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Alunos recorrem à IA em busca de ideias para melhorar vidas na Imagine Cup deste ano

Lakshmi Narke é motivada por uma doença que matou seu amigo e tira a vida de 1,5 milhão de pessoas todos os anos. Syntiche Musawu quer ajudar pessoas, como seu irmão, que lutam contra o isolamento devido a uma condição que atrapalha a forma como seu cérebro entende o que está ouvindo. Tyler Kim conhece o desafio de aprender um novo idioma e quer tornar a educação mais acessível. 

Estes três alunos estão entre os milhares de participantes da Imagine Cup deste ano, competição global da Microsoft para estudantes sonharem e construírem novas formas de usar a tecnologia para melhorar vidas. Em seus 21 anos de história, o evento anual atraiu mais de 2 milhões de estudantes de 160 países para competir por prêmios, incluindo dinheiro, orientação e treinamento. 

Este ano, grande parte das inovações gira em torno de Inteligência Artificial (IA), com a grande maioria dos alunos gerando ideias a partir dela, desde o treinamento de modelos de IA para detectar doenças até o uso de APIs cognitivas para ajudar pessoas com deficiência. 

“Os estudantes querem tornar o mundo melhor abordando, e eventualmente resolvendo, problemas sérios, e a disponibilidade da IA os capacita a fazer isso”, diz Charlotte Yarkoni, presidente de Comércio e Ecossistemas da Microsoft, que inclui programas de desenvolvimento estudantil. 

“O aumento de projetos com IA na Imagine Cup este ano nos mostra o potencial desta tecnologia – os alunos que você vê utilizando a ferramenta agora poderão criar, em breve, a próxima inovação sem a qual não poderemos viver.” 

Abaixo, confira as soluções criadas por algumas das equipes, incluindo as três principais – Eupnea, TAWI e CS-M Tool – que chegaram ao Campeonato Mundial da Imagine Cup de 2023. O evento será realizado como parte do Microsoft Build 2023, que acontece no dia 23 de maio, a partir das 12h30 (horário de Brasília). 

Eupnea 

A maioria das mortes por tuberculose ocorre em países em que o acesso a cuidados de saúde está menos acessível, inviabilizando testes e acarretando tratamento tardios. Um teste cutâneo comum é particularmente desafiador, pois envolve duas idas ao médico para aplicação de uma injeção e uma revisão alguns dias depois. 

Narke e sua equipe esperam que seu aplicativo, Eupnea, encoraje as pessoas a consultarem um médico mais cedo, avaliando rapidamente o risco de tuberculose em um paciente.

Lakshmi Narke, membro da equipe Eupnea (foto cortesia de Eupnea)

De acordo com os estudantes, as pessoas podem fotografar o local da injeção com uma moeda no braço e o Eupnea, desenvolvido com as ferramentas de visão do Azure Cognitive Services, calcula o risco medindo o tamanho da reação da pele – tendo a moeda como referência.  

Outro algoritmo de IA foi projetado para analisar alguns segundos de tosse. “A IA pode reduzir o custo de deslocamento com idas ao médico, que pode revisar os resultados, salvar uma vida e limitar a exposição a outras pessoas”, diz Chidroop Iyyhappan, estudante de graduação em ciência da computação da Universidade da Califórnia (UC), nos Estados Unidos. 

A equipe também quer ajudar as pessoas a concluir o longo tratamento necessário para a tuberculose por meio de um sistema gamificado e de uma comunidade que une as pessoas para suporte emocional, que utiliza o Azure Machine Learning. 

Os alunos cresceram na Índia, país que tem a maior carga de tuberculose do mundo e onde o amigo de Narke faleceu. “Perdemos amigos e familiares para esta doença e testemunhamos seu impacto nas comunidades”, diz Narke, também estudante de graduação em ciência da computação na UC. “Com a IA, estamos tentando salvar vidas com um passo de cada vez.”

TAWI 

Crescendo no Congo, Syntiche Musawu viu seu irmão mais novo lutar contra um distúrbio de processamento auditivo, que afetava sua capacidade de compreender a fala, levando a dificuldades na escola e isolamento social. 

“Meu irmão não se sente confiante para se comunicar se houver ruído de fundo, mas acho que podemos ajudar”, diz Musawu, estudante de ciência da computação na United States International University-Africa, no Quênia. 

Ela e sua equipe estão desenvolvendo um aplicativo chamado TAWI para ajudar as pessoas com o distúrbio a se comunicarem com mais facilidade. A aplicação aproveita as ferramentas de reconhecimento de fala dos Serviços Cognitivos do Azure e do OpenAI Whisper para aprimorar a fala, reduzir o ruído de fundo e transcrever a conversa, transformando-a em texto, em tempo real.

Membros da equipe TAWI (da esquerda para a direita) Syntiche Musawu, Zakariya Hussein, Muna Numan Said e John Onsongo Mabeya (foto cortesia de TAWI)

Os usuários podem conectar o aplicativo a fones de ouvido comuns, tornando a solução mais econômica, acessível e discreta do que os aparelhos auditivos tradicionais. Eles também podem ler a fala transcrita em seus telefones. 

Com foco na inclusão, a equipe está trabalhando com modelos de IA para processar diferentes idiomas, sotaques e ruídos de fundo, desde alguma interferência de barulho de ar-condicionado, vento, chuva e animais rurais. 

“Queremos atender pessoas em todos os tipos de ambientes e condições, seja na escola, em um escritório ou morando em uma fazenda”, diz o membro da equipe Zakariya Hussein. 

CS-M Tool 

As doenças cardiovasculares são a principal causa de morte em todo o mundo, mas a maioria dos problemas é considerado evitável, um desafio em países de baixa e média renda, onde os cuidados de saúde e a detecção precoce são menos acessíveis. 

Uma equipe de estudantes do ensino médio da Tailândia está desenvolvendo uma ferramenta de triagem que, segundo eles, pode ajudar as pessoas a verificar se há sinais potenciais de doenças cardíacas. Com um estetoscópio modificado conectado a um telefone, o CS-M Tool (abreviação de Cardiac Self-Monitoring Tool) será capaz de analisar os batimentos cardíacos de um usuário para fornecer níveis de risco, diz a equipe. Os alunos também planejam incorporar IA de conversação para responder a perguntas básicas de saúde. 

Membros da equipe CS-M Tool (da esquerda para a direita) Matt Tanthai Cosh, Tanapat Charunworaphan, Lenny Thomas e Noppawit Chunram (foto de Chairat Tiwato)

Hospedada no Azure, a ferramenta é simples de usar — basta colocar o estetoscópio no peito por 10 segundos e ler os resultados. A equipe o testou em ensaios clínicos, com a orientação de professores de medicina e engenharia da vizinha Universidade de Chiang Mai, também na Tailândia. 

“Acreditamos que nosso produto tem o potencial de revolucionar o acesso aos cuidados de saúde para indivíduos de todas as idades, principalmente aqueles em áreas remotas ou com acesso limitado a instalações médicas”, diz Tanapat Charunworaphan, chefe da equipe e aluno do The Royal Prince’s College, uma escola secundária tailandesa. 

Scraft 

Como tutores de redação para alunos de inglês como segunda língua (ESL), Tyler Kim e Quan Tan conhecem bem a dificuldade de escrever em outro idioma. Eles também sabem que muitas pessoas não têm acesso a aulas individuais. 

Para ajudar mais pessoas, eles criaram o Scraft, uma plataforma de escrita que fornece prompts instigantes e feedback imediato e personalizado por meio da API ChatGPT-4 da OpenAI, que utiliza extração de frases-chave dos Serviços Cognitivos do Azure e da API de pesquisa na Web do Bing. Os alunos planejam otimizar a ferramenta para alunos de ESL ajustando seus modelos de IA com feedback do usuário e rubricas de exames de proficiência em inglês. 

“Acreditamos que o ensino da escrita deva ser acessível e que a IA generativa é a chave para a solução”, diz Kim, estudante de ciência da computação na Universidade de Columbia, em Nova York. 

Os membros da equipe Scraft Tyler Kim, à esquerda, e Quan Tan (foto cortesia de Scraft)

O Scraft imita um tutor que lê um rascunho, faz perguntas esclarecedoras e explica o feedback. Ele faz perguntas que levam os alunos a pensar criticamente sobre como estruturar ideias e fazer conexões lógicas, além de editar gramática e pontuação básicas. Ele personaliza o feedback com base nos objetivos de escrita do aluno, como o tipo de tom ou estilo em que está trabalhando. 

“Não queremos que o Scraft faça redações inteiras para os alunos”, diz Tan, um estudante de economia financeira da Columbia, nos Estados Unidos. “Em vez disso, fornecemos blocos de perguntas e feedback para guiá-lo ao longo de sua escrita”. 

CAi 

Alunos da equipe CAi, no Quênia, estão fazendo um dispositivo vestível destinado a detectar convulsões por meio de análise da frequência cardíaca, níveis de oxigênio e atividade muscular. Construído com o Azure Machine Learning, a ferramenta alertará os cuidadores de um paciente por meio de texto, além de solicitar ajuda de pessoas próximas com luzes ou uma campainha, dizem os alunos. 

 

Membros da equipe CAi (da esquerda para a direita) Mark Mwangi, Ryan Kiprotich, Mergery Wanjiru e Nickson Kiprotich (foto cortesia de CAi)

Mergery Wanjiru, um dos membros da equipe, espera que a solução possa ajudar pessoas como sua mãe, que tem uma condição que causa episódios assustadores de inconsciência semelhante a convulsões. 

“Quando minha mãe foi diagnosticada, foi muito difícil para nossa família, porque nunca sabíamos quando ela teria um ataque”, diz Wanjiru, estudante de engenharia mecatrônica da Dedan Kimathi University of Technology, no Quênia. 

“Quando contei sobre o dispositivo, ela ficou muito animada para experimentá-lo. Ela é uma das nossas maiores apoiadoras”. 

PNP 

Depois de assistir a um show de um cantor cego no Nepal, Banshaj Paudel sabia que queria trabalhar com tecnologia que ajudasse pessoas cegas ou com baixa visão. Ele e seus colegas da equipe nepalesa PNP estão agora construindo óculos inteligentes projetados para reconhecer objetos, ler textos e descrever o ambiente físico para pessoas com deficiência visual. 

“Queríamos criar um dispositivo que tornasse a vida mais fácil e acessível para as pessoas”, diz Paudel, um estudante de aplicativos de computador da Tribhuvan University, no Nepal. 

Membros da equipe PNP (da esquerda para a direita) Banshaj Paudel, Nadika Poudel e Krishbin Paudel (foto cortesia de PNP)

Os óculos, chamados Drishya, possuem alto-falante e duas câmeras para análise espacial. Um modelo de IA leve no dispositivo visa identificar objetos sem conectividade. Modelos maiores de fala e visão dos Serviços Cognitivos do Azure realizarão reconhecimento óptico de caracteres e descrição de cena da nuvem, diz a equipe. Eles também estão projetando os óculos para se conectar com dispositivos domésticos inteligentes. 

Os alunos dizem que a IA, usada com ciência e outras tecnologias, é um amplificador de criatividade, resolução de problemas e infinitas possibilidades. 

“Sou fascinado pela capacidade da física de explicar o mundo ao nosso redor. Estou maravilhado como tudo o que vemos pode ser modelado de forma aproximada por um conjunto de equações”, diz o membro da equipe Krishbin Paudel. “Estou sempre interessado em criar o que posso imaginar.” 

Fique ligado no Imagine Cup World Championships, que será transmitido ao vivo durante o Microsoft Build 2023 em 23 de maio às 12h30, no horário de Brasília, para ver quem vencerá a competição deste ano. 

Imagem do topo: alunos participantes da Imagine Cup 2023 da Microsoft