotate-BR. Estou internacionalizando e adaptando a ferramenta. Creio que esse seja o primeiro trabalho do gênero em português. Dê uma olhada, e, se possível, me dê uma ajuda na divulgação e compartilhamento.

Não exatamente como previsto

Quanto à suposta emergência da Inteligencia Artificial Geral – IAG [Artificial General Inteligence – AGI] a partir das redes neurais da Microsoft, Meta e Google, o burburinho que está acontecendo com ChatGPT e similares não lembra em nada o que foi profetizado por Nick Bostrom, o grande papa da superinteligencia: a partir de uma centelha inicial a entidade inteligente cresceria exponencialmente como um Big Bang, tomando rapidamente todas as redes conectadas. Se o que vemos é a AGI ela é de um tipo ainda não descrito em qualquer cenário, certamente não o de Bostrom.

Replicar o cérebro humano

Como racionalista, me inclino a concordar com Max Tegmark que a consciência é independente do substrato físico, ou seja, ela não depende necessariamente do tecido mole do qual é feito nosso cérebro. Outras bases físicas [como o silício + metais] convenientemente trabalhadas podem também servir. Considero as redes neurais uma conquista intelectual impressionante. Me parece claro que AGI vai surgir das redes neurais, uma vez que ela assim o faz nas formas de vida que conhecemos.

Os sistemas de camadas em nossas redes neurais artificiais são uma analogia bastante apta do funcionamento real do cérebro. Pelas explorações realizadas até o momento via imageamento, sabemos que as conexões neurais humanas ocorrem em áreas especializadas do cérebro, não exatamente em camadas físicas organizadas, como em uma rede neural artificial, mas em topologias neurais arranjadas em 3d, nas mais diversas configurações.

Rede neural simplificada
Exemplo simplificado de rede neural. O peso da sinapse de saída para o neurônio de adição (+) deve ser calculado antes que o neurônio de multiplicação (*) possa calcular o peso de sua sinapse de saída. Mesmo redes neurais relativamente “simples” têm centenas de milhares de neurônios e sinapses; é bastante comum uma rede neural ter mais de um milhão de arestas. Em nosso cérebro os neurônios e sinapses são trilhões. Fonte:https://medium.com/tebs-lab/deep-neural-networks-as-computational-graphs-867fcaa56c9

Para se equiparar totalmente ao modelo humano, a AGI baseada em redes neurais vai necessitar receber, dinamicamente, informação de sensores de todos os tipos [para poder tomar amostras de pelos menos cinco grandes categorias de estímulos físicos, como nós]. Aqui também vemos um paralelo com a a inteligencia natural, pois nós também rotulamos a realidade, a partir das informações dos sentidos. Chamamos os rótulos que aprendemos de ‘conceitos’ [ML classes?]; expressamos nos rótulos nossa conceitualização do mundo, também obtida através de reforço.

As redes neurais parecem ser, de fato, o caminho para a AGI. Mas não estamos nem perto de conseguir essas coisas. Se queremos chegar ao nível das redes neurais que carregamos em nossas cabeças temos que aprender mais sobre o papel das outras estruturas cerebrais, como as células gliais, que sabidamente influem na ativação e moderação das sinapses do cérebro humano [que correspondem aos ‘pesos’ nas redes neurais artificiais].

Deixando a imaginação vagar sem amarras, é possível conjecturar que as redes neurais sejam estruturas fundamentais no universo, e que a consciência e a inteligencia emerjam de algumas configurações topológicas de processamento neural [incluindo as citadas células gliais e outras estruturas].

O inimigo é outro

As redes neurais, mesmo as relativamente primitivas redes atuais, baseadas em estatística e poder de computação, vão provocar uma drástica correção em vários setores da vida. Milhões perderão empregos e meios de subsistência. Contudo, cavaleiros do apocalipse mais poderosos [e com um timing melhor] são as redes sociais. Talvez a dissolução da sociedade civilizada por conta da ação insidiosa da mídia social já tenha começado e nos encontremos irremediavelmente além do horizonte de eventos.

Publicado em in Internet, Motores de Busca, Software, tecnologia

O Gigante Ferido

Notícias dando conta de que a Samsung pensa em substituir Google por Bing em sua linha de smartphones enviou ondas de choque por toda a web este mês.

O gigante ferido
Imagem: Domínio Público

Durante anos, o Bing foi um mecanismo de buscas secundário. Mas tornou-se muito mais interessante para os especialistas da indústria quando recentemente adicionou uma nova tecnologia de inteligência artificial. A reação do Google à ameaça da Samsung foi de “pânico”, de acordo com mensagens internas analisadas pelo The New York Times. Estima-se que US$ 3 bilhões em receita anual estarão em jogo com o contrato da Samsung. Outros US$ 20 bilhões estão vinculados a um contrato semelhante da Apple que será renovado este ano.

Surpresa

Se você tivesse me dito há 3 meses que o Bing seria uma séria ameaça ao Google, eu teria rido. Esse é o impacto que a integração do ChatGPT teve para o Bing – da noite para o dia.

Se a história de 48 anos da Microsoft mostra alguma coisa, é que eles podem produzir produtos abaixo da média, experimentar inúmeras falhas, fazer investimentos e aquisições ruins e até mesmo arruinar produtos (por exemplo, Skype), mas permanecem resilientes e bem-sucedidos.

A falha do Google me surpreende. Como uma empresa com tanto dinheiro, tantos engenheiros maravilhosos, não consegue gerar uma fonte de receita que não seja o mecanismo de busca? Sempre acompanhei as notícias sobre os programas de IA do Google. Como diabos foi a Microsoft quem apareceu com o o maior sucesso em IA, OpenAI?

Parece claro que o Google ficou muito grande e desalinhado. O Google coloca muita ênfase em habilidades (de codificação) que não são necessárias para a maior parte do trabalho realizado e não enfatiza a seleção da capacidade de criar coisas que as pessoas desejam usar. Eles tiveram que criar uma linguagem de programação simplificada (Go) porque muitos de seus novos graduados em codificação não conseguiam lidar com C ++.

Talvez seja excessivamente reducionista, mas também acho que muitos dos problemas do Google se resumem à sua autoimagem. Até hoje, eles estão presos em 2006, quando todo mundo os via como “legais”, “inovadores”, “não Micro$oft” e “não maus”. A maioria dos pessoas comuns não acredita mais nessas coisas e apenas vê o Google como a coisa padrão para procurar coisas em seus telefones.

O Google acreditava que poderia crescer rapidamente e se estruturar com o caos ordenado porque eram os escolhidos. Sua “hubris” permitiu que eles acreditassem que não tinham concorrentes sérios.

No que diz respeito à engenharia, a qualidade deles é amplamente superestimada, mesmo não sendo tão bem compreendida em primeiro lugar. A maioria dos sistemas é mal projetada e muitas equipes de engenharia são ineficientes, não por causa dos anos de experiência dos engenheiros ou mesmo de seu talento, mas por causa da má gestão.

Quem é quem

Outro aspecto de como a vida comercial é mais difícil para o Google é: quem realmente é o cliente?

Para a Amazon (pelo menos no sentido clássico do varejo), o cliente é claro e óbvio: a pessoa que compra algo no seu site, quer um a boa seleção, barata e rápida/entregue em sua porta. É relativamente fácil orientar toda a sua empresa em torno da questão: “mas isso é realmente bom para o cliente”? Para o Google, devido à natureza do negócio de buscas e o fato de ser sua principal fonte de receita, os incentivos são “mistos”, para dizer o mínimo. O verdadeiro cliente do Google não são os usuários, mas os anunciantes. Os usuários são simplesmente um ingrediente a ser alimentado no mecanismo de publicidade — quaisquer decisões que forem tomadas para beneficiar o usuário, são apenas da perspectiva de não irritá-los tanto a ponto de deixarem a plataforma. Quão bem a Amazon trata os funcionários de seus depósitos? Apenas o necessário para atingir 2 objetivos: não infringir as leis trabalhistas de forma muito flagrante e não agitar toda a força de trabalho empregável muito rapidamente.

De uma forma distorcida, talvez descrever a equivalência entre o Google com a Amazon seja mais ou menos assim:

  • Usuários do Google Search == Trabalhadores dos depósitos da Amazon
  • Anunciantes do Google == Compradores da Amazon

O que o Google está fazendo?

Eles não fazem bons produtos. Também não inventam muitas coisas úteis. Eles são como o garoto rico diletante, com muito dinheiro tentando coisas aleatórias diferentes sem se concentrar em uma coisa.

Conclusão

Não tenho certeza se o Google estava preparado para esta competição porque, em primeiro lugar, os termos dos negócios da Microsoft com OpenAi podem ter sido estratégicos, de difícil interpretação e, em segundo lugar, o fato de o mecanismo de busca do Google não ter experimentado iovação ou melhoria significativa desde PageRank, pelo menos da perspectiva da experiência do usuário, e não da complexidade da engenharia. Vou presentear meus descendentes com histórias de uma época em que procurei algo e encontrei pelo menos um resultado relevante entre os 20 primeiros.

Publicado em in Pesquisa de I.A., tecnologia

ChatGPT: Nada de Novo sob o Sol?

As mortes de Jeff Beck e David Crosby nas últimas semanas (meses?) me enviaram para os buracos de minhoca do YouTube para me banhar em gênio musical.

Crosby, Young e Stills em Woodstock, 1969.
Na tomada, da esq., David Crosby, Neil Young e Stephen Stiils, em Woodstock – Imagem: ctfassets.net

Lágrimas realmente vieram aos meus olhos enquanto eu assistia Crosby, Stills, Nash & Young tocarem “Wooden Ships”, em Woodstock – não, não sou tão velho. Eu não teria conseguido esse acesso incrível a essas maravilhas nem mesmo 20 anos atrás. Estamos em uma era fascinante em que podemos evocar grandes momentos da história humana, explorar maravilhas da ciência para obter um vislumbre da nossa sublime existência, ou ainda mergulhar em maravilhas artísticas que antes de nós nem sabíamos que existiam.

Mas há problemas no paraíso. A “economia da atenção”, movida pelas mídias sociais e acoplada ao formidável complexo de vigilância instalado nas redes do mundo inteiro certamente já anulou grande parte de qualquer progresso humano que tenha sido possibilitado pela Internet a partir do começo do século. No meio da tormenta surgem novas Hidras de várias cabeças, na forma de redes neurais cada vez mais eficientes em parecer humanas.

A IA é problemática quando pensamos nela como uma continuação – ou substituição – de nós mesmos. Afinal, pode ela aumentar a quantidade de felicidade no mundo? Pode ela, como a aparência sugere, ser parceira da engenhosidade e do discernimento humanos, apesar dos piores impulsos de muitos de nós? As harmonias de CSN&Y ou os riffs de guitarra de Jeff Beck são breves momentos brilhantes que não podem ser replicados por nenhuma máquina – e as pessoas muitas vezes não parecem apreciar a maravilha de termos acesso a tanto.

Temer o desconhecido sempre foi uma obsessão humana constante. Podem as epifanias tecnológicas recentes transformarem a fantasia em uma realidade que nos inspire?

Talvez não haja nada de novo sob o sol

A IA agora pode fazer o que escritores menores sempre fizeram: recombinar clichês de maneiras suficientemente novas para parecer originais. Como os próprios clichês são criações dos humanos, então não podemos acusar a IA de ser totalmente desumana. Se a maioria dos humanos não consegue perceber a diferença entre o original e a cópia, isso também não é novidade; os especialistas continuam a discutir se ‘Shakespeare’ são várias pessoas – talvez para justificar as peças e poemas não tão bons. E aqueles que não conseguem perceber a diferença continuarão a desfrutar de ambos no mesmo grau.

No curto prazo, me preocupo menos com a IA tentando dominar o mundo no estilo Terminator do que com os pequenos crimes assistidos por IA. Imagine a IA conduzindo um esquema de catfishing na Internet; IA que pode imitar instantânea e perfeitamente todo o site de um comércio ou banco; ou IA que pode emular perfeitamente seu marido ligando para você porque ele esqueceu a senha do cartão de caixa eletrônico.

A IA é o cúmplice criminoso perfeito porque não tem consciência e não pode ser ameaçada de prisão ou humilhação pública. Em uma reviravolta irônica, posso imaginar uma sociedade onde paradoxalmente um grande segmento da população retorna a uma economia puramente monetária usando dinheiro físico porque qualquer coisa eletrônica se tornou muito difícil de proteger ou confiar.

Engraçado, como todo mundo eu experimentei o ChatGPT também pela primeira vez recentemente. Eu estava especialmente interessado em como isso faria conexões no meu campo de trabalho e na minha ciência. Por enquanto, devo dizer que falhou miseravelmente no teste. O resultado da interação é altamente dependente de como você expressa a entrada [o prompt]. Portanto, se seu prompt for sugestivo de alguma forma, a resposta tenderá a confirmar a sugestão. Eu poderia obter dois resultados radicalmente diferentes, simplesmente alterando uma única palavra na frase de entrada.

O ChatGPT não teve nenhum problema em me dizer duas descrições completamente contraditórias do mesmo fenômeno que diferiam em apenas uma palavra, ou seja, se eu expressei a entrada como positiva ou negativa. No entanto, reconheço que, de fato, surgiram algumas conexões interessantes que eu não havia considerado, e que me levaram a fazer mais pesquisas na literatura disponível. Posso ver que a deverá ser uma interessante ferramenta para geração de senhas seguras e memoráveis, por exemplo.

Resumindo, é um instrumento útil e poderoso, se você souber como e onde ele falha. Não acredite em nada do que ele diz, mas siga o “zum-zum” que ele cria e procure você mesma a literatura relevante e os fatos validados. Com certeza continuarei a usá-lo, com essas ressalvas em mente.

Para todos: não use o ChatGPT para obter aconselhamento médico. Isso provavelmente te matará, porque fazer isso é uma coisa boa. Tudo depende de como você faz sua pergunta.

Atenção ao final

Existem várias desvantagens ou ameaças potenciais associadas ao ChatGPT e outros Grandes Modelos de Linguagem como ele. Uma das principais preocupações é a possibilidade de esses modelos serem usados para fins maliciosos, como criar notícias falsas ou se passar por pessoas reais no mundo online. Além disso, como o ChatGPT é treinado em um grande conjunto de dados de texto recolhidos da Internet, ele pode conter vieses ou imprecisões presentes nos dados em que foi treinado.

Também existe a preocupação de que esses modelos possam ser usados para automatizar tarefas realizadas por humanos, levando potencialmente à perda de empregos. Outra preocupação é o consumo de energia necessário para treinar e executar esses modelos, o que pode ter um impacto ambiental significativo. Por fim, existe o risco de que o modelo perpetue ou amplifique preconceitos sociais ou leve à criação de IA maliciosa ou ataques cibernéticos auxiliados por IA. É importante observar que a pesquisa e o desenvolvimento desses modelos estão em pleno andamento e há esforços contínuos para mitigar esses riscos e desvantagens.

Os dois últimos parágrafos foram escritos pelo ChatGPT e o texto levou cerca de meio minuto para ser escrito.