Softwares Biomiméticos: mensagem rápida com resposta descentralizada

O desenvolvimento de softwares é certamente uma das áreas mais dinâmicas da atualidade. A constante evolução de metodologias bem como os novos conceitos e ferramentas que surgem todos os dias afastam qualquer vestígio de previsibilidade e de monotonia.

Nessa jornada, a ideia de emular o natural, sobretudo as redes neurais e os algoritmos genéticos, sempre serviu como fonte de inspiração para os profissionais na vanguarda do desenvolvimento. Como se sabe, a Natureza é um dos sistemas mais perfeitos que existem, e a grande prova são seus bilhões de anos testados, diariamente, ao longo da evolução. Nela podem estar escondidos mecanismos extremamente eficientes de processamento de dados e envio de mensagens, que podem inspirar o desenvolvimento de softwares ainda mais robustos.

Softwares Biomiméticos: informação sem endereçamento exato

Na Natureza, a informação é encaminhada de diversas maneiras: por via química, elétrica, vibrações, odores, etc. Mas, em última instância, são as reações no nível celular que permitem levar uma mensagem de um ponto para outro.

Na maioria das vezes, a mensagem biológica não é endereçada a um receptor em particular. Ela simplesmente é lançada no ambiente até ser decodificada por outrem, de tal modo que aconteça a assimilação de seu conteúdo.

Com os softwares “humanos”, a situação se desenrola de forma diferente. Quando analisamos, por exemplo, a Arquitetura Orientada a Serviços (SOA) — um modo de organizar sistemas distribuídos e baseados em componentes —, a comunicação acontece por mensagem ou API, sempre com o endereçamento a um receptor identificado. E é justamente por essa razão que os softwares costumam ser mais previsíveis e controlados quando comparados aos sistemas biológicos.softwares biomiméticos

Quando olhamos para as tecnologias de Internet das Coisas (IoT), podemos encontrar uma situação intermediária entre os aqui chamados softwares “humanos” e os sistemas da Natureza. Isso porque os dados provenientes dos infinitos terminais conectados funcionam de um modo semi-biológico.

Gerados a todo momento, esses dados só se transformarão em mensagem (ou seja, informação com sentido), após serem recebidos e trabalhados pelas plataformas de IoT. Note que, embora a geração de resposta requeira necessariamente o trabalho dos softwares (e daí sua proximidade com o aspecto “humano”), os dados nunca deixam de ser enviados, mesmo que não haja um endereçamento exato naquele momento (semelhante aos sistemas naturais).

Daí fala-se do aspecto semi-biológico dessas tecnologias. Por sinal, uma característica extremamente importante para determinados usos da IoT, como em sistemas de segurança, nos quais a ininterruptibilidade dos dados é essencial.

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Desse modo, verificamos duas situações dentro desse contexto: uma em que mensagens não direcionadas só geram informação após serem processadas pelos softwares, e outra em que é necessário o endereçamento exato para que determinado serviço seja executado.

No primeiro caso, temos um nível de decoupling alto, que pode ser interessante para algumas realidades, mas que certamente consome mais recursos. No segundo, por sua vez, o nível de coupling é elevado, importante para a tomada de decisão rápida, como botões de emergência.

Sistemas Biológicos: reação rápida sem processamento central

Diferente do que vimos até aqui, algumas reações biológicas conseguem unir rapidez de resposta, sem processamento, através de mensagens indiretas. Por exemplo, quando queimamos nosso dedo, a reação de contração muscular para o afastamento processa-se em um nível inferior ao sistema nervoso central, justamente para diminuir o tempo de resposta. Somente a dor, que vem depois da queimadura, essa sim forma-se no nível central.

Esse mecanismo é fundamental para a sobrevivência das espécies, e pode ser visto em uma série de outros exemplos: quando piscamos os olhos para expulsar um cisco, ou nos abaixamos diante de uma explosão.

A grande dificuldade de estender completamente esse padrão para os sistemas de softwares biomiméticos “humanos” reside justamente no aprendizado. Seriam necessárias várias situações (como os sustos e queimaduras da esfera biológica) para que as reações fossem aprendidas e perpetuadas. Em muitas realidades, esse “tempo de aprendizado” não seria viável, mas em outras ele é plenamente possível, e capaz de tornar cada geração do sistema ainda mais inteligente que a anterior.

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Como visto, respostas previsíveis e rápidas podem ser imprescindíveis em diferentes situações, sejam elas biológicas ou não. O grande desafio, entretanto, quando falamos da criação de softwares biomiméticos, está na necessidade de gerar respostas rápidas sem endereçamento exato (tal como na Natureza), mas que não demandem tanto tempo de aprendizado (lembre-se de que as espécies estão sob testes há pelo menos 3.8 bilhões de anos!).

Mesmo assim, a ideia de emular sistemas de mensagem naturais que sejam, ao mesmo tempo, flexíveis e rápidos é, certamente, um grande motivador para o aprimoramento de tecnologias futuras, com resultados inéditos e surpreendentes.