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21/09/2025
Inovação impulsionada por IA
Uma publicação de um artigo especial doThe Economist teve como foco “Como a IA pode revolucionar a ciência”. “O debate sobre inteligência artificial (IA) tende a se concentrar em seus potenciais perigos: viés e discriminação algorítmica, destruição de empregos em massa e até mesmo, alguns dizem, a extinção da humanidade”, observou o artigo. Enquanto alguns se preocupam com esses cenários distópicos, outros estão se concentrando nas potenciais recompensas. A IA poderia, eles afirmam, ajudar a humanidade a resolver alguns de seus maiores problemas. E, eles dizem, a IA fará isso de uma maneira muito específica: acelerando o ritmo da descoberta científica, especialmente em áreas como medicina, ciência climática e tecnologia verde.
Embora a inovação baseada em IA leve a um progresso extraordinário, "ela enfrenta uma ameaça amplamente oculta: a inovação está se tornando mais difícil e mais cara", disse "A próxima revolução da inovação - impulsionada pela IA", um relatório de junho de 2025 da McKinsey, Quantum Black . "Por muitas métricas e em muitos campos, cada dólar gasto em P&D tem comprado menos inovação ao longo do tempo", acrescentaram os autores, citando evidências concretas do declínio da produtividade de P&D em duas áreas principais:
1. A indústria de semicondutores teve uma taxa de crescimento exponencial de 35% em transistores entre 1971 e 2014. Mas, durante esse mesmo período, empresas de semicondutores e fabricantes de equipamentos estimam que seus gastos anuais com P&D aumentaram em um fator de 18. "Em outras palavras, manter a taxa de crescimento de desempenho na Lei de Moore exigiu 18 vezes mais gastos com P&D em 2014 do que em 1971."
2. A indústria biofarmacêutica produziu produtos inovadores usados para prevenir e tratar muitas doenças, permitindo que milhões de pessoas vivam vidas mais longas e saudáveis. No entanto, devido à queda na produtividade em P&D, a descoberta de medicamentos tornou-se mais lenta e dispendiosa, já que "o número de novos medicamentos aprovados por bilhão de dólares americanos gastos em P&D caiu pela metade a cada nove anos entre 1950 e 2011, caindo cerca de 80 vezes em termos ajustados pela inflação".
“A IA tem o potencial de dobrar as curvas de produtividade de P&D, não apenas desbloqueando mais crescimento econômico, mas também aumentando as chances de resolver alguns dos desafios humanos mais importantes, desde a prevenção e cura de doenças até a redução do nível de emissões de carbono”, disse o relatório da McKinsey.
Como a IA pode reacender a produtividade da inovação?
De acordo com a McKinsey, um modelo simplificado do processo de P&D consiste em identificar um conjunto de necessidades do cliente, gerar intenções de projetos e, em seguida, avaliar esses projetos para identificar os mais promissores que melhor atenderão às necessidades do cliente. Com base nesse modelo simplificado, o relatório identifica três maneiras principais pelas quais as tecnologias de IA podem reacender a produtividade da inovação:
1. Aumentando a velocidade, o volume e a variedade da geração de candidatos a design;
2. Acelerar a avaliação de candidatos por meio de modelos de proxy de IA; e
3. Acelerando as operações de pesquisa.
Deixe-me dizer algumas palavras sobre cada um deles.
Aumentar a velocidade, o volume e a variedade da geração de candidatos a design
Em 2020, a OpenAI lançou o GPT-3, seu mais poderoso modelo de base. Pouco tempo depois, seus criadores descobriram que o GPT-3 não só conseguia gerar frases e parágrafos inteiros em inglês em uma variedade de estilos, como também havia desenvolvido habilidades surpreendentes na escrita de softwares, mesmo com os dados de treinamento focados no idioma inglês, e não em exemplos de código de computador. No entanto, como se viu, a vasta quantidade de páginas da Web usadas em seu treinamento incluía muitos exemplos de programação de computador acompanhados de descrições do que o código foi projetado para fazer, permitindo assim que o GPT-3 aprendesse a programar sozinho. O GPT-3 também conseguia gerar documentos legais, como contratos de licenciamento ou arrendamentos, bem como documentos em uma variedade de outros campos.
Além disso, modelos de base como o GPT-3 podem ser treinados para gerar resultados além da linguagem humana, documentos e código de computador. Devidamente treinados, esses modelos de IA podem ser usados para identificar moléculas com propriedades específicas na descoberta de medicamentos ou materiais com as características necessárias em baterias e células solares. Uma das maiores oportunidades potenciais para a IA aprimorar a inovação é gerar mais rapidamente um maior volume e variedade de candidatos a design.
Por exemplo, “Como os cientistas estão usando a inteligência artificial”, um dos artigos da edição de setembro de 2023 da The Economist, descreveu como a IA ajudou a encontrar novos antibióticos, salicina e abaucina, para uso contra duas das bactérias resistentes a antibióticos mais perigosas conhecidas. “Em ambos os casos, os pesquisadores usaram um modelo de inteligência artificial (IA) para pesquisar milhões de compostos candidatos para identificar aqueles que funcionariam melhor contra cada 'superbactéria'. O modelo foi treinado nas estruturas químicas de alguns milhares de antibióticos conhecidos e quão bem (ou não) eles funcionaram contra as bactérias no laboratório. Durante esse treinamento, o modelo descobriu ligações entre estruturas químicas e sucesso em danificar bactérias. Assim que a IA divulgou sua lista, os cientistas os testaram no laboratório e identificaram seus antibióticos.”
O mesmo artigo discutiu como a IA ajudou a acelerar a busca por novos materiais para baterias. “Quando pesquisadores da Universidade de Liverpool buscavam materiais que tivessem as propriedades muito específicas necessárias para construir baterias melhores, eles usaram um modelo de IA conhecido como 'autocodificador' para pesquisar todos os 200.000 compostos cristalinos estáveis conhecidos no Banco de Dados de Estruturas de Cristal Inorgânico, o maior repositório do mundo. A IA já havia aprendido as propriedades físicas e químicas mais importantes necessárias para que o novo material da bateria atingisse seus objetivos e aplicou essas condições à busca. Ela reduziu com sucesso o número de candidatos a serem testados em laboratório de milhares para apenas cinco, economizando tempo e dinheiro.”
Acelerando a avaliação de candidatos por meio de modelos de proxy de IA
A próxima etapa no ciclo de vida de desenvolvimento do produto é avaliar quais dos diversos designs candidatos são os mais promissores. Ao longo dos anos, os fabricantes desenvolveram uma variedade de métodos para avaliar diferentes designs de produtos.
Uma técnica comum para produtos físicos, como carros, é construir protótipos e submetê-los a uma variedade de testes físicos, como análise de resistência a colisões e aerodinâmica. No entanto, protótipos e testes físicos podem ser caros e demorados, especialmente quando aplicados a um grande número de opções de design.
Outro método consiste em construir modelos matemáticos dos produtos avaliados e, em seguida, analisar diferentes opções de design com supercomputadores potentes. Essas simulações computacionais ganharam destaque devido aos grandes avanços na redução de preços e no aumento da relação preço/desempenho de supercomputadores paralelos avançados.
“Mas uma descoberta recente revelou que é possível redirecionar a tecnologia de rede neural desenvolvida para sistemas de IA para treinar modelos que podem atuar como proxies para modelos baseados em física computacionalmente mais intensivos. Esses modelos substitutos no estilo de IA não imitam o pensamento humano; em vez disso, eles preveem os resultados de fenômenos físicos no mundo. Quando usados para prever o comportamento de um sistema completo, esses modelos são semelhantes a um gêmeo digital .” Essas técnicas baseadas em IA estão sendo usadas experimentalmente na previsão do tempo, na avaliação de diferentes projetos de carros e aviões e no teste e avaliação de medicamentos biológicos.
Acelerando as operações de pesquisa
“Além de gerar e avaliar candidatos a design, há várias outras maneiras pelas quais os LLMs, às vezes combinados com outras tecnologias de IA, estão sendo usados para acelerar várias atividades no processo de desenvolvimento de produtos”:
- Identificar e analisar as necessidades, produtos e recursos do cliente/usuário . “Soluções de software baseadas em LLM estão sendo usadas, principalmente por empresas de consumo, para sintetizar uma vasta gama de avaliações de produtos, postagens em mídias sociais, transcrições de atendimento ao cliente e outras fontes de dados de clientes para identificar segmentos de mercado endereçáveis e as categorias de produtos e recursos/funções que melhor atenderiam às necessidades ainda não atendidas dos clientes.”
- Explorar e sintetizar pesquisas e dados existentes . “Em setores como ciências biológicas, química e materiais, há um vasto e crescente corpo de pesquisas e bancos de dados publicados. Pode ser desafiador para os cientistas acompanhar a literatura em sua própria subdisciplina, sem mencionar as áreas adjacentes ou mesmo distantes de outras pesquisas, que poderiam trazer insights para avanços em sua área.”
- Simplificando a gestão interna do conhecimento . Grandes corporações detêm uma enorme quantidade de conhecimento em diversos bancos de dados e conhecimento tácito na mente dos funcionários. "Ferramentas baseadas em LLM podem ajudar a codificar o conhecimento tácito — por exemplo, transcrever e capturar reuniões gravadas e outras comunicações (com a permissão dos participantes, é claro)."
- Automatizando tarefas de documentação . Em setores altamente regulamentados, como o farmacêutico e o de fabricação de aeronaves, há requisitos significativos de documentação — por exemplo, para registros regulatórios, ordens de alteração de engenharia e outras documentações necessárias. Os LLMs podem acelerar o processo de geração e síntese desses documentos.
- Colaboração com humanos para ideação e desenvolvimento de conceitos . Gerentes de produto, cientistas, engenheiros, designers e outros participantes do processo de desenvolvimento de produtos podem "conversar" com LLMs para estimular ideias, obter "opiniões" e ter suas ideias questionadas, da mesma forma que fariam com um colega. Essas experiências ilustram que é possível que humanos e IA colaborem, mas a habilidade humana no uso de ferramentas de IA pode influenciar significativamente a eficácia dessas colaborações.
O que os líderes empresariais podem fazer para aproveitar o poder da IA em P&D
O relatório da McKinsey recomenda que os líderes considerem quatro alavancas principais para aproveitar a IA para acelerar a inovação:
- Mova-se rapidamente e escale rapidamente. Superar essa curva de aprendizado mais cedo — e mais rápido — pode ajudá-lo a ganhar uma vantagem competitiva sobre os demais.
- Reconecte sua organização além da tecnologia. Além da tecnologia, capturar o valor da IA exige alinhamento com a estratégia de negócios, formação dos talentos certos, adoção e escalonamento ágeis, além de gestão e governança de mudanças adequadas.
- Desenvolva uma competência essencial em torno de modelos . Uma nova competência essencial essencial será avaliar, integrar, treinar/adaptar e tomar decisões de construção versus compra sobre modelos de IA, incluindo modelos de código aberto, modelos adquiridos e até mesmo modelos treinados internamente, como parte do processo de P&D.
- Seja criterioso ao incorporar humanos no processo . As pessoas ainda terão um papel importante no processo de P&D, mas esses papéis provavelmente mudarão consideravelmente em um futuro com IA, exigindo requalificação. As organizações precisarão identificar quando é crucial ter um humano no processo, por exemplo, para garantir a segurança ou para aprovar diversas decisões em que ter um indivíduo responsável é crucial.
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