A peremptória invasão dos “Neurônios cibernéticos”

Como sempre acontece na ciência, as coisas são sempre mais complicadas do que parecem. – Um grupo internacional de pesquisadores acaba de descobrir – que o        cérebro possui um…”poder computacional”…muito maior do que eles calculavam.

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Os dendritos têm seu próprio poder computacional. [Imagem: Biosferas/UNESP]

Neurônios são células nervosas de cujo corpo central derivam um ‘axônio’…a parte        mais longae ‘dendritos’, uma teia com numerosas ramificações. As teorias atuais afirmam que os axônios “disparam” (liberam cargas elétricas), para que neurônios comuniquem-se uns com os outros…Tudo que o cérebro faz seria resultado dessas interações interneurais (“redes neurais“) Os dendritos – por sua vez – seriam              apenas fios de interligação, sem nenhum papel ativo. Todavia, uma equipe da Grã- Bretanha e dos EUA acaba de descobrir que os dendritos (muito mais numerosos),    também disparam, fazendo suas próprias computações de uma forma autônoma.

Cálculos cerebrais                                                                                                                      Cientistas gostam de comparar o cérebro humano com um computador, no qual os neurônios seriam os “transistores”…com os quais se constroem os “processadores”.

Os resultados da pesquisa desafiam o paradigma atual das neurociências – no qual,  cálculos cerebrais somente se realizam através de um grande número de neurônios trabalhando em conjunto. Tudo isso, demonstra então, como componentes básicos            do cérebro são dispositivos computacionais excepcionalmente potentes. E, ainda        sobre o assunto…Michael Hausser – professor orientador do estudo, concluiu que:

“Dendritos atuam como dispositivos de computação em miniatura, para detectar,                e amplificar tipos específicos de sinais de entrada. – Esta nova propriedade deles,          vem adicionar um novo importante elemento para a nossa caixa de ferramentas computacionais do cérebro”…Assim, mesmo a nova descoberta não foi suficiente            para se escapar de uma concepção mecanicista do cérebro. (texto base) out/2013 ***************************************************************************

Inteligência artificial em hardware                                                                          “Descrever  o cérebro a partir do neurônio é como descrever uma musica, a partir da sequência de zeros e uns do CD. É preciso fazer a coisa funcionar para saber realmente como é. Ou então emular o processo… Por apenas a soma das partes, não chegamos lá”.

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Esquema do transístor neuromórfico, que funciona como uma sinapse artificial. [Jennifer Y. Gerasimov et al.]

Parece mesmo, estar sendo formada uma massa crítica que nos levará da computação eletrônica tradicional àcomputação neuromórfica– onde  processadores funcionam, de forma mais parecida…ao cérebro humano.

Depois de avanços importantes no campo dos…“memoristores…e do surgimento de um…capacitor com memória analógica — agora acaba        de ser fabricado o ‘transístor’  que também é capaz de funcionar como umasinapse artificial“.

Transístor neuromórfico                                                                                                        Jennifer Gerasimov, da Universidade Linkoping, na Suécia, construiu o transístor neuromórfico usando materiais orgânicos à base de carbono – o que significa que              os circuitos poderão ser fabricados por impressão…em substratos finos e flexíveis.

Um transístor normal funciona como uma…”válvula”…que amplifica, ou amortece o sinal de saída, dependendo das características do sinal de entrada…ou, de um sinal de controle.  No transístor eletroquímico orgânico – construído por Jennifer… o canal de passagem da corrente é feito de um plástico condutor “eletropolimerizado“…o que permite que a saída não seja simplesmente um sinal (1), ou um ‘não-sinal’ (0), mas uma infinidade de valores entre estes 2 extremos… Desse modo, o “transístor neuromórfico” pode ser treinado para reagir a um certo estímulo – um determinado ‘sinal de entrada’…de modo que o canal do componente se torne mais condutor, e o sinal de saída maior, ou vice-versa, criando uma conexão dinâmica entre uma entrada e uma saída. Esse funcionamento foi demonstrado, quando a equipe incorporou o transístor num ‘circuito eletrônico’…que associa um certo estímulo a um determinado sinal de saída. Segundo Simone Fabiano, membro da grupo:

“Esta é a primeira vez que é vista a formação em tempo real de              novos componentes eletrônicos em dispositivos neuromórficos”.

O transístor neuromórfico é um passo importante à implantação de inteligência artificial em um hardware, e ainda com a vantagem de empregar… “eletrônica orgânica”…(em um processamento analógico). As redes neurais artificiais baseadas em software, são usadas atualmente no que é conhecido como ‘aprendizado profundo’…O software requer que os sinais sejam transmitidos por um grande número de nós…simulando uma única sinapse,    o que consome considerável poder computacional…e portanto, muita energia. – Com tal transístor uma sinapse pode ser reproduzida usando um único componente. (texto base***********************************************************************************

cyborgsCyborgsbem-vindos ao futuro

‘Homens biônicos’ não são mais parte apenas da ficção científica; os avanços da neurologia, desvendando o comportamento do cérebro, e da bioengenharia…com membros mecânicos, podem fazer…em décadas… – com que cegos voltem a enxergar…e, paralíticos a caminhar.  Apesar do alto custo… membros se movendo por ‘controle remoto’ – já são uma realidade; permitindo superar limitações…impostas ao corpo humano. Na “neurologia” – pesquisas desenvolvem ‘soluções’ que tomam por base  o uso dos impulsos cerebrais para que então um paciente possa executar… – por meio do ‘pensamento’… – tarefas ditas “impossíveis”.

Por meio de eletrodos implantados no cérebro… ou colocados sobre a cabeça do paciente, como um capacete, os sinais cerebrais são utilizados por exemplo, para movimentar uma cadeira de rodas… – Os ‘eletrodos’ – pequenos condutores metálicos de corrente elétrica, captam impulsos transmitidos por neurônios, ou células nervosas…Os impulsos ocorrem de forma caótica no cérebro… A intensidade e o local das transmissões variam segundo o indivíduo. Por isso…procura-se fazer com que este ‘eduque‘ sua transmissão de impulsos nervosos. – Esse controle os torna inteligíveis ao eletrodo…que os traduz em informação.

As pesquisas ainda são recentes…Apesar da primeira leitura de impulsos cerebrais ter sido realizada na década de 20o seu uso na movimentação de aparelhos teve início na década passadaUma das mais recentes pesquisas, usa neurônios relacionados ao movimento da mão esquerda de pacientes, para mover o cursor de um computador fazendo com que se comuniquem…O estudo, realizado por Roy Bakay e Philip Kennedy da Emory University,  Atlanta/EUA, implantou o eletrodo em 2 pacientes paralíticos, incapazes de se comunicar.  O paciente imagina movimentar a mão esquerda – Isso ativa um grupo de neurônios no córtex motor do cérebro… – O eletrodo implantado no local, então registra os dadose os envia ao computador…Os sinais fazem com que um cursor na tela do micro se movimente. 

Vendo o cursor se movimentar na tela, o paciente é capaz de, treinando, conseguir que seus neurônios transmitam frequências que controlem o cursor…Tal ‘exercício mental’        faz com que os neurônios atuem de modo sincronizado – sendo então mais facilmente detetado pelo eletrodo…Assim, impulsos nervosos são usadas em técnicas de pesquisa.

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Audição e Visão

O eletrodo pode servir ainda como receptor de estímulos do ambiente. É o caso de implantes, que ajudem os pacientes a enxergar … ou ouvir. O processo, nesses casos é inverso: o eletrodo capta sinais do exterior,  e os decodifica, para que o cérebro possa entendê-los…Na audição…o implante é feito… na parte interna do ouvido – mais especificamente, na cóclea…onde eletrodos detetam sons do ambiente… – estimulando eletricamente o cérebro. No Brasil, tais implantes já existem…INCOR.

Processos que façam com que uma pessoa cega possa enxergar…contudo – ainda estão em fase de desenvolvimento. Cientistas estudam o implante de eletrodos no olho ou no córtex visual… – região do cérebro ligada à visão. No caso de eletrodos corticais…a pesquisa deve levar mais tempo. Tais estudos procuram fazer com que eletrodos, no cérebro ou na retina reproduzam imagens captadas por uma “câmera de vídeo”… – Dessa forma…uma imagem simplificada… – similar à de um “placar eletrônico”… – seria então recebida pelo paciente.

Pelo visto, portanto… os eletrodos não devem, de imediato, trazer muita qualidade visual. Assim sendo, se uma solução biológica for encontrada (…regeneração de “células visuais”, p.ex), uma restauração poderá ter melhor qualidade que a solução mecânica. (texto base***********************************************************************************

cibernéticaRaízes cibernéticas informacionais

‘Cibernética’ é a ciência que, intimamente relacionada à …teoria geral de sistemas“, estuda os mecanismos de comunicação, e controle de sistemas físicos…e sociais, ou seja…”máquinas” e “seres vivos“. Já para Gregory Bateson é o ramo da matemática que lida com controle erecursividadede informações, onde…’sistemas complexos’ afetam e se adaptam a seu ‘meio externo’.

Nascida por volta de 1942, e inicialmente orientada por Norbert Wiener e Arturo Stearns, a ciência cibernética vem desenvolvendo…’técnicas de linguagem’ – úteis na resolução de problemas da comunicação em geral. Quando em 1950, o matemático Ben Laposky criou, num computador analógico, abstratas oscilações eletrônicas, anunciou-se a possibilidade de manipular essas ondas, e gravá-las eletronicamente…como o despertar do que viria a ser conhecido como ‘computação gráfica‘. Mais tarde… ao longo dos anos 50, William Ross Ashby propôs teorias relacionadas à “inteligência artificial“. – Já em meados da década de 60…a ‘cibernética’ deu grande impulso à…’teoria da informação‘ – quando    o “computador digital” substituiu o processamento da “imagem eletrônica analógica”.

São dos anos 50/60…a 1ª geração de computadores (c/desenhos gráficos); a 2ª geração (c/transistores); a 3ª, em 1964 (c/circuitos integrados); bem como as 1ªslinguagens de programação…Fortran, Cobol, Algol… e Lisp.

A extrema rapidez com que essas mudanças ocorrem está afetando os modos de vida        na sociedade – promovendo assim…em vários casos, o abandono daquelas crenças e tradições profundamente enraizadas – nos mergulhando numa cultura de constante relatividade … com sérias limitações nas relações pessoais e sociais entre indivíduos.  Cibernética é uma ciência interdisciplinar, tão ligada à física, e ao estudo do cérebro, quanto ao estudo dos computadores, e às linguagens formais da ciência, fornecendo ferramentas para descrever objetivamente, o comportamento destes todos sistemas.

Muitos associam cibernética com a ‘robótica’, e o conceito de ‘cyborg’, devido ao uso      que tem sido dado em certas obras de “ficção científica“… – mas… do ponto de vista puramente científico, cibernética são sistemas de controle, com ‘retro-alimentação‘.  Stafford Beer, filósofo organizacional, a quem o próprio Wiener considerava como o        pai da gestão cibernética, a definia como ”a ciência da organização eficaz“… – Nesse sentido, a “cibernética“…estudaria a informação que flui em torno de um sistema, animado ou inanimado, e como essas informações são empregadas por este sistema      para uma…”auto-regulação” – mantendo sua estabilidade…em processos que – por mecanismos de “retroalimentação”, relacionam e controlam a “operação sistêmica”.

A característica de um sistema não-trivial “auto-regulado” é que, apesar de                      lidar com variáveis incomensuráveis, incertas demais para se identificar, e                      difíceis de se entender, algo pode ser feito para gerar uma “previsibilidade”.

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“Fundamentos da teoria cibernética”

As teorias que embasaram o desenvolvimento desta disciplina — foram formuladas em 1948, quando o filósofo matemático Norbert Wiener publicou seu livro…Cibernética. O ‘princípio básico’ é a ‘retro-alimentação’ (feedback), que consiste na ‘contínua correção’ – pelo sistema, dos erros cometidos…O cérebro humano aliás, se utiliza desse princípio, ‘inconscientemente’.  Do ponto de vista…cibernético – todo sistema transforma uma variável (…ou conjunto delas) de entrada…nas correspondentes variáveis de saída. A relação matemática, exprimindo essa relação “saída x entrada” é chamada “função transferência“, tendo uma complexidade  diretamente proporcional…àquela do sistema.

Nos ‘sistemas realimentados‘…porém…as variáveis de saída dependem, não só das variáveis de entrada, como também de si próprias, aumentando consideravelmente a…”complexidade“…da…’função de transferência‘.

A possibilidade de um sistema controlar a si mesmo… – até automatizar o processo que realiza, pode ser considerada a principal vantagem dada pelo ‘princípio cibernético‘. Isso permite aumentar a complexidade do sistema e acrescentar várias partes ou etapas independentes – que funcionarão realimentadas entre si…de modo a não ser necessário vigiar o correto funcionamento de cada uma delas, separadamente. Assim, as máquinas projetadas de acordo com tais critérios parecem mais ‘inteligentes’…do que aquelas que requerem permanente operação revisora, além de sofrerem menor perturbação externa.

Automação de “sistemas retro-alimentadores”                                                              “O tema fundamental da ‘cibernética‘ é a regulação e                                                          controle de sistemas abertos”. (Mervyn Cadwallader)

Em processos complexos, como, por exemplo, nos mecanismos que entram em jogo nos pilotos automáticos das aeronaves, deve existir um retardo mínimo, entendendo-se como tal o ‘tempo de reação’ do sistema frente a ‘perturbações externas‘. – Quando um sistema realimentado é ativado, na realidade, se deve a um ‘sinal de erro’…ou seja, uma diferença entre a saída registrada em um momento dado, e a fixada como objetivo. Isso exige que o sistema atue por impulsos…e não de modo contínuo…oscilando de um lado para outro, em relação à posição de equilíbrio. Quanto mais rápida a reação do sistema, mais difícil será mantê-lo dentro de suas margens de estabilidade… Por isso, na prática, verifica-se uma preferência pelos ‘sistemas estáveis’, cujo controle possa ser totalmente efetivado…com comportamento, para todos efeitos…previsível; o que limita…em muito,  sua rapidez de funcionamento – e a possibilidade aplicativa de…”sistemas de correção”.

Em grandes sistemas, costuma-se manipular um grande número de variáveis de entrada e saída, relacionadas entre si de uma forma complexa. Por consequência… tais sistemas não podem ser abordados diretamente – sendo decompostos em modelos mais simples – cujo comportamento seja equivalente ao do ‘sistema original’…O estudo assim enfocado é feito por simulação, ou observação da resposta do modelo nas várias condições a que o sistema se submete sucessivamente… As conclusões então obtidas são utilizadas para projetar um “controlador“… que servirá de base ao modelo definitivo de automatização do processo.

“Processos cibernéticos”                                                                                                            Um computador só terá comportamento cibernético, ao processar uma informação que lhe exija certo grau de adaptação, mantendo 1 ou + efeitos constantes ao variarem suas causas.

De modo geral… os procedimentos mecânicos (‘não eletrônicos’) carecem das características adequadas para reagir com rapidez e precisão de uma maneira controlada e previsível… Um procedimento cibernético entretanto, é capaz de exercer funções dessa natureza. O modelo, variáveis e funções que o configuram … são o suporte lógico de controle, ou “software“. O controlador, os sensores…e todo conjunto de dispositivos físicos — geralmente eletrônicos, são o suporte físico do sistema, “hardware“.

O tratamento matemático realizado pode ser analógico, isto é, contínuo no espaço e no tempo, e digital ou discreto, tanto no espaço, como no tempo. Os ‘processos analógicos’ permitem realizar uma grande variedade de ‘operações matemáticas’…mas o custo dos circuitos e seu consumo crescem proporcionalmente – recomendando-se nesse caso, o emprego de um ‘procedimento digital’…via computador. É comum se considerar que a evolução da astronáutica – e a consequente corrida espacial…constituíram o fator que desencadeou o desenvolvimento cibernético; no entanto … são inúmeras as aplicações industriais de suas teorias, todas dirigidas à automação em processos de produção, na principal missão de comprovar que, efetivamente…tudo funcione conforme o previsto.

Podem-se considerar como manifestações avançadas da cibernética…a “robótica (criação de máquinas que substituem atividades físicas humanas) e, em especial, a “inteligência artificial“, cuja finalidade consiste, em programar máquinas para          resolver situações previamente definidas – com capacidade de decisão, em muitas ocasiões, superior à humana… Todavia, a capacidade de adaptação, e resolução de problemas completamente novos, incluída aí a de concebê-los… são dons naturais.

O Modelo Neuronal                              ‘Redes neurais artificiais’ constituem o sistema que simula o funcionamento e comportamento do “cérebro humano”. 

O início das ciências cognitivas se deu no período 1945-55, nos EUA, quando do incremento de extensas discussões sobre o funcionamento do ‘cérebro’, a partir da ideia de ‘redes neurais‘ de processamento e retroalimentação de informação, ciência batizada em 1948 por Norbert Wiener como cibernética.

Von Neumann, Norbert Wiener, e Warren McCulloch…pais da cibernética…trabalhavam, cada um em sua universidade…com sua equipe, na articulação da matemática e da lógica no funcionamento do sistema nervoso. McCulloch desenvolveu para o funcionamento do cérebro um modelo teórico; Wiener sintetizou os conhecimentos; e Neumann aplicou-os, construindo computadores. – Enquanto para Neumann o desafio era criar uma máquina capaz de realizar operações…a partir de um programa armazenado nela mesma (a básica ideia do ‘computador digital’), para McCulloch o desafio era formular uma explicação do funcionamento dos neurônios baseada numa lógica matemática. – Ambos se valeram da “Teoria da Informação”, criada por Claude Shannon em 1938… na qual a “informação” é proposta como um ‘dígito binário’ [bit (“binary digit”) … unidade básica de informação].

Com esta ideia, McCulloch e Walters Pitts formulararam seu modelo lógico-neuronal, em 1943, no qual surge a primeira visão de que o cérebro funcionava com base no sistema de informação binária (0 ou 1)…onde a sinapse só tem 2 possibilidades – conectada, ou não.

É a ideia do tudo ou nada (“all-or-none”)E assim… esta característica da atividade cerebral, poderia ser então tratada – por uma lógica proposicional matematizável. Isto abriu a perspectiva de se imaginar o cérebro, como umarede de conexãoentre as células, fechada em si mesma, e não de uma forma ‘comportamentalista’, analisada em função … só de “estímulos externos” … como anteriormente, assim fazia o ‘paradigma behavioristavigente.

“Eco-cibernética”                                                                                                                          A neguentropia, juntamente com a…homeostase…criada em 1929 por W. Cannon, são 2 ‘ideias-chaves’…que hoje explicam a ‘emergência’ e a ‘sustentabilidade’ dos ecossistemas.

A era cibernética deixou um legado de conceitos, e um consequente domínio linguístico às “ciências cognitivas”, em especial, à visão ecológica de mundo…que também se formava à época, imprescindível. Ateoria Gaiapor exemplo, formulada por James Lovelock e Lynn Margulis está fundada na ideia cibernética de ‘auto-reguladores; sistemas homeostáticos, sem os quais seria impossível pensar a Terra como um organismo que se auto-organiza; a partir de suas próprias interrelações. Outro conceito exemplar ao “modelo ecológico”…foi proposto por Wiener…”neguentropia“…a entropia negativa que “sistemas cibernéticos” teriam a disposição; explicando o aumento de ordem num “fluxo termodinâmico”, dentro do qual segue valendo a “2ª lei entrópica”…da desordem crescente nos sistemas fechados.

Gregory Bateson, que em 1984 recebeu postumamente o prêmio “Norbert Wiener”, por sua contribuição ao desenvolvimento da “cibernética”, também foi seu principal crítico; notadamente quanto à tendência belicista implícita na seguida tentativa de reprodução   de ‘qualidades mentais’, em máquinas controláveis pelo homem, na adaptação de uma emergente inteligência artificial. Mas Bateson foi além; usando o âmago da cibernética para criar seu modelo ecológico, e…ao mesmo tempo, sua própria auto-crítica – usou a teoria da informação, para demonstrar que um “sistema vivo” não se sustenta só com a energia que recebe de seu exterior, mas fundamentalmente…através da organização da informação que o sistema é capaz de processar…E, ainda que esta informação (mesmo aquela tratada como ruído)…pode – enfim… ser geradora de ordem e sustentabilidade.

Esta ideia de ordem a partir do ruído…de ‘sistemas autorganizadores’ é identificada como o ‘segundo momento’ das ciências cognitivas…Bateson pôde manter seu ‘foco de pesquisa’ preocupado com a vida, e suas implicações…dentro de um momento histórico… no qual o objetivo era inventar uma… “máquina”… que, livremente agisse… “conscientemente”.

“Sistemas Auto-Organizados”

Este segundo momento na formação das ciências cognitivas inicia-se com os trabalhos de Bateson e Heinz von Forster ainda na primeira década da era cibernética (1945/1955)Estes  2 pesquisadores, aplicaram todos os conceitos modernos da cibernética  a “sistemas abertos”, criando assim, uma cibernética de 2ª ordem, cujos sistemas ‘auto-evoluem’… de forma diversa da… “Inteligência Artificial”.

A ideia de sistemas auto-organizados surge a partir dos resultados inesperados (como é comum acontecer nas descobertas científicas) das simulações dos modelos cibernéticos    de “all-or-none“…Observou-se que, mesmo com um mecanismo determinista, como as “redes binárias”depois de um certo tempo — as simulações apresentavam um padrão novo de desenho, uma nova organização no circuito de alternativas, isto é, algo de auto-organização estava acontecendo com o sistema. Foi esta ideia de ordem emergente que físicos, biólogos e matemáticos começaram a aplicar dentro de seus ‘campos de estudo’.

William Ashby foi um dos primeiros a afirmar em 1947, que o cérebro era um sistema auto-organizador. Forster trabalhou durante as duas décadas seguintes com este foco, cunhando o conceito de “redundância“…e a famosa frase…“ordem a partir do ruído, ordem a partir da desordem”…se referindo à captura da desordem que sistemas vivos realizam, transformando a entropia externa para manutenção da organização interna.

Pesquisas com modelos simuladores de sistemas auto-organizados, permitiram verificar 3 características cibernéticas distintas: a componente neguentrópica, que explica o aumento de ordem; a criatividade dos sistemas abertos – condição de estarem fora do equilíbrio… e, a presença de…”redes de retroalimentação”…para conectar o sistema – exigindo assim um tratamento matemático com equações não-lineares. Emergem daí…2 modelos teóricos:

a) “Modelo Neguentrópico”                     A entropia, medida da perda de organização em um sistema… – por ser inexorável… tem sinal positivo…seguindo a ‘flecha do tempo’.

O “modelo neguentrópico” é dado pela ideia de que “sistemas vivos” são abertos… – com  o poder de se auto-organizarem, garantindo assim sua “sobrevivência”…no ambiente em que vivem… — considerado em sua máxima extensão…isolado e fechado, estando assim, sujeito à 2ª lei termodinâmica (‘entropia‘).

Sua irreversível…”perda de ordem”…devido à uma “resultante global termodinâmica”… é  universalmente conhecida como “morte térmica“. Agindo no sentido inverso da ‘flecha do tempo’, tendo portanto, sinal negativo, a “neguentropia” pode ser considerada uma “entropia negativa”. Sua grande vantagem é poder explicar como surgem e se mantêm os sistemas auto-organizados – em um cenário de perda irreversível de organização…sendo inclusive utilizada como uma das principais medidas de auto-organização de um sistema.  Diversos autores vêm disseminando este modelo…e dentre eles se destaca Ilya Prigogine, pesquisador pioneiro com seu trabalho de 1945 sobre “estruturas dissipativas“, e sua conclusão de que elas podem ser geradoras de ordem. Já pelo lado das ciências sociais, o pensador Edgar Morin realizou a mais ampla e radical aplicação deste conceito – em sua síntese civilizatória ‘O Método‘: conjunto de 4 volumes, com o 1º dedicado à organização da natureza… – o 2º…à vida – o 3º…ao conhecimento – e o 4º…à organização das ideias.

Morin trabalha a ideia de ‘neguentropia‘, tanto para explicar a ‘auto-organização‘ da natureza como para o próprio surgimento e morte das ideias. O conceito de neguentropia, enquanto força emergente e organizadora do ambiente … assumirá um papel de destaque neste trabalho, seja por seu poder de explicação das dinâmicas dos ecossistemas, seja por seu “papel pedagógico”… – ao tornar possível… uma reversão da “degradação ambiental”.

sistema autorganizadob) “modelo caótico”                                  É preciso um caos dentro de si para dar à luz … uma ‘estrela cintilante’. (Nietzsche)

O “modelo caótico” é dado pela ideia extremamente simples de que sistemas auto-organizadores são muito sensíveis    à mudança em suas ‘condições iniciais’.  Nesse caso, Caos representa a evolução destes sistemas… A grande surpresa…é ‘simulações matemáticas’… mostrarem    que todo ‘fenômeno caótico’ possui um padrão indefinidamente reproduzido a toda…mudança de fase…do sistema.

Este padrão é o atrator do sistema, que… uma vez plotado, mostra figuras    geométricas muito estranhas – até então nunca vistas – com uma beleza de                        simetria impressionante. Daí receberem o nome de ‘estranhos atratores‘.

O “modelo caótico” é hoje o mais difundido entre as ‘ciências cognitivas’…Noções como “não-linearidade”, explicam fenômenos cuja reprodução não acontecem em uma escala linear e aritmética…fenômenos que têm sensibilidade a tudo que lhes diga respeito…ou seja…a complexidade pode ser definida como a “ciência das emergências relacionais”.

A “fractabilidade” explica a geometria de sistemas com dimensionalidade                              fracionária, isto é…múltiplos de uma fração (daí o termo ‘fractal’). Sendo                              a geometria dos atratores… ‘fractal‘… estes possuem a propriedade da                              auto-similaridade…presente em toda ampliação de um “sistema caótico”.

O que une os modelos neguentrópico e caótico é o “princípio ecológico das propriedades emergentes”. ‘Emergência‘ é uma propriedade da natureza…que nos garante que certo estado ou nível de organização gera uma qualidade única – não presente em estados, ou níveis anteriores ou posteriores de organização de seus componentes. O modelo caótico, porém, diferencia-se do neguentrópico… ao afirmar que é possível, em toda emergência, identificar padrões geométricos, a comportamentos extremamente simples (‘atratores’), através dos quais… é possível conhecer as dinâmicas próprias dos “sistemas complexos”.

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A Presença da “Autopoiesis”

Por fim, a 3ª característica das ciências cognitivas – vem a partir dos trabalhos de H. Maturana, e F. Varela – biólogos chilenos que propuseram, entre 1970 e 1973…uma “biologia da cognição“, e o paradigma daautopoiesis‘, como uma solução necessária e suficiente…para o entendimento – dos…”sistemas vivos”.

Maturana foi aluno de McCulloch…e Varela foi aluno de Maturana…tendo trabalhado com Gregory Bateson… E, ambos foram amigos e colegas de Heins von Forster, sendo portanto, herdeiros diretos das primeiras gerações cibernéticas. Maturana define ‘autopoiesis’ como uma ‘rede molecular’ de produção de componentes… – fechada em si mesma – de onde os componentes gerados só servem para constituir a dinâmica da própria rede – propiciando sua extensão no espaço físico em que materializa sua individualidade, e criando um “fluxo energia/matéria”…alimentador da própria rede. Dessa forma…a ‘autopoiesis‘ descreve a capacidade de ‘auto-organização’, ‘autodeterminação’, e ‘autocriação’ dos “sistemas vivos”.

Seu modelo é baseado em algumas categorias epistêmicas…1ª) a ideia dedeterminismo estrutural, pela qual sistemas vivos são estruturalmente determinados…e sua história é representada pelas mudanças desta estrutura…conservando sua organização de sistema vivo; 2ª) a ideia declausura operacional… que explica sistemas vivos – como fechados operacionalmente…onde sua autonomia de “processamento interno”…define um espaço próprio de produção. E a ideia deacoplamento estrutural; onde mudanças estruturais  do sistema são definidas em função das perturbações provenientes do meio em que vive.

No modelo autopoietico os sistemas são concebidos circulares, retroalimentadores e auto-referenciais… Esta última qualidade de monitorar-se a si próprio é dada por uma capacidade inata de aprendizagem, dentro do processo de relações entre os componentes de uma ‘rede molecular’. Esta capacidade de apreender e determinar comportamentos é a cognição. Daí a afirmação de que ‘sistemas vivos são cognitivos‘. — Varela destaca, que as 2 redes biológicas de maior evidência nos sistemas vivos… os sistemas ‘nervoso’…e ‘imunológico’…são “sistemas cognitivos”…e só isso explica seu funcionamento autônomo.

O modelo cognitivo autopoiético diferencia-se das outras abordagens, ao propor que      todo conhecimento faz parte de uma conduta descritiva — criando assim seu próprio ‘campo epistêmico’… Um domínio de condutas cognitivas, resulta das interações nas      quais o sistema vivo participa…sem perder sua identidade…sua própria organização,      única variável que permanece constante numa experiência autopoiética. (texto base) *****************************************************************************

“Modularidade biológica” impulsionando ‘inteligência artificial’ (fev/2013)    Embora os seres vivos sejam formados por unidades básicas chamadas células – essas células não se distribuem homogeneamente para formar um órgão. Em vez disso, elas      se organizam em grupos notadamente redes biológicas tendem a se organizar em ‘módulos’. Por que isso acontece era um mistério até agora; os livros-texto de biologia afirmam que a evolução produziu módulos porque seres modulares podem responder        às mudanças mais rapidamente…o que – em tese – lhes dá uma vantagem adaptativa;        todavia, isso é uma justificativa… e não uma explicação para a origem do fenômeno.

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A explicação sobre como surge a modularidade nas redes biológicas poderá ser transferida imediatamente para as redes neurais artificiais. [Clune et al./PRS]

“Custos de conexão”

A primeira proposta de explicação, surgiu agora, com o trabalho de Jeff Clune, Jean-Baptiste Mouret e Hod Lipson, da Cornell University, EUA. Usando 25 mil gerações de agentes, evoluindo em uma ‘simulação computadorizada’ eles descobriram que a evolução produzmódulos‘. Isso pode ser ‘naturalmente‘ explicado se levarmos em conta que gerar e manter as conexões – é processo trabalhoso e ‘caro’ em termos de consumo de energia. Entretanto…o design modular produz conexões de rede menores…e em menor número. — Então, bastou que fosse incluído um… “custo de conexão” na evolução de seus… agentes virtuais… para que agora finalmente, sobressaíssem as gerações formadas por seres comorganização modular“.

Inteligência artificial com QI maior                                                                                      “Assim que você acrescenta um custo para as conexões de rede…os módulos aparecem imediatamente…Sem um custo, os módulos nunca se formam. – O efeito é dramático”. 

A descoberta vai muito além de uma melhor compreensão da ‘biologia’ e da ‘evolução’,        o que já seria muito…Um modo mais eficiente de organização de redes neurais deverá      ter um impacto direto nos algoritmos da inteligência artificial, um campo promissor,    mas que vem se desenvolvendo a passos muito mais lentos, do que o previsto. — Para imitar de forma mais fidedigna o funcionamento dos “seres vivos” se faz necessário sobretudo entender – com detalhes – como o cérebro humano se organiza e funciona.      Aí, a explicação sobre como surge a modularidade nas ‘redes biológicas’ poderá ser transferida imediatamente às redes neurais artificiais…que tentam justamente imitar          o cérebro. A possibilidade de desenvolver modularidade nos permitirá criar cérebros computacionais mais sofisticados e mais complexosdiz Lipson. E, quem sabe, mais inteligentes … ao menos o suficiente para dar aos robôs, impulso similar. (texto base*******************************************************************************

“Computações cerebrais”                                                                                                          Cientistas há muito sonham em construir computadores tão poderosos quanto o cérebro humano. Mas agora a tarefa ficou muito mais difícil. Não porque o desenvolvimento dos computadores tenha se deparado com algum “gargalo intransponível“, mas sim porque    a complexidade do…”cérebro humano“… é muito maior… – do que se podia imaginar.

processamento-dendritos

Rede de células piramidais no córtex cerebral. Estes neurônios foram simulados usando um programa de computador que captura a arquitetura dendrítica de células piramidais reais. – Agora ficou demonstrado, que esses dendritos possuem a incrível capacidade de realizar cálculos por si próprios. [Imagem: UCL]

Até agora, o saber científico estabelecia que apenas os axônios, as porções maiores dos neurônios, seriam ativas, e todos os processos cerebrais seriam resultantes da atuação    dasredes neurais… conjuntos de vários neurônios disparando seus axônios de forma coordenada…Nessa interpretação, dendritos seriam apenas a ‘fiação’ que interliga os neurônios uns aos outros… Todavia, segundo Spencer Smith… neurocientista da SLAB (Universidade da California) os dendritos, partes menores dos neurônios, também são componentes ativos, que fazem suas próprias “computações”. E o pesquisador explica:

“Subitamente…é como se o poder de processamento do cérebro se tornasse muito maior,  do que tínhamos pensado originalmente… Imagine reconstruirmos uma engenharia…de um pedaço de tecnologia alienígena…e o que você pensava que fosse uma simples fiação, seriam transistores computando informação. Foi algo assim que acabamos de descobrir”.

Poder computacional do cérebro                                                                                            1ª medição da corrente elétrica de uma sinapse individual.

O maior poder computacional do cérebro revelou-se quando foi desenvolvida                  tecnologia com resolução suficiente para medir a atividade elétrica dos dendritos,                o que revelou sua capacidade de gerar livremente seus próprios disparos elétricos.              O experimento constou em inserir uma “pipeta” de vidro microscópica cheia de              solução fisiológica, em dendritos neuronais no cérebro de um camundongoIsso            permitiu que se “ouvisse” diretamente o processo de sinalização de cada dendrito.

partes-neuronio

O axônio é uma parte do neurônio responsável pela condução dos impulsos elétricos que partem do corpo celular, até outro local mais distante, como um músculo ou outro neurônio.

Os dados coletados comprovaram que dendritos atuam, de fato, tais como ‘computadores sub-neurais’, ao processar os “sinais neuronais” por conta própria…sem depender dos axônios, e menos ainda – das redes neurais. Assim, estimativas sobre a quantidade de ‘neurônios no cérebro’ — os últimos cálculos indicam 86 bilhões – não servem mais como parâmetro, porque há cálculos internos, em andamento nos neurônios, numa quantidade  e rapidez — ainda desconhecidas.

Atualmente, as tentativas de imitar os processos cognitivos cerebrais                                      em computadores concentram-se nos processadores neuromórficos“,                                    geralmente construídos não com “transistores”, mas um componente                                      eletrônico com capacidade de memória… – o memristor. (texto base*****************************************************************

“Neuromatemática”a nova ciência do cérebro                                                      “Estamos tentando encontrar evidências de que usar a ‘seleção estatística de modelos’ como paradigma para a atividade cerebral é viável e factível. — O desafio é construir modelos que expliquem as evoluções temporais obtidas de registros eletrofisiológicos, durante a exposição a estímulos diversos…como rítmicos e visuais”. (Antônio Galves)

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O professor Antônio Galves coordena o esforço brasileiro para tentar entender como o cérebro processa informações. [USP]

A neurociência, em sua situação atual, padece      de um mal estranho — é rica em dados … mas pobre em teoria… – Sendo assim… os estudos conseguem registrar coisas acontecendo no cérebro… mas, não compreendem o que estes dados significam Para sanar esse problema, são necessários novos modelos matemáticos    que deem conta dos … “dados experimentais” observados em uma nova ‘ciência do cérebro’,      a…”neuromatemática” — tema de estudos        da equipe do professor…Antônio Galves – do ‘Instituto de Matemática e Estatística’…’USP’.

A empreitada, batizada de NeuroMat, conta com uma equipe composta por matemáticos de áreas diversas, além de neurocientistas, cientistas da computação e médicos da USP e outras instituições nacionais e internacionais…como explicou Galves: “Trata-se de um “Centro de Matemática Pura”inspirado nas questões que a neurobiologia nos coloca”.

Uma das perguntas que o NeuroMat tenta responder é como nosso cérebro codifica e processa estímulos externos. Ao ver uma árvore por exemplo, é possível reconhecê-la como árvoreainda que seus galhos estejam se movendo, ou que suas folhas tenham caído… — indicando a capacidade de reconhecer padrões — naquilo que observamos.  Mas…este processo é bem mais elaborado do que podemos imaginar numa 1ª análise.        Os cientistas suspeitam que o cérebro seja na verdade um ‘exímio estatístico’. A ideia          é que existe uma regularidade…em um nível superior ao da simples aparência; sendo        esse processo…de caráter estatístico, denominado … “seleção estatística de modelos”.

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Em neurociência, buscar regularidades estatísticas por ‘seleção de modelos’ seria como a capacidade do cérebro em decodificar/processar “informações” (mesmo quando “variáveis”) para que assim, possamos então reconhecer, por exemplo…uma “árvore”. 

Uma das experiências realizadas, para tentar compreender o ‘funcionamento’ do cérebro, gravou a atividade elétrica cerebral de voluntários … expostos a 3  ritmos musicais diversos; os ritmos se revelavam … a partir de uma sucessão regular de…unidades… – com batidas fortes…fracas… – ou ainda, intervalos silenciosos … incluindo-se também aí,    o apagar aleatório… de batidas fracas, intercaladas…por alguns… “silêncios”.

O ‘objetivo principal’ da pesquisa, era conseguir “evidências experimentaisque corroborassem a hipóteseque o nosso cérebro realiza uma … seleção estatística de modelos…Ou seja, se a partir de longas amostras produzidas com sequências rítmicas, mais o ‘apagamento aleatório’ – o cérebro poderia identificar sequências regulares de base, em relação a qualquer escolha aleatória de ‘apagamento’.      E os resultados preliminares até agora obtidos têm sido positivosdando força à ideia.

Atualmente, o grupo trabalha na construção de um banco de dados com informações de experimentos e análises em neurociência. – A ideia é que este seja facilmente adaptável para gerenciar também dados pertencentes a outros campos da neurociência… Estando também prevista… — em apoio à integração dos pesquisadores no acesso de dados para construção dessas ‘ferramentas computacionais‘, a construção de um portal, para facilitar o acesso aos resultados das pesquisas do “NeuroMat”. (USP/2014) ‘Texto base’ ***********************************************************************************

computação digital x computação orgânica (Pedro Dell’Orto)                      “Computadores digitais não chegam nem aos pés de nosso cérebro… ou mesmo                   do cérebro de lesmas ou ratos… – evidenciando assim restrições … próprias da             cibernética, para se atingir a tão sonhada inteligência artificial”.  (M. Conrad) 

inteligenciartificialNinguém pode simular a você ou a mim por meio de um sistema que seja menos complexo do que nós…Os produtos que fabricamos podem ser vistos como uma simulação…e, embora consigam resistir a determinadas condições…impossíveis ao nosso organismo … jamais chegam à original “complexidade” do seu criador.

Empédocles (2.500 A.C) explica a visão humana em analogia com a tocha de fogo, Kepler (1604) comparou à luneta… – e Fritz Kahn (1939)…ao filme fotoquímico cinematográfico. Atualmente, assim como em Santaella e Deleuze, a “lógica cibernética” é aplicada para explicar e descrever os sistemas de funcionamento da complexa ‘máquina humana’. Cada vez é mais comum encontrarmos textos explicando o funcionamento do “corpo biológico” através das teorias da ciência da computação. – No entanto, não devemos nos basear nos computadores digitais para explicar o cérebro; a cibernética é o que sabemos fazer, e não como funciona a ‘computação orgânica’. Para o biólogo Michael Conrad o hábito de criar teorias orgânicas baseadas na estrutura das máquinas disponíveis é como refletir sobre    a vida…por uma abordagem mecanicista. — Conrad então, propõe inverter a perspectiva, em direção à uma ‘visão organicista’ da computação, inspirada na sabedoria da natureza, que há bilhões de anos experimenta e testa, por violentos embates de…”seleção natural”, eficientes soluções para transmitir informações orgânicas. Apesar da estrutura biológica não resistir a certas condições atuais – a composição de carbono no cérebro, o torna um suporte material mais resistente e adaptávelque o silício dos computadores modernos.

“a vida sabia o que estava fazendo, quando escolheu                                            o carbono … como seu ‘substrato’ para computar”.

A computação orgânica se baseia na combinação de formas em contato, para achar a solução de um problema. – Por ser uma molécula capaz de assumir inúmeras diferentes   formas, o carbono foi o material usado na natureza…para achar a solução do problema.

O computador digital de silício computa de forma linear, através de sequências simbólicas, de zeros e uns… – que representam – a presença…ou ausência de um elétron… passando por um único processador…ogargalo de Von Neumann”, por onde, ‘obrigatoriamente’, devem passar todas as informações…O processamento linear permite obter uma máquina estável – previsível e segura – mas, desprovida de vida. – Segundo Conrad…a capacidade e velocidade de processamento, necessárias para realizar atividades básicas em ‘organismos vivos‘… extrapolam em muito os limites atuais da computação…Ele explica:

“A velocidade vertiginosa dos modernos processadores…nem de longe se aproxima da potência necessária à realização dessas funções… Ou seja, o computador digital não é  um “cérebro gigante”; é só uma máquina confiável e versátil que podemos controlar”.

Conrad afirma que o segredo do desempenho previsível…está na harmonia dos seus componentes (uniformemente) padronizados, pois funcionam a partir de comandos específicos, onde qualquer programador no mundo…pode consultar o manual, para      criar programas. – Anula-se assim… a possibilidade de correlações ativas… e efeitos colaterais dos componentes isolados… mesmo daqueles que poderiam ser benéficos.

Este controle inerente à cibernética é o motivo por que computadores, contrariamente ao nosso cérebro, não são passíveis de aprendizagem.

Neste sentido, para Conrad, em comparação à ‘computação orgânica’ a evolução dos nossos computadores está imobilizada. – Um meio de tornar os computadores mais rápidos seria encurtar o tempo de viagem de elétrons, pela redução das “chaves“, as reunindo num espaço menor. Porém, existe um limite de redução dos componentes eletrônicos, apontado pelos engenheiros da computação… – o chamado ‘Ponto Um’:

“Abaixo de 0,1 micrômetro (espessura de um segmento de DNA,                       ou 1/500 da espessura de um fio de cabelo humano) os elétrons simplesmente ‘riem-se’ das chaves fechadas… e passam direto”.

Outra possibilidade é o multiprocessamento. Contudo, Conrad adverte que a falta de controle causaria a paralisação do sistema… – “não haveria como ter certeza absoluta do que poderia acontecer, quando muitos programas fossem usados ao mesmo tempo. – Os programadores não teriam como consultar um…’manual do usuário‘…para prever como os programas se relacionariam entre si”…Segundo Conrad, para ‘imaginar’ o verdadeiro computador do futuro…“temos de pousar o cursor no ‘neurônio’… e clicar duplamente”.   A vida…afirma ele, não se alimenta de números, pois “computa”, tateando caminhos em busca de soluções. – Nos neurônios, o reconhecimento de padrões é um processo físico- analítico…e não lógico — como no “padrão clássico…0/1“…dos computadores atuais.

inevitavelAlém disso, neurocientistas não encontraram um “centro físico” da consciência; o que os levou à conclusão de que não existe um   “comando central“. Como afirma Kevin Kelly, quem manda é a “sabedoria da rede”…constituída por uma malha de nódulos (‘neurônios‘) ligados em “democrático paralelismo“… milhares ligados a milhares…ligados – por sua vez…a milhares de outros, com todos podendo ser usados paralelamente…para solucionar um problema. – Tal atuação em “rede de neurônios“, não se dá pela interligação de simples ‘interruptores‘…ou ‘processadores’ …pois se trata da conexão entre bilhões de sistemas complexos.

Este conexionismo e multiprocessamento realizado pelo cérebro para gerar pensamentos, sonhos ou ações, revela que…“cada neurônio da rede cerebral é um sábio por si mesmo”. Neste sentido… ficou claro, em pouco tempo…para outros cientistas… que a comunicação entre neurônios era um ‘fenômeno eletroquímico‘…espécie de dança, bem mais complexa que o simples ‘sim’ ou ‘não’ da “ativação neuronal”… – Conrad entende que… enquanto a computação tradicional é obcecada por controle… – o cérebro é imprevisível, por não ser uma estrutura programável…tal qual dispositivos digitais. Além disso, de forma orgânica, processa simultaneamente em paralelo, tateando formas de encaixes moleculares…e não,   de modo lógico…ou simbólico – como os computadores digitais de processamento linear.

“Desta forma…o cérebro consegue ligar 100 bilhões desses computadores numa intrincada rede neural…Dentro de cada neurônio, existem dezenas      de milhares de moléculas envolvidas num fantástico ‘pega-pega’ químico iniciado…toda vez que… — ‘por exemplo’… — escutamos o telefone tocar”.

Como comparou biofísico alemão Helmut Tributsch, para chegar ao resultado dos biomas atuais, a vida fez experiências como se fosse uma criança brincando. Ela se especializa em todas áreas computacionais possíveis, e aprende a resolver criativamente seus problemas, aproveitando do seu “armazém natural”…cada uma das forças físicas… – elétrica, térmica, química, fotoquímica e quântica…para aprimorar fisicamente os neurônios e suas formas de comunicação entre si. Quando pequenas mudanças são permitidas sem problema… há o acumulo gradual de efeitos benéficos – e a evolução avança para outro degrau na escala.

A comparação entre o cérebro, e os computadores digitais… demonstra que — ao pretendermos melhorar o desempenho computacional, temos  que avaliar…as reais possibilidades do cérebro…Ou seja, 1º precisamos criar processadores, por si mesmos potencialmente capazes. – E então, projetá-los à imagem e semelhança da natureza; usando materiais que sejam maleáveis à evolução… num sistema…embutidos flexivelmente.

Conrad dessa forma…reitera a facticidade da computação orgânica feita por humanos, ao afirmar que… – “Não tenho ilusões, trabalhei num laboratório de pesquisas da origem da vida, e sei quanto ela é fantástica. — Para imitar a natureza…nosso 1º desafio é conseguir descrevê-la em seus próprios termos”. Com base numa Engenharia Biofísica, o sentido da associação entre corpo orgânico e tecnologias computacionais produzidas se inverteu.  A ciência…’Biomimética‘…reconhecendo a mágica sabedoria da natureza… – criativa por necessidade…como “fonte de inspiração” para a construção de máquinas mais eficientes, busca desenvolver tecnologias inspiradas em soluções mecânicas da vida … que após 3,8 bilhões de anos de evolução, já foi capaz de resolver os problemas que tentamos resolver, aprendendo O que funciona…O que é apropriado…O que dura.Nosso desafio portanto, é aproveitar essas ideias… – “testadas pelo tempo… e reproduzi-las… em nosso cotidiano.

Os bioengenheiros copiam e usam modelos orgânicos para solucionar nossos problemas, através das “obras-primas” da natureza… – fotossíntese, automontagem, seleção natural, ecossistemas, olhos, ouvidos, peles, conchas, etc… A inovação, vinda da natureza, inspira computadores mais resistentes e adaptáveis… capazes de aprender e evoluir. (texto base)   *******************************(texto complementar)*******************************

A cibernética de Wiener (Felipe Pait/Estadão)                                                                       “Informação é informação, não matéria ou energia.”

NorbertWienerEnquanto a ciência clássica do Renascimento e Iluminismo se ocupava da matéria…e, grandes avanços a partir do século 19 se basearam no conceito de energia; em 1942, o filósofo e matemático Norbert Wiener, professor do ‘MIT’ (Massachusetts Institute of Technology) – supondo acertadamente que a ciência…a partir da segunda metade do século 20,  se desenvolveria em torno da ‘informação’…criava o termo “cibernética”.

De seus 3 aspectos (controle, comunicação e cognição), o avanço das comunicações é o mais visível no quotidiano…A operação de todo dispositivo moderno de comunicações, depende do processamento da informação/sinais…a teoria das comunicações abstrai o significado dos…sinais transmitidos…para se concentrar nos modelos matemáticos da transmissão – na versão cibernética da máxima de McLuhan“o meio é a mensagem”.      A engenharia do “controle automático”, muitas vezes é descrita como uma “tecnologia escondida”, indispensável ao funcionamento regular e eficiente de máquinas, fábricas, dispositivos eletrônicos, veículos, navios, aviões…e foguetes espaciais…mas, o usuário raramente toma conhecimento da operação de tais mecanismos — exceto ao falharem.

O aspecto da “cognição”, contudo…talvez tenha tido um desenvolvimento mais distinto    da visão integrada da cibernética. Os avanços da ‘inteligência artificial’ se beneficiaram    do enorme crescimento das capacidades dos ‘computadores eletrônicos‘…bem mais do      que de um entendimento fundamental sobre como seres vivos obtêm, compreendem, e processam as informações. E a cada novo avanço na mecanização de um procedimento      que anteriormente se entendia exigir a…’inteligência humana’…parece que o horizonte onde se enxerga o surgimento de uma…’inteligência artificial’, cada vez mais se amplia.

Teoria-dos-JogosUm ponto de vista alternativo – vem dateoria dos jogos…desenvolvida a partir dos trabalhos de von Neumanno qual, considera ruídosdistúrbios… erros de medição, e comportamentos dinâmicos não previstos nos modelos como sendo adversários que podem causar prejuízo a objetivos especificados. – A tarefa do projetista é…escolher a estratégia…que minimiza o impacto da pior ação que o adversário pode executar. Bem popular entre os estrategistas “realistas” durante a guerra fria, teve sucessos notáveis em economia, mas não é exatamente uma generalização, nem um caso particular da ‘teoria de controle ótimo’. Na verdade, são ‘visões complementares’.

Com o tempo, a palavra cibernética e o prefixo “ciber” entraram para a linguagem popular em conexão com a robótica e inteligência artificial, mas voltando a seus aspectos originais, o conceito mais frutífero para o estudo de um sistema de comunicação e controle… é a sua resposta em frequência – quantificando amplificação e defasagem, entre um sinal medido na saída do sistema e um sinal de entrada periódico. Tais experimentos podem ser usados para obter modelos matemáticos analíticos; e inversamente, ao ser conhecido o modelo, a “resposta em frequência” pode ser calculada… – sem a necessidade de mais experimentos.

A descrição frequencial caracteriza totalmente os ‘sistemas lineares’, sendo suficiente para analisar muitos… processos – quando sofrem pequenas variações…em torno do ponto de operação projetado… – A análise dos diagramas de resposta em frequência, pode prever o comportamento de um… sistema sempre que este for controlado por “realimentação” com o objetivo de assim se obter um… ‘comportamento específico’. 

A visão de mundo implícita na cibernética de Wiener, é mais humanista e afável do que a visão dura e litigiosa de von Neumann. Além disso, o estudo dos processos que permitem analisar variáveis com evolução temporal aleatória, tais como ruído branco e ‘movimento browniano’, talvez tenha sido sua maior contribuição matemática… – Estes são conceitos aplicáveis em várias áreas específicas — das ciências, engenharias e finanças. (texto base***********************************************************************************

sistemas neuronaisStafford Beer, e a ciência cibernética  

Stafford Beer, preocupado com problemas extra-ordinários (‘organizações sociais’) se decidiu a redefinir a jovem “cibernética“, como a ciência da organização efetiva. Stafford ressaltava que há leis de sistemas complexos que são “invariantes” … não só    a transformações em sua forma… — como também de conteúdo…Ampliava-se assim,  a abrangência da cibernética, incitando a expansão de seu escopo; de sistemas mecânicos    e neurofisiológicos… aos sistemas sociais e econômicos. Para Beer, contudo, essa enorme abrangência não significa que todos sistemas são iguais – ou… de certo modo “análogos”.

O que ele afirma é a existência de leis fundamentais, que desobedecidas, levariam qualquer sistema complexo à instabilidade… e ao crescimento explosivo… – incluindo aí… – a incapacidade de se adaptar… e ‘evoluir’.

Poderia, a cibernética ajudar no estudo e forma das estruturas organizacionais?… Traz ela argumentos a favor… ou contra a centralização das instituições sociais?… Traz respostas à questão da liberdade individual versus planejamento?…Receitas para curar o mal crônico da burocracia?… – A resposta de Staffod Beer é…SIM!… E o critério que ele resgata…dos ensinamentos de Wiener é o de… “viabilidade“. – Mas, em que consiste esse critério?…  Beer argumenta que, um sistema viável não oscila, a ponto de levar suas dimensões vitais, a posições extremas…sistemas complexos preferem “estados de equilíbrio“…provando uma tendência que a cibernética denominou “homeostase(propriedade de um sistema de absorver a capacidade que tem cada um de seus diferentes componentes em perturbar  o conjunto). Esse é o motivo por que organismos não toleram a temperatura do corpo, ou pressão sanguínea…acima ou abaixo de certos limites, reagindo, por exemplo, com o suor.

Nesse caso, a estabilidade que interessa ao sistema não é a da rigidez, mas a do equilíbrio dinâmico…em interação adaptativa ao meio que o circunda respondendo às mudanças ambientais. Essa tendência é denominada adaptação. Um “mecanismo homeostático”, para garantir a estabilidade, move seu ponto de equilíbrio, em resposta às perturbações do ambiente. Essa trajetória cumpre-se num certo período de tempo – dito“período de relaxamento do sistema” sendo que – nas situações em que o intervalo médio entre os “estímulos perturbadores” for menor que tal período — o sistema ingressa em “regimes oscilatórios” — que podem resultar ‘explosivos’. (Carlos Eduardo de Senna Figueiredo) 

Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979.
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3 respostas para A peremptória invasão dos “Neurônios cibernéticos”

  1. Efraim Filho disse:

    Em breve a medicina, segurança, e gestão de cidades e meio ambiente será aperfeiçoadas usando RN Autônoma. E esta gestão vai nos livrar de rotinas laborais insalubres. Abrindo uma janela para a primeira revolução da MENTE humana se expandir rumo ao BIO-LINK (um tipo de conexão) entre Rede Neural Orgânica e a Rede Neural Sintética. Redes Neurais Artificial será fundida as Redes Neurais ORGANICAS. Não por supressão ou hierarquia, mas sim por beneficiamentos mútuos. Abrindo um canal de comunicação entre as árvores, a água e até mesmo o sol e ou estrelas serão compreendidas pela auto compreensão (diferente de telepatia) pois seria um tipo de COSMOCOMUNICAÇÂO. Muito legal seu artigo.

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