Nas salas de aula de todo o país, crianças e adolescentes contam com uma companhia diária dentro e fora da escola. Ela está presente até quando eles não imaginam, mas quando visualizam sua presença, não é todo mundo que gosta. Há quem diga, sem cerimônia, que a odeia. Outros confessam que amam. Gostando ou não, a verdade é que ela é essencial para quase tudo o que fazemos e usamos. Ainda mais em um mundo altamente conectado como o atual. Com a palavra quem convive de perto com ela e estudantes.

Para a estudante do ensino fundamental Cecília Martins, 8 anos, a matemática é uma alegria: “A matemática me deixa feliz. Fico muito feliz quando tiro total nas provas”. Por sua vez, a estudante do ensino médio Maria Eduarda Barakat, 17 anos, tem outra vivência com a disciplina: “Meu sentimento por matemática eu diria que é desgosto mesmo”.

Mesmo causando desgosto em alguns, a matemática é uma presença invisível. Invisível porque ela é muitas vezes resumida ao meme “Mais um dia sem usar a fórmula de Bhaskara”, compartilhado nas redes sociais como se não a utilizássemos sempre. Entretanto, ela é essencial. Amiga porque é parte fundamental para a construção das casas nas quais moramos, para cozinhar os alimentos que comemos e até para que agora você possa ouvir esta reportagem. Isso só para ficar em poucos exemplos. Apesar de importante, a relação da matemática com as pessoas é complicada. A disciplina é a mais difícil para estudantes do ensino médio brasileiro, de acordo com a avaliação da educação no país, realizada pelo Censo Escolar em 2021. Para a presidenta da Sociedade Brasileira de Matemática, Jaqueline Godoy Mesquita, a matemática nos ajuda até a pensar melhor.

IA e matemática
"Muitas vezes, em sala de aula, a matemática não é apresentada de forma divertida ou mais conectada com o nosso cotidiano. No entanto, quando a pessoa se aprofunda no conhecimento matemático, ela melhora o seu argumento lógico dedutivo e desenvolve um olhar mais crítico em relação a várias situações", argumenta a professora Jaqueline.

Formada em Ciências com habilitação em Matemática, a professora do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo, a USP, Solange Resende, estuda a inteligência artificial há 39 anos. Se engana quem pensa que a inteligência artificial seja algo recente. A tecnologia surgiu em 1943 com a criação do primeiro modelo computacional para redes neurais. O termo inteligência artificial veio alguns anos depois, em 1956. E por falar em matemática, fazendo aqui uma conta rápida, a IA completou 81 anos. A filha mais nova da IA é a inteligência generativa, capaz de gerar textos, imagens, vídeos e áudios. De acordo com a professora Solange, a IA não existiria sem a matemática : “Quem começou a trabalhar com inteligência artificial foram os matemáticos. Era o pensamento lógico, era a lógica para representar conhecimento que vinha da matemática. Então, a disciplina foi fundamental nessa construção experimental. O desenvolvimento inicial da inteligência artificial, que possibilitou chegar aos dias de hoje, foi sustentado na matemática”.

Da mesma forma que a matemática, a inteligência artificial também é uma amiga. É invisível porque às vezes nem percebemos que já está aqui. “Quando você vai ao supermercado, em geral, toda a disposição dos produtos nas prateleiras é baseada em um sistema de mineração de dados que escolhe os produtos que vão perto de quais produtos, porque se sabe que um produto interfere na compra ou não de outro. Querendo ou não, você hoje usa inteligência artificial, porque o índice de pessoas que tem um smartphone na mão é muito alto. No seu celular praticamente todos os aplicativos usam algo de inteligência artificial, alguma base de inteligência artificial no seu desenvolvimento. E eu acho que não há mais nenhuma área que não tenha alguma coisa relacionada à IA, inclusive a de saúde", explica Solange Resende.

CI-IA Saúde UFMG

É justamente a aplicação da inteligência artificial no campo da saúde o foco do Centro de Inovação em Inteligência Artificial para a Saúde, o CI-IA Saúde UFMG. Contribuir com os profissionais de saúde para a melhoria na qualidade da assistência e do diagnóstico, para promover a qualidade de vida e a saúde das pessoas, é o objetivo do Centro. Criada há dois anos, a unidade recebeu investimento de R$ 5 milhões para o desenvolvimento dos primeiros 17 projetos. Os números impressionam: 180 pesquisadores, oito instituições de ciência, tecnologia e inovação e quatro empresas de tecnologia e saúde são parceiras. A relevância social também chama atenção. As pesquisas do CI-IA, divididas em quatro linhas, são essenciais à vida humana: prevenção de doenças crônicas, telemonitoramento e tecnologias móveis, diagnóstico orientado por IA, medicina personalizada em oncologia, cirurgia guiada por IA, prevenção e mitigação de epidemias, integração de bases de dados do SUS e saúde suplementar.

Um dos diretores do CI-IA Saúde, o professor Wagner Meira explica a relação histórica entre saúde e IA: “Já havia trabalhos de vários pesquisadores da computação e da área da saúde. Trabalho há 20 anos com o pessoal da saúde e, naturalmente, esse interesse surgiu com toda a efervescência do campo da inteligência artificial. Além disso, o governo, reconhecendo a relevância e a importância potencial da inteligência artificial, publicou o edital para a constituição desses centros de pesquisa aplicada em inteligência artificial”.

Docente do Departamento de Computação do Instituto de Ciências Exatas da UFMG, Meira explica como a matemática é essencial à IA: “Por trás dos computadores e da inteligência artificial como um todo, nós temos modelos matemáticos variados, e esse é o nosso ponto de partida para o que vai ser efetivamente implementado, o que vai ser entregue como tecnologia. É um modelo matemático e, obviamente, os vários profissionais envolvidos nesse processo, se não são os projetistas, os inventores desses modelos, eles precisam entender bem e saber dominar, calibrar, implementar, usar bem esses modelos para que efetivamente funcionem. Aquele exercício da matemática de olhar um problema real, modelá-lo e, a partir dessa modelagem, achar uma solução para ele é um dos exercícios mais ricos e desafiadores. Ele carrega a essência do raciocínio e do trabalho, da atuação não só na matemática, como também na computação e na inteligência artificial.

Projetos em desenvolvimento

Um dos projetos em desenvolvimento no CI-IA Saúde da UFMG é coordenado por uma das mais prestigiadas cientistas do Brasil, a professora da Escola de Enfermagem da UFMG Débora Malta: “É um avanço no sentido de identificarmos áreas de maior risco dentro do espaço humano para ocorrência de doenças crônicas não transmissíveis. Estamos trabalhando em parceria com os colegas da ciência de dados, do Departamento da Ciência da Computação e trabalhando nesses modelos de predição de áreas de risco. Vamos começar com Belo Horizonte. A ideia é que isso se expanda para o Brasil inteiro. A nossa hipótese é que as áreas de maior risco social, de maior vulnerabilidade, terão taxas mais elevadas de doenças crônicas, ou seja, de doença cardiovascular, de câncer, de doença respiratória e diabetes, e também terão um acúmulo maior de fatores de risco. Então, de fato, a gente vai ter um retrato dessas áreas em Belo Horizonte e a concentração dos fatores de risco de doenças crônicas”.

Graduada em Medicina, Débora avalia a importância da matemática e da inteligência artificial e responde se quem faz medicina tem que saber matemática: “Claro, a matemática está presente em todas as áreas da saúde. Eu uso a matemática o tempo todo. Nós trabalhamos com cálculos para estimar as taxas e os riscos da população. E são vários os exemplos que nós temos do uso e da aplicação da inteligência artificial. Eu citaria, por exemplo, laudos de eletrocardiograma, laudos de radiografias e de ultrassom que, cada vez mais frequentemente, são dados por máquinas, para inclusive reduzir o tempo de laudo e agilizar as respostas em saúde”.

Outra pesquisa do CI-IA já está em fase de protótipo em um hospital público, o Hospital das Clínicas da UFMG. O professor Wagner Meira explica: “Poderemos ter um profissional, a milhares de quilômetros, que fará o eletrocardiograma. Ele implanta os eletrodos, coleta os dados e manda o exame para a central aqui do Hospital das Clínicas. Na central do HC, existe uma equipe de médicos que agora está testando a utilização de um algoritmo de um modelo de inteligência artificial para auxiliá-los nesse diagnóstico”.

No momento, novos projetos inscritos no CI-IA Saúde da UFMG estão em avaliação  para desenvolvimento no Centro. Serão ainda mais avanços para a saúde humana, com o uso dos conhecimentos matemáticos e tecnológicos. 

Recado a estudantes

Partindo da certeza de que a matemática é a disciplina mais difícil para os estudantes brasileiros, que conselhos os nossos cientistas dariam a quem está aprendendo na sala de aula?

“Os médicos também usam a matemática, os enfermeiros também usam. A dona de casa usa a matemática, e eu acho que a gente tem que transformar a matemática em conteúdos cada vez mais próximos do nosso cotidiano. Ela é muito importante e temos que formar bons professores no ensino básico, no ensino fundamental, para que essa distância dos alunos com a matemática seja reduzida.”
(Deborah Malta, Escola de Enfermagem da UFMG)

“A inteligência artificial e o uso dela em saúde estão mais próximos do que esses estudantes imaginam, e o caminho para alcançá-los é a matemática. Ela pode parecer algo distante e complicado neste momento, mas na verdade é a partir dela e desse trabalho, dessa discussão, que a gente vai ser capaz de alcançar uma diversidade, uma amplitude e uma efetividade cada vez maior dessas tecnologias numa área tão relevante como é a da saúde.”
(Wagner Meira, Departamento de Ciência da Computação do ICEx/UFMG)

“Quando você estuda matemática, desenvolve raciocínio. Então você capta as coisas muito mais rápido na sua vida adulta, inclusive em outras áreas. Eu posso me formar na área de humanas, mas esse raciocínio lógico me ajuda a estudar, a tomar uma decisão mais rápida, porque existe uma lógica por trás de tudo isso. O aprendizado dessa lógica que está por trás de tudo isso vem da matemática."
(Solange Rezende, Instituto de Ciências Matemáticas e Computação da USP)

“Qualquer pesquisa que se faz no Google depende de muita matemática. As redes sociais usam muita matemática. Então é muito importante a gente ter o desenvolvimento matemático da nossa comunidade como um todo, para que possamos alcançar um desenvolvimento científico e tecnológico. Sabemos que vamos enfrentar no futuro próximo vários desafios globais, como já enfrentamos a questão da pandemia, também vemos a questão das emergências climáticas, como aconteceu no Rio Grande do Sul. E é muito importante que a gente tenha a matemática bem desenvolvida para que a gente possa usá-la a nosso favor, de forma a tomar as melhores decisões."
(Jaqueline Godoy Mesquita, Sociedade Brasileira de Matemática)

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Ficha técnica

Produção e reportagem: Ruleandson do Carmo

Sonoplastia e edição de áudio: Luíza Glória