Os reis antigos sabiam o peso de suas decisões. Eles sabiam que todas as suas escolhas causavam ondas pelo reino e que um único decreto inoportuno poderia desencadear uma série de eventos em cascata imparáveis. Uma escolha pode garantir uma paz duradoura, enquanto uma dúzia de outras pode levar ao seu próprio trono derrubado.

E então esses reis se voltaram para áugures e magos – pessoas que alegavam ter um conhecimento especial de eventos futuros.



"Olhe para amanhã e me aconselhe sobre hoje", um rei poderia ordenar. "Revele-me os efeitos de minhas decisões para que eu possa navegar com segurança pelos dias, meses e anos à frente."

Mas é claro que apesar de todas as suas feitiçarias e orações, os conselheiros do rei não possuíam uma visão verdadeira dos eventos futuros. Na melhor das hipóteses, eles apenas entendiam o fluxo e refluxo da política ou da opinião pública. Na pior das hipóteses, eram charlatães.

Se ao menos houvesse uma maneira de testar uma decisão em um mundo separado e idêntico – um modelo complexo de realidade no qual até as escolhas mais catastróficas se desenrolavam em mera simulação. Um líder poderia mexer com uma nova lei ou política econômica no isolamento seguro de uma realidade simulada antes de realmente apresentá-la aos cidadãos. As empresas podem avaliar o interesse público em um novo produto. Os designers podiam prever perfeitamente as tendências da moda da próxima temporada.

Não mais o domínio da fantasia imaginada, tais simulações estão agora ao nosso alcance, graças à moderna mineração de dados e tecnologia de computador. De fato, a equipe internacional de cientistas com as Tecnologias de Informação e Comunicação do Futuro (Futuro TIC ) Projeto pretende construí-lo.

Eles o chamam de Living Earth Simulator e, como discutiremos neste artigo, o FutureICT visa simular todos os aspectos do mundo ao seu redor, desde Wall Street e as passarelas de Paris, até ecossistemas de selva prósperos e as profundezas do oceano mais escuras.


Conteúdo

1. Um mundo de simulação
2. Adivinhação de Big Data
3. O Projeto FutureICT:Colisor de Conhecimento
4. O projeto FutureICT:o que será necessário
5. Ordem fora do caos

Um mundo de simulação

As simulações nos permitem testar e experimentar um sistema ou processo através do funcionamento de outro. Um simulador de voo da Força Aérea dos EUA permite que aspirantes a pilotos de caça testem um F-22 Raptor sem se colocarem em perigo - ou uma aeronave de US$ 200 milhões. Da mesma forma, um manequim de treinamento Resusci Anne CPR representa uma vítima que não responde sem arriscar uma vida humana.

As pessoas se voltaram para modelos e simulações desde tempos remotos. Modelos de pessoas e animais muitas vezes aparecem em locais pré-históricos, e os antigos egípcios, gregos e romanos construíram modelos de seus veículos e edifícios. Além dos usos cerimoniais, essas miniaturas serviam como ferramentas de ensino e planejamento - bem como os modelos que usamos hoje.



Os humanos também desenvolveram os meios para copiar mais do que meras formas físicas. Eles aprenderam a simular sistemas. O antigo astrolábio, por exemplo, serviu como ferramenta astronômica indispensável por mais de 2.000 anos e é um modelo funcional do céu noturno e da posição das estrelas. O usuário traçava movimentos interestelares colossais enquanto segurava o dispositivo na palma da mão e manipulava os dados para medir o tempo, a localização e as distâncias.

O astrolábio era essencialmente um computador analógico, um dispositivo pré-digital que incorporava sistemas elétricos, hidráulicos ou mecânicos para simular outro sistema. O Computador Analógico de Renda Nacional Monetária (MONIAC) é outro exemplo clássico de computação analógica. Construído em 1949 pelo engenheiro e economista Bill Phillips, o MONIAC ​​utilizava o fluxo de água colorida através de canos, ralos e bombas para simular a economia britânica.

A computação digital, no entanto, mudou tudo. Basta considerar a meteorologia, o estudo científico da atmosfera e do clima. Os avanços do computador permitiram que os meteorologistas fossem além de meras previsões baseadas em observações e implementassem modelos numéricos de previsão do tempo (NWP), nos quais os computadores extraem dados atmosféricos passados ​​e presentes para construir modelos preditivos de clima futuro.

A ciência da previsão do tempo está longe de ser perfeita, mas equações melhores, computadores mais poderosos e uma gama cada vez maior de conjuntos de dados atmosféricos continuam a melhorar a precisão de nossas simulações.

Mas podemos realmente simular o próprio mundo? Para descobrir, temos que viajar pelas águas do big data.

Adivinhação de Big Data

As simulações se alimentam de dados externos. No caso de simulações meteorológicas, os modelos de computador exigem uma dieta expansiva de leituras atmosféricas passadas e presentes - tudo, desde a temperatura em Aberdeen, na Escócia, até a distância atual da Terra ao Sol. Tudo se junta para formar uma imagem mais completa do clima do mundo.

Os seres humanos acumularam vastas coleções de dados sobre uma variedade de tópicos, mas na maioria dos casos esses conjuntos de dados se diferenciam um do outro. Imagine o conhecimento humano como um vasto campo cheio de poças. Cada poça representa uma coleção de dados:dados econômicos aqui, dados políticos ali – todos eles separados das outras poças.



Mas a chuva continua a cair e as poças de dados continuam a aumentar, na ordem de 2,5 quintilhões de bytes por dia [fonte:IBM]. (Para dar uma ideia de quão louco é esse número, algumas pessoas estimaram conservadoramente que todas as palavras já ditas por humanos equivalem a 5 quintilhões de bytes de dados.)

Todos esses novos dados vêm de sensores climáticos, hubs de mídia social, sites de mídia digital, registros de transações on-line, sinais de GPS de telefones celulares e inúmeras outras fontes. As informações sobre o mundo chegam a uma taxa exponencial. Na verdade, de acordo com a IBM, 90% dos dados no mundo hoje foram criados apenas nos últimos dois anos.

Assim a chuva cai. Os pools de dados aumentam e se espalham, se sobrepõem e se fundem até que não haja mais pools - apenas o vasto mar de informações que chamamos de big data.

Para entender melhor o valor do big data , pense nisso em termos de três v's:variedade, velocidade e volume. Abrange dados de todas as variedades, é gerado em tempo real e acumula em volumes que surpreendem a imaginação - ao som de petabytes. Isso é um milhão de gigabytes, espaço suficiente para armazenar um arquivo MP3 de 32 anos [fonte:BBC].

Podemos realmente construir uma simulação do mundo a partir dessa crescente riqueza de dados? Os homens e mulheres por trás do Projeto FutureICT acreditam que podemos – e tudo por meros 1 bilhão de euros (US$ 1,3 bilhão).

O Projeto FutureICT:Colisor de Conhecimento

Então, aqui estamos, até o pescoço em um mar de big data com uma incapacidade impressionante de ver o quadro geral que ele ilustra. Para nossa sorte, vários grandes players de tecnologia já fizeram suas reivindicações na fronteira do big data.

A NASA e a gigante multinacional de redes Cisco Systems estão desenvolvendo um Planetary Skin de US$ 100 milhões , independente do projeto FutureICT. Este sistema integrado de sensores aéreos, marítimos, terrestres e espaciais permitirá que a agência espacial capture, analise e interprete dados ambientais globais para uma percepção mais completa e em tempo real do planeta Terra.



No entanto, mesmo a Pele Planetária é apenas uma fração do que as equipes do FutureICT esperam alcançar. O projeto é uma criação de Dirk Helbing, um sociólogo, matemático e físico especializado em modelagem e simulação no Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zurique.

O trabalho inicial de Helbing na década de 1990 concentrou-se no tráfego urbano, especificamente como evitar os pequenos eventos de tráfego em cascata que, em última análise, levam ao congestionamento em grande escala. Hoje, as estradas entrelaçadas que ele pretende traçar são as da sociedade, tecnologia, economia e meio ambiente - onde as apostas variam de crise financeira e convulsão política a guerra nuclear.

O modelador nascido na Alemanha compara os objetivos do projeto com os do Grande Colisor de Hádrons da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear, chegando até a descrever o FutureICT como um "coletor de conhecimento". Da mesma forma que os físicos do famoso acelerador de partículas tentam responder a questões fundamentais sobre massa e matéria, FutureICT espera revelar as leis sociológicas e psicológicas subjacentes que sustentam a civilização humana.

Afinal, não existe uma grande teoria de como a sociedade funciona. Basta pensar na analogia das poças:nossa falta anterior de dados tornou impossível para as ciências sociais desenvolver uma ciência sistemática da sociedade humana – muito menos acompanhar a globalização e as mudanças tecnológicas.

Além de uma promessa de 1 bilhão de euros (US$ 1,3 bilhão) da União Européia, a FutureICT também adquiriu a cooperação de dezenas de instituições acadêmicas, organizações de pesquisa, centros de supercomputação, empresas, indústrias e agências governamentais. A equipe traçou um curso de 10 anos para reinventar como as tecnologias globais de informação e comunicação funcionam.

Na próxima página, veremos os principais componentes que compõem o plano.

O projeto FutureICT:o que será necessário

O projeto FutureICT divide-se em três componentes principais. Primeiro, há o Sistema Nervoso Planetário , uma vasta rede de sensores que monitoram sistemas socioeconômicos, ambientais e tecnológicos. Os sensores variam desde medidores de energia de rede inteligente em sua casa até a média industrial Dow Jones, sinalizadores de sonar no fundo do mar e estações meteorológicas no topo da montanha. A FutureICT está até trabalhando com o Media Lab do MIT para incorporar dados gerados por smartphones.

Muitos dos componentes do sistema nervoso planetário já existem - o desafio é reuni-los em uma plataforma de informação maior.



O próximo componente é o Living Earth Simulator em si, um meta-modelo do mundo e da sociedade humana baseado em informações e análises do Sistema Nervoso Planetário. Não pense nisso como um mundo virtual à la "The Matrix", no entanto. Pense nisso em termos de uma previsão do tempo que modela muito mais do que a mera atmosfera.

A ideia final é que o Living Earth Simulator nos permita executar simulações que projetam eventos futuros com base em questões específicas. Por exemplo, o simulador não responderia à pergunta:"O que acontecerá em 1º de abril de 2060?" mais do que responderá "O que vou comer no café da manhã em 1º de abril de 2020?" A primeira questão é muito ampla e a segunda é muito pequena. Em vez disso, a ferramenta de modelagem maciça permitiria que governos, organizações ou mesmo indivíduos executassem os parâmetros e variáveis ​​necessários para explorar questões como:"Como um embargo de petróleo iraniano hoje afetará o euro amanhã?"

O simulador também contará com um componente de código aberto que funciona como a loja de aplicativos do iTunes. Este mundo da modelagem permitirá que vários cientistas e desenvolvedores carreguem seus próprios componentes de modelagem especializados que mapeiam cantos do mundo. Imagine uma Wikipedia gerada por especialistas em que o objetivo não é uma mera explicação do mundo, mas uma simulação de sistemas interconectados.

Por fim, o projeto FutureICT apresenta uma Plataforma Participativa Global , que servirá como uma estrutura aberta para cidadãos, empresas e organizações compartilharem e explorarem dados e simulações com o Living Earth Simulator. Esse aspecto do projeto incluirá desde debates abertos sobre projeções de simuladores até aplicativos de smartphone que exploram os dados.

será que vai dar certo? Esse é realmente o grande futuro científico do big data? Na próxima página, ficaremos caóticos -- e previsíveis.

Ordem fora do caos

Vamos voltar ao mundo das previsões meteorológicas por um momento, bem como ao mundo das borboletas e furacões. Você provavelmente já ouviu falar da teoria do caos , o campo matemático preocupado com o comportamento aparentemente desorganizado de sistemas altamente dinâmicos. O termo se originou em 1961 com o meteorologista Edward N. Lorenz e seu fascínio por como a menor das variáveis ​​atmosféricas pode resultar em modelos climáticos drasticamente diferentes. Sim, é o efeito borboleta , a noção de que um inseto pode bater as asas no Brasil e provocar um tornado no Texas.

Devido às suas muitas variáveis, um sistema dinâmico como a atmosfera da Terra é difícil de prever - e o Living Earth Simulator visa prever resultados em sistemas dinâmicos compostos de sistemas dinâmicos entrelaçados. Como esperamos permanecer à tona nesse oceano de caos? Além disso, considere que a Terra simulada seria aquela com acesso a um Living Earth Simulator:uma simulação do mundo que tem acesso a uma simulação do mundo. Pode até mesmo um supercomputador encontrar padrões previsíveis em meio a tal complexidade?



Outros críticos visam nossa capacidade de prever praticamente qualquer coisa. A Teoria do Cisne Negro de Nassim Nicholas Taleb leva o nome do fato de que antes da descoberta da Austrália, a observação científica sugeria que todos os cisnes eram brancos. Não havia mais cisne negro, pois havia verde ou roxo. Em seguida, exploradores europeus descobriram um cisne negro Down Under - um evento que era imprevisível e excepcional.

O cisne negro era um outlier , existindo além do reino das expectativas razoáveis. Mas a mente humana depende do reconhecimento de padrões, então, Taleb escreve em seu livro Black Swan, nós humanos pensamos em explicações para a ocorrência de um outlier depois de encontrá-lo, tornando-o explicável e previsível.

Por sua própria natureza, os outliers são imprevisíveis e, de acordo com Taleb, isso implica a incapacidade de prever o curso da história, dado o quanto de outliers, como o crash do mercado de 1987, o fim do bloco soviético e os ataques terroristas de 11 de setembro informaram drasticamente a forma dos eventos humanos.

Outra crítica decorre não da ciência da previsibilidade, mas da natureza teimosa e irracional dos humanos. Suponha por um momento que uma cabala de supercomputadores um dia processará todos os nossos grandes dados e nos aconselhará sobre qual escolha em uma determinada decisão nos afastará de alguma grande catástrofe. Vamos ouvir as máquinas?

A estatística da Universidade de Columbia, Victoria Stodden, argumenta que talvez não, especialmente se não pudermos compreender os cálculos colossais que entraram na decisão do computador [fonte:Weinberger]. Stodden aponta para os alertas dos cientistas sobre os perigos das mudanças climáticas - e com que frequência esses alertas baseados em simulação passam despercebidos.

Dirk Helbing e FutureICT continuam confiantes, no entanto, que o Living Earth Simulator melhorará muito a capacidade da humanidade de lidar de forma sustentável com os desafios de um mundo em mudança dinâmica. Os modelos não serão perfeitos, não vislumbrarão o futuro distante ou as minúcias da vida cotidiana. Mas, de acordo com Helbing, eles nos fornecerão mais informações sobre quantos sistemas que compõem a sociedade humana realmente funcionam.

Explore os links na próxima página para descobrir ainda mais sobre o futuro da inovação tecnológica.

Muito mais informações

Artigos relacionados

• Como funciona a meteorologia
• Como funcionará o banco de dados de crimes do futuro
• Como será a Terra daqui a 500 anos?
• Como será a Terra daqui a 5.000 anos?
• Como será a Terra daqui a 50.000 anos?
• Um computador pode recriar o que você está vendo?
• Qual ​​é o futuro da comunicação?
• Por que os cientistas não conseguem prever o clima com precisão?

Mais links excelentes

• Futuro TIC
• Projeto Pele Planetária

Fontes

• Baker, R. Scott. "Expulsando o que pensa:o colapso de um ecossistema intelectual". Cérebro de três libras. (13 de janeiro de 2012) http://rsbakker.wordpress.com/essay-archive/outing-the-it-that-thinks-the-collapse-of-an-intellectual-ecosystem/
• Burnham, Michael. "Projeto climático NASA-Cisco para lançar 'Planetary Skin'." The New York Times. 3 de março de 2009. (13 de janeiro de 2012) http://www.nytimes.com/gwire/2009/03/03/03greenwire-nasacisco-project-to-flash-planetary-skin-9959.html
• Diariamente, Larry Z. "A Relação entre Hobbies e Personalidade." Universidade Pastor. (13 de janeiro de 2012) http://webpages.shepherd.edu/LDAILY/pilot.html
• Futuro TIC. Local na rede Internet. 2011. (13 de janeiro de 2012) http://www.futurict.eu/
• Hsu, Jeremy. "O Simulador de Terra Viva da Europa pode prever o futuro." Ciência popular. 30 de abril de 2010. (13 de janeiro de 2012) http://www.popsci.com/technology/article/2010-04/modeler-aims-living-earth-simulator-could-forecast-future
• IBM. "Trazendo big data para a empresa:o que é BIG DATA?" (13 de janeiro de 2012) http://www-01.ibm.com/software/data/bigdata/
• Morgan, Gareth. "O projeto Earth visa 'simular tudo'." BBC News. 27 de dezembro de 2010. (13 de janeiro de 2012) http://www.bbc.co.uk/news/technology-12012082
• Taleb, Nassim Nicholas."'O Cisne Negro:O Impacto do Altamente Improvável." O jornal New York Times. 22 de abril de 2007. (13 de janeiro de 2011) http://www.nytimes.com/2007/04/22/books/chapters/0422-1st-tale.html?pagewanted=all
• Weinberger, David. "A máquina que iria prever o futuro." Americano científico. Dezembro de 2011.