Pesquisadores treinam IA para prever pontos de inflexão climáticos com precisão

Os sinais de alerta precoce de pontos de inflexão são fundamentas para antecipar o colapso de um sistema ou qualquer mudança drástica nele — especialmente o sistema climático da Terra. No entanto, os atuais indicadores não fornecem informações além deste ponto. Por isso, um grupo de pesquisadores da Universidade de Waterloo está desenvolvendo uma inteligência artificial (IA) capaz de detalhar o estado do sistema em questão ao aprender com uma variedade de modelos.

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O ponto de inflexão em um sistema é momento em que não há mais retorno. Por exemplo, se o derretimento do gelo do Ártico atinge seu ponto de inflexão, isso significa que nada mais pode mudar este cenário. O professor de matemática aplicada da Waterloo, Chris Bauch, explicou que “descobrimos que o novo algoritmo foi capaz de não apenas prever os pontos de inflexão com mais precisão do que as abordagens existentes, mas também fornecer informações sobre seu estado além do ponto de inflexão".

Tão importante quanto prever esse ponto é entender o que levou um sistema a este estado. Atualmente, existem pontos de inflexão associados às mudanças climáticas, como o derretimento do Ártico, o colapso das correntes oceânicas ou a perda acelerada do manto de gelo que cobre toda a Terra. A nova abordagem apresentada nesta pesquisa, de acordo com seus autores, consegue aprender as características dos pontos de inflexão em geral, garantindo um perfil mais completo.

Após treinaram a IA com uma variedade de modelos — cerca de 500 mil deles —, os pesquisadores a testaram em pontos de inflexão específicos do “mundo real” em diversos sistemas, incluindo amostras históricas do clima. "Nosso método aprimorado pode levantar bandeiras vermelhas quando estamos perto de um ponto de inflexão perigoso", apontou Timoth Lenton, co-autor do estudo e diretor da Global Systems Institute. Segundo ele, este alerta pode ajudar as sociedades a se adaptarem às mudanças que estão por vir.

O aprendizado profundo das IAs tem proporcionado um grande avanço nos sistemas de reconhecimento e classificação de padrões. Dessa maneira, o sistema passar a detectar tais padrões antes mesmo de o ponto de inflexão ser atingido. Para a pesquisadora Madhur Anand, diretora do Guelph Institute for Environmental Research, o novo algoritmo é um divisor de água na capacidade de antecipar grandes mudanças, especialmente às associadas ao clima global.

Agora a equipe trabalha na etapa seguinte do projeto fornecendo dados das tendências climáticas atuais. A tecnologia pode oferecer certa vantagem à humanidade, mas Anand ressalta que apenas saber não é o suficiente. "É claro que depende da humanidade o que faremos com esse conhecimento. Só espero que essas novas descobertas levem a mudanças positivas e equitativas", acrescentou.

A pesquisa foi publicada no periódico científico Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fonte: Phys.org