A Inteligência Artificial (IA) tem sido o grande destaque deste ano nos prémios Nobel dedicados à Ciência. O Prémio Nobel da Física 2024, revelado no dia 8 de outubro, foi atribuído a John J. Hopfield e a Geoffrey E. Hinton, pelas descobertas na área das redes neuronais artificiais, que permitiram os avanços do machine learning. O Prémio Nobel da Química 2024, anunciado no dia 9 de outubro, foi atribuído à dupla de investigadores Demis Hassabis e John M. Jumper, pelo desenvolvimento de um modelo de Inteligência Artificial capaz de prever estruturas complexas de proteínas, e a David Baker, pelo feito de construir exemplares inteiramente novos destas moléculas.

Uma grande parte da IA que hoje utilizamos deve-se à revolução na tecnologia do machine learning, a aprendizagem automática das máquinas através de redes neuronais artificiais. John J. Hopfield e Geoffrey E. Hinton foram os percursores desta revolução, ao utilizarem técnicas da área da Física para desenvolver as tecnologias utilizadas nas redes neuronais artificiais que processam a informação.

John Hopfield inventou uma rede que utiliza um método para guardar e recriar padrões previamente armazenados. A Hopfield Network opera com nós ligados entre si através de ligações de diferentes intensidades. Estes nós permitem encontrar os padrões armazenados a partir de um input incompleto ou distorcido.

Geoffrey Hinton inventou um método que, com base na rede de John Hopfield, permite encontrar de forma autónoma propriedades nos dados, de forma a realizar tarefas como a identificação de elementos específicos em imagens. Designou-o de Boltzmann Machine.

Estas invenções potencializaram as descobertas realizadas pelos três laureados pelo Prémio Nobel da Química 2024, que se serviram da IA para realizar grandes avanços científicos no estudo das proteínas. As proteínas, construídas a partir de 20 aminoácidos que podem ser combinados de diferentes formas, dobrando-se em estruturas tridimensionais distintas, são um dos principais alvos de estudo da Química desde que, no final da década de 50 do século XX, os investigadores de Cambridge John Kendrew e Max Perutz apresentaram à comunidade científica os seus primeiros modelos tridimensionais, feito que lhes valeu o Prémio Nobel da Química de 1962.

Demis Hassabis e John M. Jumper desenvolveram um modelo de IA para resolver um dos problemas que tem inquietado os químicos desde a apresentação de Kendrew e Perutz: prever as estrutura complexas das proteínas. Fizeram-no utilizando o AlphaFold2, um modelo de IA usado por mais de dois milhões de pessoas, em 190 países. Entre outras aplicações, esta descoberta permitirá criar imagens de enzimas que podem decompor o plástico e compreender melhor a resistência aos antibióticos.

David Baker utilizou a Inteligência Artificial, mais propriamente a técnica do De Novo Protein Design, para levar esta descoberta mais longe, criando proteínas que não existiam anteriormente e que, em muitos casos, têm funções completamente novas. A primeira proteína criada, a Top7, foi uma novidade para os investigadores, pois a sua constituição não existia na natureza: com 93 aminoácidos, a proteína era maior do que qualquer outra produzida anteriormente utilizando este tipo de conceção.

Em comentário a estas premiações, Virgínia Dignum, Alumna de CIÊNCIAS, refere que “aquilo a que estamos a assistir é um triunfo da interdisciplinaridade”. “Os verdadeiros avanços da ciência já não são do domínio de uma única disciplina, mas exigem uma perspetiva alargada e a combinação de diferentes conhecimentos. (…) Talvez seja altura de modernizar o Prémio Nobel para reconhecer que os progressos que importam estão para além da tradicional divisão em disciplinas”, defende a especialista em Inteligência Artificial, Outstanding Alumnus no Dia da CIÊNCIAS de 2024.

Veja os destaques nos média:

• Num artigo de opinião no Público, Luís Correia, docente do Departamento de Informática e investigador no LASIGE, destaca os avanços na área da inteligência artificial no centro dos dois Prémios Nobel – da Física e da Química

• Paulo J. Costa, docente do Departamento de Química e Bioquímica e investigador no BioISI, comenta em artigos do Diário de Notícias e do Observador a importância das descobertas dos laureados com o Nobel da Química