Dos cuidados com os olhos à fibra ótica: O papel da IA na ótica

A ótica é o estudo da luz e das suas interações com diferentes materiais. Pode parecer apenas mais um tópico relacionado com a ciência, mas na verdade é muito importante e está muito presente no nosso quotidiano. Ao longo dos anos, muitas indústrias incorporaram tecnologias baseadas na ótica para criar soluções inovadoras. Por exemplo, na oftalmologia, a ótica é utilizada para desenvolver lentes de correção, lentes de contacto e procedimentos cirúrgicos como o LASIK. No fabrico, a ótica desempenha um papel importante no desenvolvimento de câmaras, telescópios, binóculos e redes de fibra ótica para uma comunicação mais rápida.

A inteligência artificial (IA) está a ser utilizada para melhorar muitas destas soluções baseadas na ótica. Por exemplo, a análise preditiva pode ajudar a determinar quais os pacientes que mais beneficiariam de cirurgias complexas como o LASIK. Neste artigo, vamos explorar a forma como a IA está a ser utilizada na ótica e compreender os benefícios que oferece e os desafios que apresenta. Toca a começar!

Como é que a IA é utilizada no domínio da ótica?

Em primeiro lugar, vamos compreender algumas das aplicações da IA na ótica, como a oftalmologia, o fabrico de dispositivos ópticos e a comunicação em rede através de fibra ótica.

IA em Oftalmologia e Optometria

Atualmente, a IA nos cuidados de saúde está a tornar-se mais comum. Especificamente na ótica, a IA está a redefinir áreas como a oftalmologia e a optometria. A oftalmologia implica o diagnóstico e o tratamento de doenças oculares, enquanto a optometria envolve a avaliação dos olhos para detetar problemas de visão e a prescrição de lentes corretivas. A IA está a ser utilizada para diagnóstico, tratamento personalizado e melhoria da eficiência nos cuidados oftalmológicos.

Por exemplo, os sistemas de IA podem ajudar a detetar sinais precoces de doenças como o glaucoma e a retinopatia diabética. De acordo com a Glaucoma Research Foundation, mais de três milhões de pessoas têm glaucoma só nos EUA, mas apenas metade delas sabe que o têm. Estes sistemas podem detetar precocemente estas doenças oculares e iniciar o tratamento mais cedo para evitar a cegueira. 

GoogleA Automated Retinal Disease Assessment (ARDA) da Microsoft é um excelente exemplo de como a IA da visão pode melhorar os cuidados com os olhos. Google juntou-se a um grande grupo de oftalmologistas para treinar um modelo de IA utilizando mais de 100.000 exames à retina. O objetivo era criar um sistema que pudesse detetar a retinopatia diabética utilizando a classificação de imagens. Uma das maiores vantagens do ARDA é o facto de poder ser utilizado em países em desenvolvimento onde o acesso a cuidados oftalmológicos pode ser limitado.

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Fabrico e conceção de dispositivos ópticos com base em IA

A IA também está a fazer ondas na conceção e no fabrico de vários dispositivos ópticos. No que respeita ao aspeto da conceção, a IA generativa pode ser útil para conceber rapidamente dispositivos ópticos. Os sistemas de IA podem então intervir para monitorizar os processos de fabrico e ajudar a reduzir os custos. Por último, a IA e a visão por computador podem ser utilizadas para inspecionar e detetar quaisquer falhas nos produtos fabricados, como cabos de fibra ótica ou lentes, que possam passar despercebidas ao olho humano.

Para este efeito, muitas empresas estão a procurar utilizar a IA para conceber e fabricar lentes de última geração. Líder na indústria de lentes oftálmicas, a EssilorLuxottica recolheu grandes quantidades de dados anónimos de encomendas de lentes, dados de testes e estudos internos. A EssilorLuxottica está a utilizar a IA para extrair conhecimentos destes dados, tais como informações sobre o estilo de vida dos consumidores e métricas de desempenho das lentes, e a utilizá-los para melhorar os desenhos das lentes. Também está a utilizar a IA comportamental para conceber a sua última geração de lentes varifocais. Esta tecnologia tem em conta o comportamento espacial do paciente (a forma como move a cabeça e os olhos para ver o ambiente que o rodeia) para conceber lentes mais confortáveis.

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Eis algumas das vantagens de utilizar a IA para conceber óculos:

• Personalização: A IA pode ajudar a criar óculos personalizados que são adaptados às necessidades específicas de cada paciente, aumentando o conforto e a eficácia.
• Modelação do comportamento: Ao prever o comportamento visual e os movimentos dos olhos, a IA pode ser utilizada para desenvolver lentes mais intuitivas e de elevado desempenho.
• Melhores resultados para os pacientes: Os óculos concebidos por IA podem proporcionar uma correção óptima da visão, reduzindo problemas como a tensão ocular, dores de cabeça e o "efeito de natação".
• Adaptabilidade às necessidades modernas: A utilização da IA para conceber óculos permite satisfazer as exigências visuais da vida moderna, como a alternância frequente entre dispositivos digitais e outras tarefas. 

A visão computorizada permite a realização de provas virtuais de óculos

Depois de visitares o teu oftalmologista, receberes uma receita e decidires o tipo de lentes de que precisas, o passo seguinte é normalmente ir a uma loja e experimentar os óculos. No entanto, a tecnologia de visão por computador reimaginou o processo de venda a retalho através de provas virtuais de óculos a partir do conforto da tua casa. Empresas como a Lenskart começaram a utilizar esta inovação para melhorar a experiência do cliente.

Utilizando algoritmos avançados e realidade aumentada (RA), a visão por computador pode mapear as tuas caraterísticas faciais em tempo real. Ao fazê-lo, os modelos 3D de óculos podem ser sobrepostos sem problemas à tua transmissão de vídeo em direto. Os óculos virtuais podem parecer mover-se naturalmente com a tua cabeça e ajustar-se aos ângulos e à iluminação para proporcionar uma visão realista do aspeto das diferentes armações. Com a adição da aprendizagem automática, estes sistemas podem até oferecer recomendações personalizadas de armações com base na tua estrutura facial e preferências de estilo.

Comunicação em rede ótica com IA e fibra ótica

E se a tua ligação super-rápida à Internet pudesse ser ainda mais rápida? É exatamente isso que os algoritmos de IA podem fazer pelos cabos de fibra ótica. Estes cabos são como auto-estradas de alta velocidade para a informação digital, e a IA pode ajudar a implementar, gerir e melhorar o seu desempenho. 

Ao otimizar os projetos de planta externa (OSP), a IA torna a expansão das redes de banda larga mais eficiente e eficaz. OSP refere-se a toda a cablagem física e infraestrutura necessária para fornecer serviços de Internet, incluindo cabos de fibra ótica, condutas e equipamento relacionado que são instalados fora dos edifícios. A IA pode ajudar a simular vários cenários de design para identificar as soluções mais eficientes e económicas. Tarefas como a gestão da capacidade da largura de banda com base na procura tornam-se mais simples. De um modo geral, as tarefas de conceção que costumavam demorar 45-60 dias devido ao retrabalho, a repetidos acompanhamentos e a processos manuais podem agora ser concluídas em apenas 25 dias com a IA.

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A IA também pode melhorar o planeamento do trajeto da fibra através da análise de dados históricos e da previsão da procura futura utilizando algoritmos avançados de aprendizagem automática. As técnicas de visão por computador, como a segmentação, podem ser utilizadas para inspecionar a qualidade da fibra e detetar falhas. Ao descobrir os problemas mais cedo, estes podem ser resolvidos mais rapidamente, minimizando o tempo de inatividade e os custos de manutenção. Ao tornar estes processos mais eficientes, a IA não só acelera a implantação da banda larga como também melhora a fiabilidade e a qualidade dos serviços de Internet, beneficiando, em última análise, as comunidades urbanas e remotas.

Prós e contras da utilização da IA na ótica

Com a expetativa de que o mercado global de ótica avançada cresça para aproximadamente 628,80 mil milhões de dólares até 2032, a IA oferece vários benefícios no campo da ótica. Eis algumas das principais vantagens:

• Prototipagem rápida: A IA pode acelerar o processo de criação de protótipos, permitindo que os designers testem e repitam rapidamente novos designs de óculos.
• Aumenta a durabilidade: As técnicas de otimização que utilizam a IA podem ajudar a selecionar materiais para produzir óculos mais duráveis e duradouros.
• Sustentabilidade: O fabrico baseado na IA pode reduzir o desperdício e melhorar a sustentabilidade do processo de produção, optimizando a utilização dos recursos.
• Integração com tecnologia inteligente: Tecnologias como a IA podem facilitar a integração de funcionalidades inteligentes nos óculos, como a realidade aumentada (RA) e o controlo da condição física.

Embora seja verdade que a IA traz muitos benefícios para a ótica, temos de ter em mente os desafios e as considerações éticas que têm de ser abordados quando se utilizam tecnologias de IA.

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Eis alguns dos desafios da utilização da IA na ótica:

• Custos de implementação elevados: A implementação da tecnologia de IA pode exigir um investimento financeiro significativo para o desenvolvimento, a integração e a formação. 
• Necessidade de competências técnicas: A utilização de soluções de IA requer conhecimentos e competências especializadas, o que pode implicar formação e contratação adicionais.
• Desafios regulamentares: O cumprimento dos regulamentos relativos à IA nos cuidados de saúde pode ser complexo e exige que te mantenhas atualizado com as normas em evolução.
• Desafios de integração: Adicionar IA aos sistemas existentes pode ser complexo e demorado, exigindo alterações significativas aos fluxos de trabalho actuais.

O futuro e a regulamentação da IA nas tecnologias ópticas

De acordo com o National Institute of Health (EUA), os sistemas de IA tiveram um desempenho igual ou mesmo superior ao de oftalmologistas experientes em tarefas como a deteção e a classificação da retinopatia diabética. No entanto, apesar destes resultados promissores, muito poucos sistemas de IA foram implantados em contextos clínicos reais. Isto deve-se a desafios como o enviesamento dos dados e a privacidade. 

Para enfrentar estes desafios, são necessárias novas regras e regulamentos para a utilização da IA na ótica. Em países como os EUA, os governos estaduais já estão a começar a regulamentar a IA nos cuidados de saúde para evitar a discriminação e proteger a privacidade dos pacientes. É provável que comecemos a ver correção personalizada da visão, com a IA a criar soluções personalizadas para cada paciente. O resultado seriam óculos e tratamentos concebidos para se adaptarem melhor às necessidades de cada pessoa.

Outro domínio da ótica que pode tornar-se popular no futuro devido à IA é a teleoftalmologia. A teleoftalmologia é a utilização da telemedicina para prestar serviços de cuidados oftalmológicos à distância. Imagina que tiras uma fotografia do teu olho e que um modelo de IA a analisa para te informar sobre a tua saúde ocular. A IA pode levar os cuidados oftalmológicos diretamente à porta de uma pessoa e desempenhar um papel fundamental no fornecimento de opções de diagnóstico e tratamento à distância. É especialmente benéfico para as pessoas em áreas remotas ou mal servidas e pode ajudar a garantir que recebem cuidados atempados e eficazes.

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Uma perspetiva brilhante para a IA e a ótica

A IA está a mudar rapidamente o campo da ótica, desde os cuidados de saúde ao fabrico. Está a melhorar os diagnósticos médicos, a personalizar os tratamentos e a otimizar os processos de produção. Embora existam desafios como a conformidade regulamentar e a privacidade dos dados, os potenciais benefícios são imensos. A IA está pronta para transformar a forma como vemos e interagimos com o mundo através dos avanços na ótica.

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