A otimização é um campo central da inteligência artificial (IA) e da matemática aplicada, cujo objetivo é encontrar a melhor solução possível para um problema, de acordo com um ou mais critérios quantificáveis. Na IA, a otimização geralmente envolve o ajuste de parâmetros de um modelo para minimizar uma função de custo (ou perda) ou, de forma mais geral, alocar recursos da maneira mais eficiente para atingir um objetivo. Distingue-se de outras tecnologias, como busca exaustiva ou heurística, por basear-se em métodos matemáticos formais que garantem ou aproximam uma solução ótima. O funcionamento baseia-se em algoritmos que exploram o espaço de soluções, avaliando e melhorando progressivamente os candidatos conforme regras precisas.
Casos de uso e exemplos de aplicação
No aprendizado de máquina, a otimização é usada para ajustar os pesos de uma rede neural durante o treinamento. Também está presente no planejamento ótimo de rotas para veículos autônomos, na gestão inteligente de energia, na logística e nas finanças para maximizar carteiras de investimentos sob restrições. É aplicada ainda no design automatizado de estruturas ou sistemas complexos.
Principais ferramentas, bibliotecas e frameworks
Entre as principais ferramentas estão bibliotecas científicas como SciPy (Python), que oferece diversos solucionadores de otimização, e CVXPY para programação convexa. Em machine learning, frameworks como TensorFlow e PyTorch incorporam otimizadores como SGD, Adam ou RMSProp. Gurobi, CPLEX e OR-Tools do Google são solucionadores poderosos para otimização combinatória e linear em larga escala.
Últimos desenvolvimentos, evoluções e tendências
A otimização se beneficia dos avanços em computação distribuída e quântica, permitindo resolver problemas de maior escala e complexidade. Entre as tendências recentes estão a otimização diferenciável, a otimização bayesiana para ajuste automático de hiperparâmetros e abordagens híbridas combinando deep learning e otimização clássica. A integração da otimização em sistemas autônomos e o crescimento de solucionadores open source também marcam o setor.