25/06/2015
Um dos maiores desafios do mundo é aproveitar de forma eficiente às fontes existentes de energias renováveis, por exemplo, a geotérmica, energia eólica e energia solar, a tecnologia é fundamental para estabelecer uma adequada conversão dessas energias em elétrica. As usinas geotérmicas utilizam o calor gerado pela própria terra em sua camada interna, a eletricidade obtida pela energia eólica é proveniente de grandes cata ventos ligados a geradores e a energia elétrica proveniente de painéis solares é resultado da conversão de energia realizada pelas células fotovoltaicas.
Na atualidade existe uma ampla gama de equipamentos que utilizam essas fontes renováveis de energia, auxiliando no desenvolvimento sustentável. Entre estes, podemos citar as lixeiras inteligentes usadas na capital da Inglaterra e na universidade de Washington. Além disso, a Apple também utiliza fontes renováveis energia em seu principal datacenter, que tem sua energia gerada por painéis solares, energia eólica e geotérmica. A utilização dessas fontes renováveis de energia é essencial para garantir a preservação do planeta, pois a população mundial vem crescendo mais rápido com o passar do tempo e o meio ambiente precisa de longos períodos para se autocorrigir.
A inteligência artificial tem um papel fundamental para evolução de toda tecnologia presente em nosso planeta, estabelecendo uma conexão com diversas áreas de pesquisa como processamento do conhecimento que envolve modelagem e representação, métodos de inferência, sistemas baseados em conhecimento, aquisição de conhecimento, aprendizado computacional, redes neurais, sistemas e linguagens, arquiteturas especificas processamento de linguagem natural e robótica inteligente consistindo em síntese de voz, percepção, manipulação e planejamento.
Podemos estabelecer uma comparação entre a inteligência artificial e a inteligência convencional, a primeira é não algorítmico, o processamento é simbólico, não determinista é de fácil modificação, já a segunda é algorítmico, o processamento é numérico, determinista e de difícil modificação, os sistemas baseados em conhecimento pode ser dividido em três fases, na primeira tenta-se imitar a capacidade do homem de resolver problemas, buscando reproduzir a capacidade raciocínio e de representação de problemas do homem. A segunda fase começa a partir do reconhecimento da habilidade dedutiva do homem, resultando menos de sua capacidade de raciocínio do que sua habilidade de armazenar experiências anteriores, e adapta-las a novas situações. A terceira fase inicia a partir da percepção de que o conhecimento geral é muito mais extenso e pouco útil para problemas específicos.
Recentemente temos ferramentas comercialmente disponíveis, que são utilizadas de base para muitos sistemas especialistas que estão sendo desenvolvidos, com essas ferramentas a representação do conhecimento e os raciocínios são muito mais flexíveis do que nos primeiros sistemas especialistas criados, tais ferramentas suportam regras, quadros, sistemas de manutenção da verdade e uma série de outros mecanismos de raciocínio, suas primeiras versões ofereciam mecanismos para a representação do conhecimento, raciocínio e explicações, com o passar do tempo foram acrescentada ferramentas para a aquisição de conhecimento.
Atualmente a inteligência artificial está presente em diversas aplicações, por exemplo: programas de computador, aplicativos de segurança para sistemas informacionais, jogos, robôs auxiliares, aparelhos para o reconhecimento de escrita manual e voz, programas de diagnósticos médicos e etc. Com a grande abrangência suas ramificações se expandem para áreas específicas, no caso de robôs alguns estudam apenas a parte motora e outros a fala com o objetivo de criar equipamentos capazes de se locomover, falar e entender a língua a seus significados, aplicando esses conceitos a técnicas empregadas em um sistema de desenvolvimento sustentável é possível criar fortes instrumentos para auxiliar nos cuidados com o planeta.
Os sistemas especialistas são resultados da colaboração de especialistas humanos na área de domínio, seu conhecimento é convertido em um sistema computacional que terá como função diagnosticar com base nesse conhecimento, muitas vezes o conhecimento desse tipo de sistema é resultado do conjunto de dados coletado de uma série de especialistas humanos em diversas áreas. Sendo assim, podemos criar máquinas capazes de ajudar os seres humanos a cuidar do planeta, estas seriam inteligentes podendo aprender, melhorar e reproduzir os processos no meio em que está inserida.
Em junho de 1972 foi realizada a conferência das Nações Unidas sobre o meio ambiente e em pauta estava o fato que a ação humana esta causando séria degradação da natureza, contribuindo para aumentar os riscos da nossa própria sobrevivência, a visão dessa conferência regia que o homem era o centro de toda a atividade realizada no planeta, desprezando o fato da espécie humana ser integrante da cadeia ecológica que rege a vida na terra, um ponto marcante desse encontro foi o embate entre as perspectivas dos países desenvolvidos e as dos países em desenvolvimento, os países em desenvolvimento apoiavam a ideia de que era preciso primeiro crescer industrialmente para depois preocupar-se com o combate a poluição, já os países desenvolvidos estavam preocupados com os efeitos da devastação ambiental (ABREU, 2010).
Em função disso propuseram um programa internacional voltado à conservação dos recursos naturais e genéticos do planeta, indagando que as medidas preventivas teriam que ser encontradas o mais rápido possível para evitar um grande desastre (ABREU, 2010). A discussão sobre a complexidade ambiental é consequência da ação humana sobre a natureza que nos remete ao cenário destrutivo empregado pela sociedade, a falta de consciência ao longo de anos de progresso econômico gerou um quadro crítico que em alguns anos poderá se tornar irreversível, a mudança de comportamento para uma visão sustentável é essencial, caso contrário às reservas naturais do planeta se extinguirá, podendo chegar a um ponto em que o planeta se tornará insustentável a vida, a analise relacionada às práticas sociais esta diretamente ligada à destruição permanente do meio ambiente e do seu ecossistema, e envolve a reeducação da sociedade para um consumo sustentável (JACOBI, 2003).
A ideia errada de grande parte da população é que a sustentabilidade está ligada apenas às emissões de gases para a atmosfera como exemplo, o gás carbônico, e que este é o único perigo o qual o planeta está exposto, na verdade este é o principal problema, mas não é o único. Este foi o tema discutido em meados de dezembro de 2009 em Copenhague que não acabou bem, pois os países mais desenvolvidos se eximiram de compromissos pelas emissões de gases por muitos anos, o que elevou o efeito estufa, e tentaram passar parte da responsabilidade para os países em desenvolvimento, o desenvolvimento sustentável não se restringe apenas a uma ação, é importante se ter conhecimento de qual procedimento adotar para diminuir as emissões de gases que ocasionam o efeito estufa, se realizarmos apenas ações no sentido de reduzir as emissões dos gases estufa, o planeta poderá ser alterado de tal forma que, possivelmente, várias espécies de animais e plantas como as conhecemos não existirão mais, esse contexto, esta ligado a um conjunto de paradigmas para o uso dos recursos que visam atender as necessidades humanas, a questão ambiental ligada à água, ar, solo, florestas e oceanos (TORRESI, 2010).
Tudo que está a nossa volta necessita de uma grande atenção para que continue existindo. A conservação do meio ambiente deve ser ligada a uma política de desenvolvimento do país, mas é importante enfatizar que ela não pode ser uma pessoa ou um governo, o meio ambiente deve ser preservado por todos, os cidadãos devem permanentemente cuidar dos perigos das ações mais inocentes que são realizadas no meio ambiente. A realização de ações sustentáveis engloba atos e ações simples como ir a um supermercado, o uso consciente de água nas casas, a manipulação adequada do lixo etc., mas deve envolver também atitudes radicais quanto ao consumismo exagerado, então, esse tipo de desenvolvimento passa por diversos fatores, porém todos devem direcionar para a preservação do meio ambiente (TORRESI, 2010).
A alteração no meio ambiente decorrente do processo de urbanização vem ocorrendo em escala global, a taxas incompatíveis com a capacidade de suporte dos ecossistemas naturais, levando ao esgotamento dos recursos naturais e poluição do meio ambiente, vários estudos apresentam as modificações ambientais, impostas pelos padrões de consumo e de produção das sociedades, mudaram significativamente os ambientes naturais, poluindo o meio ambiente físico, consumindo recursos naturais sem critérios adequados, aumentando o risco de exposição a doenças e aumentando negativamente a qualidade de vida da população, um ecossistema é definido segundo Odum (1988) como um conjunto de fatores bióticos e abióticos (PHILIPPI e MALHEIROS, 2014).
Os seres bióticos são capazes de fixar energia luminosa e produzir alimentos a partir de substâncias inorgânicas; componente heterotrófica que utiliza e rearranja e decompõe os materiais complexos sintetizados pela componente autotrófica os abióticos são elementos básicos e compostos do meio; fatores ausentes da presença de seres vivos, como temperatura, luz, agua entre outros, onde ocorre uma interação entre os organismos vivos e o ambiente físico, com a formação de um fluxo de energia e uma ciclagem de materiais entre as parte vivas e inanimadas. Em um ecossistema primitivo as atividades antrópicas exerce praticamente nenhuma alteração nas características naturais do ecossistema. Isso acontece em função de aspectos, como a relação da área total desse ecossistema considerado e a dimensão relativamente pequena da área de atividades humanas (PHILIPPI e MALHEIROS, 2014).
O ecossistema humano pode ser definido como aquela onde as alterações ocorridas foram mais significativas, mostrando características bastante alteradas em relação aos ambientes anteriores. As principais características dos ambientes urbanos são: alta densidade demográfica; relação desproporcional entre ambientes construídos e ambiente natural; importação de energia para manter o sistema em funcionamento; elevado volume de resíduos; mudança significativa da diversidade biológica nativa, com retirada das florestas, importação de espécies vegetais e animais; desbalanceamento dos principais ciclos biogeoquímicos, como ciclo das águas do carbono, do nitrogênio e do fósforo; impermeabilização do solo e alteração de cursos de água, a poluição atmosférica e á características microclimáticas ligadas ao ambiente urbano e natural tem uma relação com um maior risco de agravo a saúde e a qualidade de vida (PHILIPPI e MALHEIROS, 2014).
Torna-se essencial, nesse sentido, compreender o papel dos padrões de consumo e de produção no processo de modificação ambiental e de consumo de recursos naturais, um padrão de consumo pode ser classificado pela qualidade e quantidade de utilização de recursos naturais para produção de bens de consumo e atendimento a demanda da sociedade para alimentação, moradia, transporte, lazer e outros. O padrão de produção é a forma de exploração e transformação dos recursos naturais para atendimento às necessidades humanas. O que se observa, então, é que desenvolvimento tecnológico possibilitou maior disponibilidade e controle da energia, ampliando o potencial das alterações ambientais, ultrapassando a capacidade de auto recuperação dos sistemas naturais (PHILIPPI e MALHEIROS, 2014).
No passado o fator limitante no consumo de recursos naturais era primordialmente uma questão energética, em termos de capacidade de intervenção, o que ocorre na atualidade é que o fator limitante é a quantidade disponível de determinados recursos naturais, por exemplo, a exploração dos recursos florestais, como a madeira, está condicionada a fatores de disponibilidade, e não a aspectos de capacidade tecnológica de exploração e beneficiamento, dentro desse enfoque, é importante para a questão ambiental o reconhecimento de marcos na história da civilização, pois são períodos de grandes alterações nos padrões de consumo e de produção, a descoberta do fogo, a prática da agricultura, a domesticação dos animais, o transporte pelas águas, à revolução industrial e a era da informática são alguns exemplos (PHILIPPI e MALHEIROS, 2014).
O aumento da população mundial observado no ultimo século, quando associado ao pico na taxa de consumo de recursos naturais e ao processo acelerado de urbanização, principalmente em países em desenvolvimento, resultou no aumento dos índices de poluição urbana, com modificações ambientais de ordem global, como o aceleramento do efeito estufa, redução da camada de ozônio e redução significativa de biodiversidade. Ao final do século XX, as alterações sociais acompanharam os processos de transformação tecnológica e econômica, e a questão da conscientização ambiental também ganhou importância e espaço nesse processo, permeando as instituições da sociedade e com apelo politico crescente (PHILIPPI e MALHEIROS, 2014).
Com base no estudo acima podemos observar a complexidade do meio ambiente e destacar a importância de um detalhado planejamento para implantação de um novo ecossistema, a urbanização vem sofrendo um crescimento exponencial e os recursos naturais do planeta estão se esgotando, com a industrialização podemos produzir suprimentos em larga escala para atender as necessidades da população, porem os resíduos resultantes desse processo vem prejudicando o planeta, acarretando desequilíbrios climáticos devastadores afetando os demais seres vivos inseridos no meio ambiente. É de longa data que as nações conhecem as consequências do uso sem controle dos recursos naturais do planeta e está estabelecendo politicas para o controle e preservação ambiental, o fato é que cada pessoa é responsável por cuidar do planeta e não apenas o governo.
Nosso planeta possui um sistema complexo e em constante evolução na natureza, a energia que chega até o planeta é captada, armazenada e utilizada em cada processo, sendo assim tudo que observamos a nossa volta apresenta uma energia em constante transformação, a terra é bombardeada por uma série de radiações vindas do espaço, a mais evidente é a radiação vinda do sol, recebemos também radiação de outros planetas e estrelas da galáxia, e toda essa energia esta disponível para ser usada conforme nossas necessidades, a raça humana ainda não possui o domínio completo de toda essa energia que chega até o planeta, e para chegar a esse nível vamos precisar de mais alguns anos de aprimoramento intelectual e tecnológico. Durante anos de evolução formou-se um sistema complexo entre os elementos da natureza que utilizam a energia disponível, cada um a sua maneira (BURATTINI, 2008).
A água em estado líquido evapora ao captar energia do sol, e os vegetais crescem sob a luz solar, já os animais ao se alimentarem dos vegetais estão utilizando a energia armazenada neles, todos esses processos são transformações de energia, a energia captada pelo planeta não pode ser vista, mas sabemos que ela existe ao observar os objetos atingidos por ela, o que nós vemos é energia invisível sendo transformado em energia visível, outro exemplo que podemos citar é uma fogueira, não vimos à energia captada pela árvore ao longo de sua vida, mas ao queima-la vemos a transformação da energia captada na forma de luz e calor, o sol é uma dessas fontes de energia considerada uma grande usina de fusão nuclear, que no seu interior funde átomos de hidrogênio gerando o hélio, os fótons emitidos pelo sol demoram cerca de oito minutos para chegar até a terra (BURATTINI, 2008).
O sol fornece luz e calor, mas isso não é tudo, essa energia pode ser convertida em outras, estas aplicáveis a diversas atividades cotidianas. Talvez a forma de energia mais usada atualmente seja a elétrica, que contém diversas utilidades como iluminar nossas casas e ruas à noite, ser convertido em energia mecânica para mover motores e viabilizar o transporte, e outras diversas aplicações, o sol libera energia em todas as direções do espaço e apenas uma pequena parcela chega até nosso planeta, sendo esta responsável pelo ciclo das águas e do vento, além do crescimento dos vegetais e dos animais, a uma distância de 150 milhões de quilômetros da terra, o sol é a fonte de quase toda a energia do planeta, além de ser uma fonte de energia limpa e disponível a todos (BURATTINI, 2008).
Para gerar eletricidade a partir dos raios solares é necessário utilizar painéis fotovoltaicos e outros equipamentos convencionais que transformam ou armazenam a energia elétrica para que possa ser utilizada convenientemente. Os painéis correspondem ao um conjunto de módulos, formados por células fotovoltaicas, as quais incidem os raios solares desenvolvem entre seus terminais uma diferença de potencial elétrico que aplicada a uma carga qualquer resultará em circulação de corrente continua, além dos módulos fotovoltaicos que formam o painel solar, os principais constituintes do sistema fotovoltaico são o regulador de tensão, o sistema de armazenamento de energia e o inversor de corrente continua para corrente alternada, necessário quanto o sistema for usado para alimentar cargas em corrente alternada ou conectadas a rede. (REIS e CUNHA, 2006).
O vento é uma consequência da energia que atinge a terra vinda do espaço, ao ser atingido o ar é aquecido provocando uma diferença de temperatura, junto com isso uma diferença de pressão, o ar aquecido se dilata e tende a subir, já o ar das regiões mais frias se contraem e tende a ocupar as regiões mais baixas, o resultado disso é a circulação das massas de ar dando origem aos ventos, esse movimento do ar pode ser convertido em energia elétrica ao se instalarem usinas eólicas em regiões propícias ao vento (BURATTINI, 2008). A rotação da terra influencia nas variações sazonais do vento, na sua intensidade e direção e pela topografia local, a medida da direção e intensidade dos ventos é realizada com aparelhos específicos denominados anemômetros (REIS e CUNHA, 2006).
Os países desenvolvidos estão utilizando em larga escala as turbinas eólicas no âmbito da denominada geração distribuída, correspondente as centrais de pequeno e médio porte, conectadas ao sistema de tensão da rede de distribuição, a Dinamarca, Suécia, Reino unido e Alemanha são os principais utilizados desse tipo de tecnologia. Além do impacto na paisagem, questões como o uso da terra, proteção das aves e a diminuição da poluição sonora podem exercer um papel importante na aceitação da energia eólica, os consumidores que utilizam as turbinas eólicas tende a aumentar a aceitação dos impactos paisagísticos, porém o nível de importância dessas questões varia de pais para pais, dependendo da topografia, das densidades dos usos da terra nas áreas atrativas para instalação de turbinas eólicas e da conscientização ambiental e organização social da população (REIS e CUNHA, 2006).
Para produzir eletricidade a partir de uma central hidroelétrica dependemos entre outros fatores da vazão de água efetivamente usada para produzir a energia mecânica que acionará o gerador elétrico, essa vazão é medida em metros cúbicos por segundo, é denominado vazão turbinada, pois a água correspondente é que aciona a turbina que transmite energia mecânica ao eixo do gerador, logo a turbina hidráulica realiza a transformação de energia hidráulica em mecânica e seu funcionamento é relativamente simples: é o mesmo principio da roda d água que movimentada pela água faz girar um eixo mecânico. O gerador elétrico tem seu rotor acionado por acoplamento mecânico com a turbina e transforma a energia mecânica em elétrica em função das interações eletromagnéticas ocorridas no seu interior (REIS e CUNHA, 2006).
A energia potencial armazenada ao se construir uma represa pode ser convertida em energia elétrica ao ser liberada a água em turbinas, um núcleo magnético gira sob uma bobina, uma diferença de potencial elétrico é criada e temos uma corrente elétrica, a maior parte da energia consumida no planeta é proveniente de hidroelétricas, o restante da energia é oriundo de usinas termoelétricas, nucleares e movidas a carvão, o problema das usinas nucleares está nos resíduos radioativos, que ainda não se descobriu uma forma de reaproveitar, sendo assim é preciso armazena-lo, já as usinas de carvão liberam na atmosfera o dióxido de carbono um dos responsáveis pelo efeito estufa, essas duas formas de obtenção de energia além de finitas podem causar sérios danos ao meio ambiente (BURATTINI, 2008).
O potencial hídrico de algumas regiões permite gerar uma energia limpa e acessível, com o calor proveniente do centro da terra criaram-se as geotérmicas que também é outra de forma de se gerar eletricidade sem prejudicar o meio ambiente. As possibilidades de geração de energia são várias, a escolha de qual usar dependerá dos recursos disponíveis em cada região, mas a escolha por uma fonte de energia limpa pode ser feita em qualquer caso, existe ainda outras formas de energia limpa que ainda foram pouco exploradas, mas nos próximos anos com a escassez dos combustíveis fosseis os humanos serão obrigados a optar por fontes de energia alternativa e renováveis (BURATTINI, 2008).
O tópico energia renovável apresenta uma série de alternativas para resolver problemas relacionados crise energética, talvez o mais amplo deles seja a energia eólica e a energia solar uma vez que na maioria das regiões do planeta temos a incidência de raios solares e a circulação de correntes de ar, as fontes de energia hídrica e geotérmica dependem de regiões especificas para tal atividade, sendo necessário represar grandes rios para construção de usinas hidroelétricas e de atividade vulcânica para aquecer a água e transforma-la em vapor para movimentar turbinas instaladas nas usinas geotérmicas. As fontes de combustíveis fósseis não são inesgotáveis, faz se necessário à migração gradativa para fontes renováveis, diminuindo a emissão de gases que agravam o efeito estufa e o lixo radioativo oriundo das usinas nucleares, dessa forma podemos oferecer uma melhor qualidade de vida para população.
Os resíduos sólidos acarretam sérios riscos à saúde, o tratamento incorreto do lixo residencial pode provocar aparecimento de mosquitos transmissores de doenças e contaminar o solo e os reservatórios de águas naturais, o lixo tóxico também representa uma grave ameaça ao meio ambiente, pois seu armazenamento incorreto pode implicar um alto riso de contaminação do solo e da água, representando risco à população e aos animais. Quando o lixo é incinerado, deve se ter uma preocupação com os efluentes aéreos, que podem ser devidamente filtrados e tradados antes da sua liberação atmosférica, uma politica correta de coleta e tratamento do lixo pode evitar esses tipos de problemas, sendo, portanto uma forma de garantir a absorção do crescimento do lixo sem danos significativos ao meio ambiente (REIS e CUNHA, 2006).
A ideia de controle de resíduos sólidos atinge as atividades relacionadas à tomada de deliberações estratégicas e à organização do setor para esse fim, envolvendo instituições, políticas, instrumentos e meios, o gerenciamento de resíduos sólidos refere-se aos aspectos tecnológicos e operacionais da situação compreendidos fatores administrativos, gerenciais, econômicos, ambientais e de atividade: produtividade e qualidade, por exemplo, e relaciona-se a prevenção, redução, segregação, reaproveitamento, acomodação, coleta, transporte, tratamento, recuperação de energia e destinação final de resíduos sólidos (FERRANTE, 2006). O lixo eletroeletrônico é composto, especialmente, de ferro, plástico, metais não ferrosos, vidro e madeira, as placas de circuito existem praticamente em todos os equipamentos da indústria de eletroeletrônicos, e são componentes dos computadores e podem ser reaproveitadas em outras atividades da indústria (REIS DE OLIVEIRA, 2012).
Desde a revolução industrial, em meados do século XVIII e com o aparecimento da máquina a vapor inventada pelo inglês James Watt, iniciou-se o uso intensivo de combustíveis, mudando da utilização da biomassa para o carvão mineral, ocasionou o incremento do uso de processos industriais, com a introdução da máquina de fiar e tecer, que substituiu parte da mão de obra, e o desenvolvimento do trem e do navio a vapor. Com a descoberta do petróleo a partir do século XIX foi dado um novo impulso na capacidade energética, e finalmente, no fim do século XX o uso econômico do gás natural. Com isso os problemas relacionados a poluição atmosférica passou a sentido de forma acentuada quando as pessoas começaram a viver em assentamentos urbanos (ASSUNÇÃO e MALHEIROS, 2014).
Nos últimos anos ás inovações tecnológicas merecem destaque como agentes poluidores os processos industriais, a metalúrgica e o automóvel, a poluição do ar é um problema mundial, pois acarreta a concentração de poluentes na atmosfera e ultrapassa o limite da capacidade de autodepuração desse eco sistema, ocasionando a preocupação com a redução da camada de ozônio e as mudanças climáticas. Como resultado dos atuais padrões de consumo e de vida, houve um aumento do tempo de permanência das pessoas em interiores, residências e local de trabalho, bem como maior permanência em meios de transportes, principalmente em situações de congestionamento, tornando importante considerar a quantidade de poluentes respirados nesses ambientes fechados e não apenas ao ar livre (ASSUNÇÃO e MALHEIROS, 2014).
Para chegar aos níveis adequados de qualidade do ar, é preciso atuar no sentido de eliminar ou minimizar a geração de resíduos, desenvolver e aplicar procedimento de tratamento e de disposição dos resíduos gerados e desconcentrar os grupos humanos e suas atividades econômicas poluidoras, de forma a conseguir tempo e espaço para autodepuração. Os efeitos da poluição no ar se caracterizam tanto pela alteração de condições consideradas normais como pelo aumento dos problemas já existentes, podem ocorrer no âmbito local, regional e global. Os problemas se manifestam na saúde, no bem estar da população, na vegetação e na fauna, sobre os materiais, as propriedades da atmosfera, passando pela redução da visibilidade; alterando a acidez da água da chuva e o aumento da temperatura da terra (ASSUNÇÃO e MALHEIROS, 2014).
Os estudos dos poluentes atmosféricos permite uma visão analítica às diversas atividades humanas, favorecendo a compreensão da pressão que a ação antrópica associada a fatores naturais, exerce sobre a qualidade ambiental, fortalecendo o papel do monitoramento da qualidade ambiental e impactos na saúde publica para estabelecer politicas integradas, como exemplo, o excesso de morbidade associado ao aumento da concentração de determinados poluentes sobrecarrega os serviços de saúde e os custos associados, diminuindo a expectativa de vida da população mais suscetível, privando indivíduos e família de direitos fundamentais: vida e saúde, os episódios agudos de poluição do ar principalmente no século XX constitui uma ameaça grave a saúde publica (ASSUNÇÃO e MALHEIROS, 2014).
Existem diversas fontes de poluição do ar, equipamento, sistemas, máquinas, empreendimento etc. que possa liberar ou emitir matéria ou energia para a atmosfera, de forma a torna-la poluída. Essas fontes podem ser subdivididas em fixas e moveis. As emissões para atmosfera podem vir de ações naturais e de ações antrópicas, ou seja, pela ação do homem. As emissões naturais provem de erupções vulcânicas que lançam partículas e gases para a atmosfera, como os compostos de enxofre, decomposição de vegetais e animais, ação do vento causando suspensão de poeira do solo e de areia, ação biológica de microrganismos no solo, formação de metano, aerossóis marinhos, descargas elétricas na atmosfera, dando origem ao ozônio, incêndios florestais naturais que lançam grandes quantidades de matéria particulada e outros processos naturais, como reações na atmosfera entre substancias de origem natural (ASSUNÇÃO e MALHEIROS, 2014).
Medidas de prevenção e correção devem ser tomadas para atingir o desenvolvimento sustentável, a busca de soluções para o problema da poluição do ar deve começar pela prevenção, significa evitar a geração de poluentes, com a utilização de processos industriais mais limpos, combustíveis menos poluentes, formas de redução de consumo de produtos poluidores e de energia, enquanto controlar se refere a medidas de tratamento da emissão de poluentes. É de ciência que poluição significa perda de matéria-prima ou de energia, por exemplo, uma caldeira que emite fumaça preta está trabalhando com eficiência baixa, desperdiçando combustível e ao mesmo tempo, lançando mais poluentes no ar, que visualmente observa-se pela fumaça preta saindo das chaminés, além de monóxido de carbono, hidrocarboneto e outros (ASSUNÇÃO e MALHEIROS, 2014).
Um automóvel desregulado emite mais poluente e, ao mesmo tempo consome mais combustível, sendo assim, prevenir e controlar a poluição, em ultima analise, significa reduzir perdas de combustível e de matérias-primas, logo é prevenindo que a população pode ajudar mais intensamente, reduzindo o uso de veículos particulares, privilegiando o transporte coletivo, que, por seu turno, deve ser do tipo menos poluente, estar mais disponível e confortável para que a população possa ficar satisfeita ao utiliza-lo, menor produção de lixo pela população e o uso de eletrodomésticos e lâmpadas mais eficientes em termos de consumo de energia, são medidas de grande importância. É necessária a atuação consciente e ambientalmente correta da população (ASSUNÇÃO e MALHEIROS, 2014).
A gestão ambiental ligada aos recursos hídricos relaciona duas dimensões significativas: uma referente à quantidade água e outra relacionada com sua qualidade, nesse sentido, convém observar que os elementos químicos se deslocam na natureza pelo ar, pelo solo e pela água, e assim estabelecem caminhos cíclicos, a manutenção desses caminhos é básica para o equilíbrio do ecossistema, tais caminhos cíclicos são denominados ciclos biogeoquímicos, entre os mais importantes ciclos estão o do nitrogênio, do fosforo, do carbono e da água, o caminho que a agua faz na natureza é o ciclo hidrológico, sendo este o grande veiculo de transporte e de relações entre os demais ciclos descritos, logo a hidrologia é a ciência que estuda o comportamento, a ocorrência e a distribuição de água na natureza (BASSOI, 2014).
A agua é um recurso natural essencial, seja como componente de seres vivos ou como meio de vida de várias espécies de vegetais e animais, seja como elemento representativo de valores sociais e culturais, seja como fator de produção de bens de consumo agrícola, cerca de 60% do peso dos seres humanos é composto por água, nas plantas atinge 90% em certos animais aquáticos esse percentual chega a 98%, com fator de consumo nas atividades humanas, a agua estabelece um papel fundamental. Como fator de produção de bens, a grande utilização na indústria e claramente na agricultura é um exemplo da importância desse recurso natural, em termos globais as fontes de água são abundantes, no entanto quase sempre mal distribuídas na superfície da terra, a agua é a substancia mais abundante no planeta (BASSOI, 2014).
Esse recurso se encontra em seus estados líquidos, sólidos e gasosos pelos oceanos, rios e lagos, nas calotas polares, no ar e no subsolo, a água é o elemento mais importante para a sobrevivência da espécie humana bem como de toda a vida na terra. A água dos oceanos representa aproximadamente 96% do total disponível na terra, se somado as águas salgadas subterrâneas e a de lagos de água salgada, totaliza 98% da água do planeta, inicialmente indisponível para diversos usos. Da água doce restante, aproximadamente 2% do total, cerca de 70% está na forma de gelo e na atmosfera e 30% está distribuída nas águas subterrâneas, a maior parte em grandes profundidades e, portanto, inacessíveis e nas águas superficiais, isso significa que o estoque de água doce do planeta e que de alguma forma pode estar disponível para o uso do homem é de aproximadamente 0,3% (BASSOI, 2014).
A poluição das águas conceitualmente deve associar o uso à qualidade, assim pode-se definir poluição das águas, de uma forma bastante simples, mas abrangente, como qualquer alteração das duas características físicas, químicas ou biológicas que prejudique um mais de seus usos preestabelecidos, isso se deve ao fato de que toda água disponível, para ser utilizada, deve estar associada a usos atuais ou futuros, os quais deverão estar compatíveis com a sua qualidade, também atual ou futura o abastecimento público é considerado o uso mais nobre desse recurso, é considerado água para beber, higiene pessoal, limpeza de utensílios, lavagem de roupas, lavagem de roupas, pisos e banheiros, cozimento de alimentos, irrigação de jardins, combate a incêndio e etc. Em percentual a água para abastecimento público está entre 8% e 13% (BASSOI, 2014).
Na indústria a água é utilizada em várias situações, para fabricação de seus produtos: lavagem de matérias-primas, caldeiras para a produção de vapor, refrigeração de equipamentos, lavagem de equipamento e pisos nas áreas de produção, composição dos produtos, reações químicas, higiene dos funcionários e combate a incêndios, entre outros usos, para cada situação a agua deve atender a padrões mínimos de qualidade, de forma a atender as exigências, em termos percentuais países de alta renda tem, no uso industrial, o percentual de até 60% de água utilizada, nos países de baixa e média renda esse percentual é de 10%, nos setores agropastoris as águas utilizadas para sanar a sede dos animais e para irrigação, desde hortaliças até grandes áreas e lavouras de porte onde são consumidas grandes quantidade de água (BASSOI, 2014).
A preservação da fauna e da flora está intimamente ligada à qualidade da água, os vários parâmetros utilizados para classificar as águas dentro dos seus diversos usos têm seus valores muito rígidos para garantir a vida aquática, desde os micro-organismos até os peixes, aves e outros animais. Para determinados parâmetros, como o mercúrio e cádmio, os limites admissíveis para a preservação da vida aquática são restritivos do que aqueles relativos ao padrão de potabilidade da água, dessa forma as alterações da qualidade das águas, principalmente as provocadas pela ação do homem, precisam ser cuidadosamente avaliadas e as medidas preventivas devem ser tomadas, de modo a não interferir de forma prejudicial na via aquática (BASSOI, 2014).
As principais fontes de poluição das águas são agrupadas da seguinte forma: poluição natural, poluição devida aos esgotos domésticos, poluição devida aos efluentes industriais e poluição devida a drenagem de áreas agrícolas e urbanas, essa fontes estão ligadas ao tipo de ocupação do solo, cada uma delas possui características próprias quanto aos poluentes, já a grande diversidade de indústrias, com os tipos de matérias-primas e processos industriais utilizados, faz com que haja uma variabilidade mais intensa nos contaminantes lançados aos corpos de água, o campo da engenharia sanitária tem evoluído rapidamente no desenvolvimento de métodos para o tratamento de águas poluídas (BASSOI, 2014).
O processo de tratamento de águas poluídas é constituído por uma série de operações e processos que são empregados para remoção de substancias indesejáveis da água ou para sua transformação em outras formas aceitáveis existem três grupos distintos para o tratamento da água, processos físicos, processos químicos e processos biológicos. A remoção de substâncias indesejáveis de uma água poluída envolve a mudança de sua característica física, química e biológica, a utilização de qualquer um desses processos poderá concorrer para essas alterações, basicamente o processo físico é utilizado para separar sólidos suspensos na água, no processo químico é necessário à utilização de produtos químicos para aumentar a eficácia na remoção de elementos, o processo biológico depende de micro-organismos para realizar a transformação da matéria orgânica (BASSOI, 2014).
O solo como recurso natural limitado é considerado parte importante do meio ambiente, a alteração de sua qualidade natural pode comprometer seu uso atual e futuro e provocar impactos econômicos, sociais, ambientais e a saúde humana, segundo dicionário Aurélio, solo é porção da superfície da terra terreno, chão parte inconsolidada do manto intemperismo e que contém matérias orgânicas e vida bacteriana que possibilitam o desenvolvimento das plantas, está sujeito á ação do clima, incluindo todos os líquidos, minerais, gases, micro-organismos e constituidores orgânicos presentes, logo o solo é o principal suporte a vida e o bem-estar, constituindo-se em um recurso natural vital. A constituição do solo é uma mistura heterogenia de minerais, matéria orgânica, água, ar e a biota, esses materiais variam quanto a forma, tipologia, distribuição e ocorrências (GÜNTHER, 2014).
O solo desempenha diversas funções, entre elas se destacam, substrato essencial à vida terrestre, elemento de fixação e nutrição da vida vegetal, substrato essencial para produção de alimentos e matérias-primas, fundação para edificação, estradas e outras obras de engenharia, recurso mineral, utilizado no setor de construção civil e na manufatura de diversos produtos, maior reservatório natural de água doce e elementos de armazenamento de água para diversos fins, elemento de armazenamento de combustíveis fosseis, receptor de resíduos, fator de controle de ciclo de elementos e energia dos ecossistemas. Cada uma dessas funções provoca mudanças no ambiente, podendo modificar sua topologia, remover a camada vegetal, torna-lo propicio a erosão ou introduzir elementos não naturais denominados poluentes (GÜNTHER, 2014).
A preocupação da poluição do solo está ligada ao fato de que uma vez degradado ou contaminado, as consequências ambientais, sanitárias, econômicas sociais e politicas poderão limitar ou até inviabilizar seu uso posterior, assim a preocupação com a sua preservação, proteção e controle tem sido ampliada nas ultimas décadas, período em que eventos de áreas contaminadas passaram a ser detectado, o solo é utilizado como receptor de substancias resultante das atividades humanas, principalmente para deposição final dos resíduos, a revolução industrial trousse consigo processo de transformação em larga escala com o emprego da tecnologia, e contribuiu significativamente com o incremento do consumo e com a consequente geração de resíduos sólidos (GÜNTHER, 2014).
A poluição do solo pode ser natural ou artificial, na natural temos erosão, desastres naturais (inundações, terremotos, maremotos, vendavais), atividade vulcânica áreas com elementos inorgânicos, principalmente metais ou com irrigação natural, entre os fatores naturais a erosão é o mais comum e pode ser evitada ou minimizada. Já a artificial pode ocorrer pela urbanização e ocupação do solo, atividades agropastoris, ligadas a agricultura e pecuária, atividade de mineração, armazenamento de produtos e resíduos, principalmente os perigosos, acidentes no transporte de cargas perigosas, lançamento de águas residuárias (esgotos sanitários e efluentes industriais), disposição de resíduos sólidos de origem domiciliar, limpeza urbana, serviço de saúde, resíduos especiais e industriais (GÜNTHER, 2014).
O controle da poluição do solo compreende medidas preventivas e medidas corretivas, as medidas preventivas devem ser empreendidas antes da ocorrência do evento de poluição, para reduzir seus riscos, são práticas que envolvem a escolha de áreas adequadas, do ponto de vista ambiental e sanitário, para instalação de empreendimentos, e a identificação de técnicas e procedimentos mais apropriados para o desenvolvimento das atividades, a escolha da área deve considerar os aspectos como: o regulamento de uso e ocupação do solo na região, a legislação sobre áreas de proteção ambiental, a topografia, tipo de solo e vegetação, risco de ocorrência de inundação, características do subsolo, proximidade de recursos hídricos e proximidades de núcleos residenciais, as tecnologias limpas e os processos de reuso de resíduos merecem destaque (GÜNTHER, 2014).
O tópico de tratamento do lixo apresentou várias situações ligadas à poluição atmosférica, da água e do solo mostrando que estabelecem uma forte ligação entre si, logo não é possível isolar apenas um recurso, é preciso enxergar o sistema em sua totalidade, foi possível constatar que a poluição em qualquer aspecto afeta todo o sistema, sendo necessário empregar técnicas para a adequada descontaminação para cada tipo de recurso natural, as técnicas utilizas muitas vezes exigem um grande esforço, sendo assim a melhor maneira de preserva o meio ambiente é adotar uma politica sustentável, a reciclagem do lixo, a opção por veículos automotores que usam como fontes de energia com recursos renováveis, a redução do consumo econômico e o correto destino aos resíduos que precisam de tratamento para evitar que polua o meio ambiente.
A inteligência artificial (IA) pode ser definida com o ramo da ciência da computação que se ocupa da automação do comportamento inteligente, entretanto, essa definição sofre com o fato de que a própria inteligência não é muito bem definida ou compreendida, a grande maioria das pessoas está certa de que reconhece o comportamento inteligente quanto o vê, não é certo que alguém posa chegar perto e definir a inteligência de um modo que seria especifico o suficiente para ajudar na avaliação de um programa de computador supostamente inteligente, enquanto ainda captura a vitalidade e complexidade da mente humana. Como proposito da tarefa de criar uma inteligência genérica, os pesquisadores da IA normalmente assumem o papel dos engenheiros ao moldarem artefatos inteligentes específicos (LUGER, 2013).
Prometeu fala dos frutos de sua transgressão contra os deuses do olimpo: sua finalidade não foi simplesmente roubar o fogo para a raça humana, mas também iluminar a humanidade através do dom da inteligência ou intelecto, essa inteligência forma a base para toda a tecnologia humana e em ultima instância toda a civilização humana. O trabalho de Ésquilo, o dramaturgo grego clássico, ilustra uma consciência profunda e antiga do extraordinário poder do conhecimento. A inteligência artificial, em seu interesse muito direto no dom de prometeu, tem sido aplicada a todas as áreas de seu legado, medicina, psicologia, biologia, astronomia, geologia e a muitas áreas de empreendimento cientifico (LUGER, 2013).
A partir do momento que o pensamento começou a ser considerado como uma forma de calculo, sua formalização e eventual mecanização formam as etapas seguintes: elaborado o sistema de lógica formal, proposto uma máquina para automatizar suas tarefas. Além disso, as etapas e os estágios dessa solução mecânica podem ser representados como movimentos pelos estados de uma árvore de grafo, com a formalização da teoria dos grafos foi possível a busca no espaço de estados, uma ferramenta conceitual importante da inteligência artificial, logo podemos usar grafos para modelar a estrutura mais profunda de um problema. O nos de um grafo de espaço de estados representam estágios possíveis da solução de um problema, os arcos do grafo representam inferências, movimento em um jogo ou outros passos na solução do problema, resolver o problema é um processo de buscar, no grafo espaço de estado. (LUGER, 2013).
O matemático britânico Alan Turing foi um dos primeiros a escrever um artigo sobre a questão inteligência de máquina, especificamente em relação ao computador digital moderno, sua obra maquinismo computacional e inteligência permanece atual tanto em relação a sua ponderação dos argumentos contra a possibilidade de se criar uma máquina computacional inteligente, quanto por suas respostas a esses argumentos. Turing, que era conhecido principalmente por suas contribuições a teoria da computabilidade, abordou a questão se seria possível ou não fazer uma máquina pensar, ao notar que as ambiguidades fundamentais contidas na própria questão (o que é pensar? O que é uma máquina?) obstruíam qualquer resposta racional, ele propôs que a questão sobre inteligência fosse substituída por um teste empírico (LUGER, 2013).
Conhecido como teste de turing tem como função medir o desempenho de uma máquina, aparentemente inteligente, em relação ao desempenho humano, indiscutivelmente o melhor e único padrão de comportamento inteligente. O teste, denominado jogo de imitação por Turing, coloca a maquina e seu correspondente humano em salas separadas de um segundo ser humano, referido como interrogador. O interrogador não é capaz de ver nenhum dos dois participantes ou de falar diretamente com eles. Ele também não sabe qual é a maquina e só pode se comunicar com eles por um dispositivo textual, como um terminal, a tarefa do interrogador é distinguir o computador do ser humano utilizando apenas as respostas de ambos a perguntas formuladas por meio desse dispositivo, caso o interrogador não consiga distinguir, a máquina é supostamente considerada inteligente (LUGER, 2013).
Com a utilização de jogos podemos criar espaços de busca extremamente grandes, e podendo ser complexo o suficiente para necessitarem de técnicas poderosas para determinar quais alternativas devem ser exploradas no espaço do problema, essas técnicas são chamadas de heurísticas e constituem uma área importante da pesquisa em IA, é uma estratégia de solução útil, mas potencialmente falível, como, por exemplo, checar para assegurar que um equipamento que não está respondendo esteja ligado na tomada antes de admitir que ele esteja com defeito, ou ainda, rocar, a gim de proteger o próprio rei da captura em uma partida de xadrez. Muito do que chamamos de inteligência parece estar relacionado com as heurísticas usadas pelos seres humanos para resolver problemas (LUGER, 2013).
Os esforços iniciais para criar provadores de teoremas falharam em desenvolver um sistema que pudesse solucionar, de modo consistente, problemas complicados. Isso se deveu a habilidade de qualquer sistema lógico complexo de gerar um numero infinito de teoremas prováveis, sem técnicas poderosas heurísticas para guiar a sua busca, os provadores automáticos de teoremas provavam um grande numero de teoremas irrelevantes antes de encontrar o teorema correto. Em virtude dessa ineficiência, muitos pesquisadores afirmam que método sintático, puramente formal para guiar a busca, é incapaz de lidar com um espaço tão grande e que única alternativa é confiar nas estratégias informais que os seres humanos parecem utilizar para resolver problemas (LUGER, 2013).
O conhecimento específico do domínio é extremamente importante, um médico, por exemplo, não é efetivo em diagnosticar uma doença apenas por que ele possui uma habilidade inata em resolver problemas genéricos; ele é eficaz por que sabe muito sobre medicina. Da mesma forma que um geólogo é eficaz em descobrir depósitos de minérios por que ele é capaz de aplicar uma grande quantidade de conhecimento teórico e empírico sobre a geologia ao problema específico. O conhecimento especialista é uma combinação de um entendimento teórico do problema com uma coleção de regras heurísticas para resolver problemas, que experiência humana demonstrou ser efetiva no domínio (LUGER, 2013).
Os sistemas especialistas são construídos a partir da extração desse conhecimento de um especialista humano, codificando-o de uma forma que um computador possa aplica-lo a problemas similares, sua característica fundamental é a estratégia para resolver problemas dependendo do conhecimento de um especialista humano no domínio. Embora existam alguns programas em que o projetista é também fonte de conhecimento do domínio, geralmente é muito mais provável que esses programas sejam um produto da colaboração entre um especialista do domínio, como um médico, um químico, um geólogo ou um engenheiro, e um especialista em inteligência artificial. O especialista no domínio fornece o conhecimento necessário, e por meio de discussão geral dos seus métodos de resolução do problema e demonstração dessas habilidades (LUGER, 2013).
Um dos objetivos da inteligência artificial, que vem sendo perseguido há muito tempo, é a criação de programas que sejam capazes de entender e gerar a linguagem humana, a habilidade em utilizar e compreender a linguagem natural não parece ser um aspecto fundamental da inteligência humana, mas também a sua automação teria um impacto inacreditável sobre a facilidade de utilização e eficácia dos próprios computadores. Foram realizados esforços no desenvolvimento de programas que compreendem a linguagem natural, embora esses programas tenham alcançado sucesso em contextos restritos, sistemas que possam usar linguagem natural com a flexibilidade e generalidade que caracteriza a fala humana ainda estão além das metodologias atuais (LUGER, 2013).
A modelagem do desempenho humano proporciona a inteligência artificial grande parte de sua metodologia básica, apresentando uma ferramenta poderosa para formular e testar teorias da cognição humana. As metodologias para solução de problemas, desenvolvidas por cientistas da computação, fornecem aos psicólogos uma nova metáfora para explorar a mente humana, em vez de elaborar teorias de cognição na linguagem vaga usada nas pesquisas iniciais, ou desistir de descrever completamente os processos internos da mente humana, muitos psicólogos adotaram a linguagem e a teoria da ciência da computação para formular modelos de inteligência humana, essas técnicas oferecem aos psicólogos uma oportunidade de testar empiricamente, criticar e refinar as suas ideias (LUGER, 2013).
Iniciou-se o estudo em planejamento como um esforço para projetar robôs que pudessem realizar as suas tarefas com algum grau de flexibilidade e resposta em relação ao mundo externo, o planejamento pressupõe um robô que seja capaz de realizar certas ações atômicas, ele procura encontrar uma sequencia dessas ações que realize uma tarefa de alto nível, como se mover através de uma sala com diversos obstáculos. O planejamento é um problema difícil por uma série de razões, entre as quais o tamanho do espaço de sequencias possíveis de movimento, mesmo um robô extremamente simples é capaz de gerar um vasto numero de sequencias de movimentos potenciais, dessa forma é preciso técnicas sofisticadas para representar conhecimento espacial e controlar a busca através de ambientes possíveis (LUGER, 2013).
O aprendizado continua sendo uma área desafiadora para inteligência artificial, sua importância é inquestionável, essa habilidade é um dos componentes mais importantes do comportamento inteligente, um sistema especialista pode executar cálculos extensivos e custosos para resolver um problema, entretanto, diferentemente de um ser humano, se em uma outra vez lhe for apresentado o mesmo problema ou outro similar, ele não se lembrará da solução e realizará a mesma sequencia de cálculos, isso é verdade para a segunda vez, bem como a terceira, para quarta e para qualquer oportunidade em e que ele resolva o problema, o que não é o esperado de um sistema inteligente para resolver problemas, a solução obvia é permitir que esses sistemas aprendam por conta própria, seja sua própria experiência, por analogia, por exemplos, por um professor ensinando o que fazer, ou por recompensa ou punição dependendo dos resultados (LUGER, 2013).
A inteligência artificial é um campo de estudo jovem e promissor, cujo interesse principal é encontrar um modo efetivo de entender e aplicar técnicas inteligentes para solução de problemas, para o planejamento e as habilidades de comunicação e uma ampla gama de problemas práticos. Apesar da variedade de problemas tratados pela inteligência artificial, emerge uma série de características importantes que parecem ser comuns a todas as divisões da área; entre elas se incluem: o uso do computador para executar raciocínio, um foco em problemas que não respondem as soluções algorítmicas, interesse na solução de problemas utilizando informações inexatas, raciocínio que utiliza características qualitativas, tentativa de tratar questões que envolvem tanto o significado semântico como a forma sintática (LUGER, 2013).
Existem seis disciplinas que compõem a maior parte da inteligência artificial, são elas, o processamento de linguagem natural que permite a comunicação em um idioma natural, representação do conhecimento serve para armazenar o que sabe ou ouve, raciocínio automatizado é usado em informações armazenadas com a finalidade de responder a perguntas e tirar novas conclusões, aprendizado de maquina se adapta a novas circunstâncias e para detectar e extrapolar padrões, visão de computador para perceber objetos e robótica para manipular objetos e movimentar-se, determinar a forma como os seres humanos pensam é fundamental antes de dizer que certo programa pensa como um ser humano é necessário se aprofundar nos componentes reais da mente humana. (RUSSELL; NORVIG,2004).
A resolução de problemas que surgiu durante a primeira década de pesquisas em inteligência artificial foi um mecanismo de busca de uso geral que procurava reunir fases elementares de raciocínio para encontrar soluções completas, essas abordagens chamadas de métodos fracos em função da impossibilidade de aumentar a escala para instâncias de problemas grandes ou difíceis, a alternativa para métodos fracos é usar um conhecimento mais amplo e específico de domínio que permita passos de raciocínio maiores e que possam tratar com mais facilidade de casos que ocorrem tipicamente em especialidades estritas, podemos dizer que, para resolver um problema difícil, praticamente é necessário já saber a resposta (RUSSELL; NORVIG, 2004).
A inteligência artificial se tornou comum em aplicações Web e passou a fazer parte da linguagem cotidiana, além disso, as tecnologias da inteligência artificial servem de base a muitas ferramentas da internet, como mecanismos de pesquisa, sistemas de recomendações e sistemas de construção de Web sites, uma consequência da tentativa de construir agentes completos é a percepção de que os subcampos anteriormente isolados da inteligência artificial talvez precisem ser reorganizados quando seus resultados tiverem de ser reunidos, em particular agora é amplamente aceito que os sistemas sensoriais (visão, sonar, reconhecimento da fala e etc.) não podem oferecer informações totalmente confiáveis sobre o ambiente (RUSSELL; NORVIG,2004).
Isso é consequência os sistemas de raciocínio e planejamentos devem ser capazes de lidar com a incerteza, a capacidade de perceber um ambiente é atribuída a um agente que por meio de sensores pode agir sobre esse ambiente por intermédio de atuadores, um agente humano tem olhos, ouvidos e outros órgãos como sensores, e tem mão, pernas, boca e outras partes do corpo que servem com atuadores, um agente robótico poderia ter câmeras e detectores da faixa de infravermelho funcionando como sensores e vários motores como atuadores, um agente de software recebe uma séria de teclas digitadas, conteúdo de arquivos e pacotes de rede como entradas sensoriais e atua sobre o ambiente exibindo algo na tela, gravando arquivos e enviando pacotes de rede (RUSSELL; NORVIG,2004).
A formação de redes neurais artificiais foi construída a partir de modelos conhecidos do sistema nervoso biológico e do próprio cérebro humano, os elementos computacionais ou unidades processadoras, denominadas neurônios artificiais, são modelos bem simplificados dos biológicos, modelos de redes neurais artificiais são não-lineares, fornecem saídas tipicamente contínuas, e realizam funções simples, como coletar os sinais existentes em suas entradas, agrega-los de acordo com sua função operacional e produzir uma resposta, levando em consideração sua função de ativação inerente (SILVA; SPATTI; FLAUZINO, 2010).
As redes neurais simulam um modelo simplificado de conexões multicamadas de neurônios e Inter neurônios, elas não necessariamente seguem a maneira que o cérebro programa neurônios, não é essa a finalidade, é uma abordagem de modelagem biológica como o da Plataforma Numenta (conjunto de ferramentas para inteligência computacional), é usado para modelar relações complexas entre entradas e saídas, para encontrar padrões nos dados e mudar os pesos dos mesmos nos nodos da rede multicamada, tendo como base os dados de treinamento, Sweet Spot é um problema em que há parâmetros que podem ser manipulados como genes em uma sequência genética, basta definir uma lista de códigos genéticos e a série de bits será o seu parâmetro do problema (JACOBSTEIN, 2009).
A engenharia reversa do cérebro e inteligência artificial genética é o que tentamos usar para entender a maneira que o cérebro consegue introjetar a solução de problemas, observar o cérebro de diversas formas, em geral cruamente, é uma maneira de tentar entender o que esta acontecendo, foi criado uma simulação do cérebro e podemos observar os dados do mundo real e os dados treinados no modelo do cérebro, sendo estes bem parecidos, que possibilitam criar modelos cada vez mais aprofundados, assim podemos construir o diagrama do circuito do cerebelo, do sistema auditivo, visual e etc. Com a engenharia reversa aplicada ao cérebro tentamos compreender os princípios pelos quais o cérebro trabalha quanto criarmos uma inteligência artificial forte ela não vai ser parecida com cérebro, mas vamos usar alguns de seus princípios (JACOBSTEIN, 2009).
Em analise do tópico inteligência artificial é possível entender a complexidade envolvida para a criação de máquinas inteligentes, os pesquisadores precisam adequar seu trabalho da seguinte forma, entrevistar especialistas de determinadas áreas do domínio, compreender como chegaram às soluções dos problemas e recriar em uma máquina, os sistemas em sua maioria possuem um conjunto de regras ou objetos que se relacionam de determinada maneira, usando fatores armazenados em um banco de dados, sendo assim podem solicitar informações adicionais em tempo real, formalizando o conhecimento em centenas de regras e blocos de informação, já os sistemas de conhecimento podem gerar desempenho que normalmente iguala ao nível de conhecimento especialista, chagando até supera-lo.
Antes de iniciar o estudo sobre inteligência artificial e sustentabilidade é possível citar experiências realizadas por cientistas utilizando claramente o conceito de inteligência artificial para atuação em ambientes inapropriados a vida como conhecemos. As sondas espaciais são equipamentos sofisticados utilizados para exploração do espaço, estrelas e planetas, essas sondas espaciais possuem um conjunto de instrumentos similares aos utilizados na terra por especialistas de diversas áreas para realizar analises e chegarem a uma conclusão, com a representação do conhecimento desses especialistas em sistemas computacionais foi possível programar as sondas espaciais para reproduzir os testes feitos por esses especialistas sem a necessidade da intervenção humana, assim elas podem atuar em locais de difícil acesso na terra e em outros planetas.
Continuando o assunto sobre as sondas espaciais temos como exemplo as pioneiras denominadas Helios 1 e 2, que foram lançadas no ano de 1974 e 1976, tendo como missão investigar o vendo solar, a sonda Helios 1 carregava 8 instrumentos científicos para analise dos campos elétricos e magnéticos, os raios cósmicos e a poeira cósmica. Já a missão Helios 2 estava equipada com 11 instrumentos científicos. A sonda SOHO está localiza entre o Sol e a Terra e possui 12 instrumentos científicos que estão atuando e enviando dados a respeito da estrutura e da dinâmica interna do sol, da corona e do vento solar, essa sonda foi responsável pela descoberta de mais de 600 cometas, a sonda Genesis teve como meta principal coletar partículas do vento solar e encaminha-las de volta a terra, essa sonda era equipada com instrumentos científicos e painéis solares (WINTER, 2007).
A exploração de outros planetas também uma realidade desde a década de 70, Marte por estar mais próximo da terra tem sido alvo constante de sondas espaciais que o orbitam e algumas desenvolvidas para pousar e circular sobre sua superfície, as missões Vikings, que incluíam sonda e módulo, e pousaram na superfície do planeta, foram as primeiras idealizadas para pesquisar a existência de vida em Marte. Com os dados obtidos, sabe-se hoje que Marte tem superfícies recentes em um hemisfério e antigas em outro, além de vulcões, crateras de impacto e que sua superfície é constantemente modifica por vento e gelo, a composição química do planeta foi desvendada pela Viking. Mars Global Surveyor permaneceu em órbita ao redor de Marte por dez anos, até fim de 2006, quando foi cessada a comunicação com a sonda, provavelmente devido a problemas no computador (WINTER, 2007).
Levando em consideração tudo que foi estudado até o momento fica evidente que a inteligência artificial é uma tecnologia poderosa, oferendo ao homem a capacidade ampliar seus horizontes, é ainda possível afirmar que sem ela não teríamos todas as facilidades tecnológicas que temos a disposição atualmente, foi abordado um pouco da exploração do espaço em função de toda sofisticada tecnologia aplicada para que tal proposito fosse atingido, assim como para exploração do espaço foi necessário reinventar ferramentas e aperfeiçoar teorias, a questão é a seguinte. Vivemos em um planeta privilegiado, que fornece suporte a vida como conhecemos. Tais equipamentos adaptados à exploração da Terra oferecendo um monitoramento constante de fontes de poluição atmosférica, da água e do solo não poderiam ser desenvolvidos?
Tudo que pode ser capaz de perceber um ambiente é denominado agente, o mesmo utiliza sensores para captar as informações, já para agir nesse ambiente é usado atuadores. Um agente humano tem olhos, ouvidos e outros órgão como sensores, e tem mãos, pernas, boca e outras partes do corpo que servem como atuadores. Um agente robótico poderia ter câmeras e detectores da faixa de infravermelho funcionando como sensores e vários motores como atuadores. Um agente de software recebe sequencias de teclas digitadas, conteúdo de arquivos e pacotes de rede como entradas sensórias e atua sobre o ambiente exibindo algo na tela, gravando arquivos e enviado pacotes na rede (RUSSEL; NORVIG, 2004).
Construir máquinas inteligentes exige um agente racional não apenas para coletar informações, mas também para aprender tanto quanto possível do que ele percebe. A configuração inicial do agente poderia refletir algum conhecimento anterior do ambiente, mas, à medida que o agente ganha experiência, isso pode ser modificado e ampliado. Quando um agente se baseia no conhecimento anterior de seu projetista e não em suas próprias percepções, dizemos que o agente não tem autonomia. A inteligência artificial possui uma vasta quantidade de tarefas e ambientes que podem surgir, podemos identificar um número bastante reduzido de dimensões ao longo das quais os ambientes de tarefas podem ser divididos em categorias. A maioria dessas dimensões determinam o projeto apropriado de agentes e a aplicabilidade (RUSSEL; NORVIG, 2004).
O principal componente de um agente baseado em conhecimento é sua base de conhecimento, uma base de conhecimento é um conjunto de sentenças. Tendo especificado a sintaxe da lógica, agora especificaremos a sua semântica. A semântica define as regras para determinar a verdade de uma sentença com respeito a um modelo específico, As ações são selecionadas pela avaliação da rede de decisões correspondente a cada configuração possível do nó de decisão. Uma vez que o nó de decisão é estabelecido, ele se comporta exatamente como um nó de acaso que tenha sido definido como uma variável de evidência. O algoritmo para avaliar redes de decisão deve definir as variáveis de evidências para o estado atual, para cada valor possível do nó de decisão (RUSSEL; NORVIG, 2004).
O processo pelo qual os robôs mapeiam medições de sensores em representações internas do ambiente é denominado percepção. A percepção é difícil por que, em geral os sensores são ruidosos e o ambiente é parcialmente observável, imprevisível e frequentemente dinâmico. Como uma regra prática, as boas representações internas têm três propriedades: elas contêm informações suficientes para o robô tomar as decisões corretas, são estruturadas de tal modo que possam ser atualizadas com eficiência e são naturais, no sentido de que as variáveis internas correspondem as variáveis de estados naturais no mundo físico (RUSSEL; NORVIG, 2004).
Atualmente existem soluções tecnológicas baseadas em sustentabilidade, o principal datacenter da Apple esta usando energia renovável, suas fontes de energia são eólica, solar e geotérmica e alimentam servidores que armazenam músicas, aplicativos e outros serviços, como itunes, imessage e icloud, a energia do datacenter é gerada em uma fazenda próxima ao local, os 100 acres contam com painéis solares e células de combustíveis que convertem biogás em energia. Na universidade de Washington algumas lixeiras inteligentes estão sendo usadas, estas possuem um sistema inteligente equipado com placas solares e com um sistema sem fio para transmitir quando a capacidade de armazenamento está chegando ao limite. Em Londres foram instaladas lixeiras públicas inteligentes.
Estas transmitem notícias em tempo real diariamente, cada lixeira informa a população sobre cultura, esporte, mercado financeiro, meio ambiente e previsão do tempo, ainda são capazes de enviar mensagens para as autoridades. Os lixeiros são divididos em três compartimentos, um para cada tipo de resíduo, eles também são programados para armazenar uma quantidade segura de lixo para os trabalhadores, por isso, os sensores mantêm a universidade informada sobre as condições dos depósitos, para isso, o equipamento usa um software online capaz de verificar os níveis de resíduos em tempo real, e elaborar históricos para um planejamento mais eficiente de qual o melhor horário para a coleta e limpeza dos lixeiros, tudo isso por meio de um sistema sustentável, que usa energia limpa a partir de placas fotovoltaicas instaladas no teto das cabines.
A tecnologia empregada às lixeiras auxilia no combate a poluição nas cidades, mas estão dentro de um contexto de inteligência artificial fraca, pois as lixeiras inteligentes não podem coletar o lixo independente da ação humana, e necessitam serem descarregadas em uma central de processamento do lixo, se atribuir essa ideia a uma inteligência artificial forte as lixeiras serão capazes de se movimentar pela cidade recolher o lixo e processa-lo, transformando em matéria-prima reutilizável, os resíduos orgânicos pode ser usada para fertilizar os canteiros e jardins da cidade, a fonte de energia dessas máquinas podem ser o sol ou biogás retirado através do processamento da matéria orgânica.
A ideia é construir máquinas baseadas no conceito de inteligência artificial forte, que terão autonomia para atuar no setor de desenvolvimento sustentável, levando em consideração o conteúdo estudado, podemos estabelecer um paralelo entre sustentabilidade e inteligência artificial, pois os conceitos e técnicas utilizados para o combate a poluição atmosférica, poluição das águas e poluição do solo podem ser convertida em sistemas especialistas e estes conectados a robôs equipados com todos os instrumentos necessários para realização das tarefas que lhe forem designadas, as maquinas construídas com essa finalidade receberão um programa com rotinas pré-estabelecidas e partir desse ponto serão capazes de aprender e aperfeiçoar as técnicas empregadas, com isso a humanidade receberá um forte instrumento para cuidar do planeta.
Como evidenciado no trabalho, um dos maiores desafios do mundo é aproveitar de forma eficiente as fontes de energias renováveis, por exemplo, energia eólica, energia solar e a geotérmica. A manipulação dessas formas de energia é feita com equipamentos sofisticados os quais precisam da inteligência artificial para controle das variáveis envolvidas no processo, seu uso é fundamental para construir um ecossistema sustentável. E foi possível constatar alguns equipamentos que utilizam essas fontes, e ter uma melhor compreensão de sua importância.
Dessa forma para um desenvolvimento sustentável é essencial o emprego de técnicas sustentáveis, como o correto destino dos resíduos sólidos, algumas técnicas para seu controle são utilizadas atualmente, mas ainda grande parte do lixo vai parar em locais inapropriados, causado riscos a saúde pública e dos animais e vegetação, o acumulo de lixo pode causar a disseminação de pragas como ratos, responsáveis pela leptospirose, a politica de reciclagem do lixo é de extrema relevância e precisa ser fortemente usada uma vez que a população com o passar do tempo vem aumentado cada vez mais rápido e o planeta poderá entrar em colapso.
A contaminação dos recursos naturais é preocupante, pois o tempo que o planeta precisa para se recuperar é longo e os seres vivos poderão sucumbir com o passar do tempo, outro ponto levantado é que podemos poluir o planeta de tal forma que não consiga se mais se recuperar e isso com certeza seria um grande desastre, pois toda a vida na Terra seria extinta, as fontes de poluição atmosférica, contaminação das águas e do solo estão intimamente ligadas, já as técnicas empregadas para sua descontaminação são complexas e exige um grande esforço, com certeza a adoção de técnicas sustentáveis é a melhor forma de manter o planeta saudável.
Seguindo esse principio, é de extrema relevância o aprimoramento de técnicas e tecnologias voltadas à sustentabilidade, algumas máquinas já foram construídas com essa finalidade. Os equipamentos citados no trabalho utilizam processos sustentáveis de funcionamento, ou seja, suas fontes de energia provem de uma fonte renovável e disponível a todos, os quais não seriam possíveis sem a tecnologia adequada. A base de qualquer processo automatizado está no sistema especialista utilizado para realização do seu trabalho, o conhecimento usado pelo sistema especialista é proveniente de uma fonte humana, que pode ser um ou a colaboração de diversos especialistas, a ideia que o sistema computacional seja capaz de aprender e aprimorar as técnicas utilizadas.
A partir do exposto foi observado que ainda não existem máquinas capazes de separar o lixo e retirar do mesmo sua energia de funcionamento, porem o mais próximo desse tipo de equipamento seriam as lixeiras inteligentes mencionadas no trabalho, que usam painéis solares para gerar energia e são interligadas por um sistema de redes sem fio para manter a central de tratamento do lixo sempre informa sobre o horário adequado para a coleta e transmitir informações para a população sobre finanças, tempo e etc. Esses equipamentos monstra que é possível utilizar a tecnologia de uma forma sustentável e colaborar com a preservação ambiental.
A capacidade de aprender está ligada diretamente, a adaptação e mudança de comportamento de forma a evoluir, correção dos erros cometidos no passado, de modo a não repeti-los no futuro, melhoria do desempenho do sistema como um todo, interação com o meio, pois é através deste contato com o mundo que nos cerca que podemos trocar experiências ou realizar experiência, de forma a adquirir novos conhecimentos, representação do conhecimento adquirido. O sistema deve ser capaz de armazenar uma quantidade grande de conhecimentos, e isto requer uma forma de representar estes conhecimentos que permita ao sistema explorá-los de maneira conveniente. Sistemas com múltiplas formas de aquisição e representação de conhecimentos, onde os sistemas híbridos, sistemas e sistemas com múltiplas inteligências são uma tendência.
Sendo assim concluímos que com todo esse conhecimento e tecnologia a nossa disposição, podemos desenvolver meios mais inteligentes de usar os recursos naturais do nosso planeta, cabe aos seres humanos desenvolverem os meios necessários para reciclagem do lixo, controle da poluição atmosférica, contaminação das águas e do solo. Assim o trabalho foi de grande importância para apresentar uma visão sucinta da inteligência artificial e seu grande potencial de adaptação para as novas gerações tecnológicas, dessa forma observamos que a tecnologia avança rapidamente, mas para chegar a o nível de autoconsciência será necessário muito tempo dedicado a estudos e pesquisas.
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Pós graduado em Engenharia de Sistemas, graduado em Sistemas de Informação, técnico em Mecatrônica e Robótica entre outros cursos da área de exatas e humanas.
UOL CURSOS TECNOLOGIA EDUCACIONAL LTDA, com sede na cidade de São Paulo, SP, na Alameda Barão de Limeira, 425, 7º andar - Santa Cecília CEP 01202-001 CNPJ: 17.543.049/0001-93
