Entropia identifica espécies de sapos pelo coaxar
Mas… Que ligação é que existe entre um sapo (ou anfíbio) e a entropia? Com certeza essa será a primeira questão colocada por quem se depara com o título desta matéria. Na verdade, um novo modelo matemático, recentemente desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos, poderá servir de base na criação de softwares para a interpretação de dados que se utilizem de sinais, através de um fenômeno físico denominado “entropia”.
O modelo, apresentado pelo físico Lucas Assirati, desenvolvido no IFSC-USP, consegue aferir o coaxar dos sapos numa lagoa. Ou seja, como os sapos são os principais detectores de oscilações ou de perturbações nos ecossistemas, a designada entropia consegue detectar, através da análise do coaxar, que espécies de sapos predominam em determinado ambiente. “No caso de existirem alterações nas colônias de sapos, isso será detectado através de outros diferentes tipos de coaxar, que não os habituais, indicando, assim, que o ecossistema sofreu alterações e que é necessário saber as causas, efeitos e as medidas que deverão ser adotadas”, elucida o Prof. Odemir Bruno, pesquisador do IFSC-USP.
Contudo, este novo modelo não se aplica apenas à vertente acima citada, podendo ajudar a desenvolver, por exemplo, na área da saúde, equipamentos mais sofisticados e precisos, como os eletrocardiogramas e eletroencefalogramas, cujos resultados são medidos através de sinais. Por outro lado, o modelo poderá ser ainda aplicado na análise de imagens, já que elas são sinais de 2D.
Entropia
De acordo com o professor Bruno, a entropia pode ser definida, em termos simples, como a medida do nível de desordem de um sistema, ou seja, quanto maior for a desordem, maior é o valor de entropia. Embora o conceito tenha sido originado no campo da termodinâmica e mecânica estatística, ele tem diversas aplicações em muitos outros campos da ciência, como, comunicação, economia, tecnologia, linguística, musica, dentre outros.
Odemir Bruno conta que os primeiros estudos sobre entropia foram realizados pelo físico austríaco Ludwig Boltzmann, que fez uma análise a respeito da reversibilidade dos fenômenos físicos: “Não há nenhuma violação das leis físicas se os pedaços de um vaso que foi estilhaçado se juntassem novamente para reobter a forma original do vaso”, exemplifica. “Porém a probabilidade que esse fenômeno aconteça é tão improvável, que pode ser considerada impossível.” O vaso em sua forma original tem um valor de entropia. Ao cair no chão e se estilhaçar, o valor de entropia aumenta, pois a desordem aumenta. “Fenômenos físicos como este, têm um sentido mais provável de ocorrência”, observa Lucas Assirati. O vaso vai de um estado de entropia mais baixa para um de entropia mais alta. Além dos estudos de Boltzmann, Bruno cita ainda os estudos do pesquisador grego radicado no Brasil, Constantino Tsallis, na década de 1980. Ele propôs uma entropia diferente com uma possibilidade a mais de ajuste na equação. Já em seu trabalho, Lucas estudou Tsallis e a possibilidade de generalizar a entropia de Boltzmann, o que resultou em resultados até quatro vezes melhores.
Sobre o coaxar dos sapos, em testes realizados no FIT – Florida Institute of Technology (USA), sob coordenação do pesquisador Prof. Eraldo Ribeiro, parceiro deste projeto, ficou demonstrado que o novo método pode substituir, com inúmeras vantagens, os métodos tradicionais até hoje utilizados. Para Assirati, “os resultados da aplicação foram melhorados e proporcionaram uma identificação de espécies de sapos mais precisas, em comparação com o tradicional trabalho desenvolvido por um biólogo”.
“Prêmio Yvonne P. Mascarenhas – 2013”
Mesmo antes de ter apresentado seu estudo de mestrado, Assirati ganhou um prêmio de melhor pesquisa do IFSC em 2013. O trabalho “Estudo da Entropia como Metodologia para o Reconhecimento de Padrões em Texturas” conquistou o “Prêmio Yvonne P. Mascarenhas” (IFSC), em dezembro de 2013, durante a terceira edição da Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos (3º SIFSC), na categoria mestrado e foi a partir daí que o trabalho ganhou destaque, com a ida do premiado para a Flórida, onde continuou desenvolvendo seu projeto. Em breve, o estudo será publicado numa importante revista científica internacional, um artigo que terá a assinatura do Prof. Eraldo Ribeiro e dos cientistas do Grupo de Computação Científica, que é subordinado ao Grupo de Computação Interdisciplinar do IFSC-USP, da qual fazem parte Odemir Bruno e Lucas Assirati, entre outros.
