Brasileira simula buraco negro com tempo 7 mil vezes menor usando IA

A pesquisadora brasileira Roberta Duarte Pereira, física e doutoranda da USP, conseguiu simular o comportamento de um buraco negro em tempo recorde usando Inteligência Artificial.

Quando eu estava na faculdade de Meteorologia estudei sobre o buraco negro e foi nessa época que comprei o livro "Uma breve história do tempo" do Stephen Hawking. Realmente esse assunto é fascinante, entender como a gravidade funciona, mas também é muito complexo. Não para física Roberta Duarte Pereira, graduada pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo (USP). Roberta é mestre e atualmente aluna de doutorado do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) na USP.

Inteligência artificial é um ramo da ciência da computação que usa algoritmos capaz de reconhecer um problema a ser realizado, analisar dados e tomar decisões, simulando a capacidade humana. Luiz Carlos Lobo, professor da UFRJ e consultor da Unasus-Fiocruz.

O mestrado da pesquisadora foi realizado também na USP e sua dissertação foi sobre a simulação de buracos negros com uso de Inteligência Artificial (IA), orientada pelo professor e astrofísico Rodrigo Nemmen.

A mestra foi brilhante ao simular o comportamento de um buraco negro usando cálculos complexos, mas de forma automatizada. Ok, muitos já simularam, mas em um tempo incrivelmente menor que os "normais" da área, só ela.

Cálculo da simulação - 7 dias é o tempo necessário para calcular uma simulação simples de buraco negro e usando a técnica IA a cientista acelerou o processo - Os cálculos foram feitos 32 mil vezes mais rápido, um tempo 7 mil vezes menor.
Taxa de erro - Para simulações simples foram apenas 0,8% e de 2% para simulações avançadas, valores considerados altos na área.

Brazilian astrophysicist Roberta Duarte developed pioneer study simulating the behavior of a black hole through the use of calculations made possible by AI and machine learning. The prestigious Royal Astronomical Society has just published her work on its Monthly Notices. pic.twitter.com/qYK4nymupz
— Government of Brazil (@govbrazil) March 23, 2022

Conceito de buraco negro

Uma certa vez ouvi o seguinte: a bolsa da Fulana parece um buraco negro. O que a pessoa quis dizer é que o quê estava lá dentro não conseguiria sair nunca mais. O buraco negro é uma região do espaço que possui um força, que é o campo gravitacional, que comprime tudo dentro dele e nada escapa de lá, ele pode prender partículas, estrelas, planetas, luz e nada consegue sair. É complexo.

O projeto da Roberta, desenvolvido desde 2018, era treinar um modelo (IA), ou seja, deixar ele muito inteligente para resolver equações complexas, compreender a física do buraco negro. A cientista foi "alimentando" o modelo com simulações computadorizadas de cálculos numéricos avançadíssimos até que conseguiu resolver os problemas de forma automatizada e rápida.

Conseguimos plantar a semente de que IA aplicada tem seu valor, não basta se resumir na teoria e na formulação de algoritmos para entender os fenômenos do mundo real, disse a pesquisadora para o Jornal da USP.

O trabalho incrível de Roberta Duarte gerou o artigo Black Hole Weather Forecasting with Deep Learning: A Pilot Study com os professores Rodrigo Nemmen e João Paulo Navarro.

Grande parte das informações desse texto é da matéria do Jornal da USP.

Um trabalho inspirador de uma brasileira que nos enche de orgulho. Viva a ciência! Saudações Meteorológicas!