Por Alexandre MOURA (*)
Uso da Inteligência Artificial nas Engenharias
Como tenho escrito, ao longo da “Série” de colunas sobre a utilização de IA (Inteligência Artificial), a IA tem revolucionado várias áreas do conhecimento. E nas Engenharias, em especial, seu impacto é cada vez mais significativo. A capacidade da IA de “processar/trabalhar” grandes volumes de dados, “aprender” padrões e tomar “decisões autônomas”, tem permitido avanços substanciais na otimização de processos, na redução de erros e no aumento da eficiência dos projetos de engenharia, de qualquer vertente. A seguir, uma pequena lista do uso de IA “em algumas engenharias”. Começando com a “Engenharia Elétrica e Eletrônica”. A IA já é amplamente utilizada, por exemplo, em sistemas de Smart Grids (Redes Inteligentes - Redes Elétricas que integram de forma inteligente e dinâmica, as ações de todos os usuários conectados ao sistema de distribuição), “servindo” para monitorar e otimizar, o fornecimento de energia elétrica em tempo real. Algoritmos de aprendizado de máquina são empregados também, para otimizar circuitos e sistemas eletrônicos, aumentando a eficiência e reduzindo o consumo de energia de diversos equipamentos. Em relação a “Engenharia de Software e da Computação”, a IA vem desempenhando um papel central no desenvolvimento de algoritmos inteligentes, na automação de testes de software e na criação de Assistentes Virtuais. “Ferramentas de Codificação” assistidas por IA, aceleram/fazem o desenvolvimento de software, reduzindo a taxa de erros e desta forma, facilitando a criação de sistemas mais robustos.
Uso da Inteligência Artificial nas Engenharias (II)
Na “Engenharia Civil”, a IA é utilizada para “otimizar” projetos estruturais, prever falhas e aprimorar a segurança das construções. Modelos baseados em machine learning analisam dados de materiais, climas e solos, visando projetar estruturas mais seguras e sustentáveis. Além disso, robôs autônomos e drones, por exemplo, auxiliam na inspeção e monitoramento de obras em locais de difícil acesso, reduzindo riscos e custos operacionais. Já na “Engenharia Mecânica”, a IA é empregada no desenvolvimento de sistemas de manutenção preditiva, identificando antecipadamente, falhas em equipamentos. Isso melhora a eficiência dos processos industriais e reduz tempo de parada (como escrevi na coluna sobre o uso de IA na Industria). A IA também, contribui para a modelagem e simulação de projetos mecânicos, permitindo, “visualização”, “testes simulados”, ajustes e otimizações antes da fabricação da peça/produto/maquinário. Na “Engenharia de Produção”, a IA é aplicada na gestão da cadeia de suprimentos, controle de qualidade, automação industrial e na logística de distribuição dos produtos. Sistemas baseados em IA conseguem prever demandas de mercado, otimizar estoques e identificar padrões de defeitos em produtos de forma mais precisa e eficiente, do que os métodos tradicionais.
Uso da Inteligência Artificial nas Engenharias (III)
Na “Engenharia Ambiental”, a IA auxilia na análise e monitoramento de dados climáticos, na otimização do uso de recursos hídricos e na detecção de poluentes. Além disso, a IA tem sido aplicada para otimizar processos de tratamento de efluentes, “captura de carbono” e na reciclagem de materiais. Modelos preditivos também, ajudam a prever impactos ambientais de projetos e a planejar estratégias de sustentabilidade, com maior precisão e rapidez. Na “Engenharia Química” a utilização de IA vem trazendo avanços significativos para a indústria e a pesquisa acadêmica. Seu uso abrange desde o desenvolvimento de novos materiais e processos mais sustentáveis, até a otimização de plantas industriais e a “previsão” de propriedades físico-químicas de substâncias. Uma das principais aplicações da IA na Engenharia Química é a modelagem e simulação de processos. Algoritmos de aprendizado de máquina podem analisar grandes volumes de dados experimentais, identificando padrões e prevendo o comportamento de reações químicas, reduzindo assim, a necessidade de testes laboratoriais demorados e dispendiosos. Redes Neurais Artificiais, por exemplo, são utilizadas para prever “propriedades de misturas complexas” e simular ou otimizar, condições operacionais. Outro campo promissor é a descoberta e o design de novos catalisadores. A IA pode acelerar significativamente, a pesquisa de formulações químicas e composições ideais para determinadas aplicações, reduzindo o tempo de desenvolvimento de novos produtos, a exemplo de fabricação de tintas e colas para aplicações especificas.
Uso da Inteligência Artificial nas Engenharias (IV)
Com relação a “Engenharia de Materiais”, o uso de IA tem sido focado na “descoberta, otimização e caracterização” de novos materiais, com maior velocidade, eficiência e precisão. O uso de algoritmos avançados de aprendizado de máquina tem acelerado significativamente, o desenvolvimento de materiais para diversas aplicações, desde eletrônicos e biomateriais até ligas metálicas e compósitos de alto desempenho para o segmento aeroespacial e militar. Um dos principais benefícios da IA na Engenharia de Materiais é sua capacidade de prever propriedades físico-químicas de novos compostos com base em grandes volumes de dados experimentais e teóricos. Modelos podem analisar interações atômicas e moleculares, permitindo a seleção rápida de materiais com propriedades desejadas, como alta resistência mecânica, condutividade térmica ou resistência à corrosão. A IA também tem sido amplamente utilizada na descoberta de novos materiais através de abordagens computacionais, como a Modelagem Preditiva. Isso tem sido especialmente útil no desenvolvimento de materiais avançados, como supercondutores, baterias e nanomateriais com “propriedades personalizadas”. Além disso, algoritmos de aprendizado profundo, são utilizados para prever o comportamento de materiais em condições extremas e/ou utilização de materiais existentes, em novas aplicações não previstas anteriormente. Como explicitado nos tópicos acima, a IA está “transformando” as Engenharias, proporcionando soluções inovadoras e mais eficientes, para desafios antigos e/ou atuais. No entanto, a implementação da IA exige, evidentemente, planejamento, investimento, “adaptações” tecnológicas/operacionais e a disponibilidade de Engenheiros capacitados nessa tecnologia.
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Engenheiro Eletrônico, Mestrado em Engenharia Elétrica, MBAs em e Comércio Eletrônico e Software Business, pela N.S. University (Estados Unidos), acionista da Light Infocon Tecnologia S/A, Diretor da LightBase Software Público Ltda, Conselheiro-Titular do SEBRAE-PB, Fundador e Membro do Conselho de Administração do SICOOB Paraíba, Ex-Presidente e Diretor da Federação das Associações Comerciais e Empresariais do Estado da Paraíba e Diretor de Relações Internacionais da BRAFIP.