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O que é o processamento de linguagem natural (NLP)?

Saiba como funciona o processamento de linguagem natural, para que é utilizado e para onde está a caminhar.
Introdução ao Azure Explore a Linguagem da IA do Azure

Significado de NLP

O processamento de linguagem natural é um campo da IA que permite às máquinas compreender e responder à linguagem humana. Faz a ponte entre a comunicação humana e o processamento informático ao combinar as técnicas de linguística computacional, aprendizagem automática e aprendizagem profunda.

 

O NLP analisa grandes volumes de texto ou voz para ajudar os computadores a reconhecer padrões, extrair informações relevantes e gerar respostas semelhantes às humanas. É utilizado em aplicações do mundo real como motores de busca, ferramentas de tradução de idiomas, suporte ao cliente automatizado e assistentes digitais pessoais como Siri, Alexa e Cortana.

Principais conclusões

  • Especialistas em tecnologia definem o NLP como um subcampo da IA que permite às máquinas compreender, interpretar, gerar e responder à linguagem humana.
  • O NLP combina técnicas de aprendizagem automática, linguística computacional e aprendizagem profunda. 
  • O NLP analisa grandes volumes de texto para ajudar os computadores a reconhecer padrões, extrair informações e criar respostas semelhantes às humanas.
  • O NLP envolve tarefas como compreender a estrutura e o significado das frases, identificar categorias gramaticais, detetar sentimentos e reconhecer nomes, datas e locais. 
  • O NLP é utilizado em aplicações do mundo real como motores de busca, ferramentas de tradução de idiomas, suporte ao cliente automatizado e assistentes digitais pessoais.
  • Os sistemas modernos de NLP aprendem continuamente com novos dados, o que melhora a sua capacidade de compreender nuances como sarcasmo, emoção e contexto.
  • Modelos avançados de NLP podem realizar tarefas sofisticadas como tradução automática, resumo de texto e IA conversacional. 
  • Os grandes modelos de linguagem (LLMs), como o ChatGPT, melhoraram significativamente a compreensão e geração de linguagem assistida por IA. 

Como funciona o NLP

Breve história do NLP

O processamento de linguagem natural surgiu nos meados do século XX, quando os investigadores começaram a explorar de que forma os computadores poderiam processar a linguagem humana. Os primeiros esforços nas décadas de 1950 e 1960, como a experiência Georgetown-IBM, que automatizou a tradução de idiomas, dependiam da programação manual de regras linguísticas. Estes sistemas lutavam frequentemente contra a complexidade e ambiguidade da linguagem.   

Na década de 1980, métodos estatísticos que utilizavam grandes conjuntos de dados de texto substituíram a programação baseada em regras. Isto ajudou a melhorar a precisão do NLP. O surgimento da aprendizagem automática nas décadas de 1990 e 2000 impulsionou novamente o campo. Agora, os modelos de NLP utilizavam algoritmos para aprender com a experiência e impulsionar os motores de busca.

Na década de 2010, o surgimento da aprendizagem profunda e das redes neurais foi um marco para o NLP. Técnicas como o Word2Vec, algoritmos como o GloVe e arquiteturas baseadas em transformadores como o BERT e o GPT melhoraram significativamente a compreensão e geração de linguagem. 

Tecnologia por trás do NLP

Atualmente, o NLP é alimentado por conjuntos de dados massivos e técnicas avançadas de IA. Os sistemas modernos de NLP utilizam modelos estatísticos e de redes neurais que aprendem continuamente com novos dados. Isto melhora a sua capacidade de compreender nuances como sarcasmo, sentimento e contexto. Isso também os torna mais eficazes em aplicações do mundo real.  

No seu núcleo, o NLP envolve várias tarefas que permitem às máquinas processar a linguagem de forma eficaz. Isto inclui compreender a estrutura e o significado das frases, identificar categorias gramaticais, detetar sentimentos ou emoções e reconhecer nomes, datas e locais. Modelos avançados de NLP, como aqueles baseados em aprendizagem profunda, podem realizar tarefas sofisticadas. Isto inclui tradução automática, resumo de texto e IA conversacional.  

O desenvolvimento de grandes modelos de linguagem (LLMs), como o ChatGPT, tem sido um grande avanço para o processamento de linguagem natural. Estes modelos melhoraram significativamente a compreensão e geração de linguagem assistida por IA, e tornaram as interações entre máquinas e pessoas mais fluidas e intuitivas.

O processo de NLP

O NLP divide a linguagem humana em componentes que um computador consegue processar, analisar e gerar. Isto normalmente começa com o pré-processamento, o qual inclui:

  • Atomização, que destila frases em palavras individuais.
  • Lematização, que reduz as palavras à sua forma raiz.
  • Remoção de palavras de paragem,, que elimina palavras comuns como "é", "um/uma" e "o(s)/a(s)."

Uma vez pré-processados, os modelos de aprendizagem automática ou aprendizagem profunda extraem o significado da linguagem humana, reconhecem padrões e geram respostas apropriadas. 

Os modelos de NLP mais avançados utilizam aprendizagem profunda, particularmente arquiteturas baseadas em transformadores, como o BERT e o GPT. Estes modelos utilizam mecanismos de autoatenção para determinar a importância de cada parte de uma sequência de entrada ao prever resultados e avaliar dependências de palavras.

Abordagens de NLP

O NLP utiliza várias abordagens para ajudar os computadores a compreender a linguagem humana, incluindo as seguintes:

  1. Reconhecimento de voz, o qual converte as palavras faladas em texto. Isto permite-lhe ditar uma mensagem no telemóvel em vez de a escrever.
  2. Análise sintática, a qual examina a estrutura das frases para identificar como as palavras se relacionam entre si. Por exemplo, o NLP pode dividir a afirmação "Define um alarme para as 07:00" para compreender "define" como a ação e "alarme" como o objeto.
  3. Análise semântica, a qual interpreta o significado por trás das palavras. Por exemplo, o PLN pode distinguir entre "para", do verbo parar, e "para", a preposição, a partir do contexto.
  4. Análise pragmática, a qual considera o contexto para compreender a intenção. Por exemplo, o NLP pode reconhecer que quando diz "Está frio aqui", pode estar a sugerir que se feche uma janela. 

Casos de utilização do NLP

O processamento de linguagem natural pode ser utilizado em aplicações do mundo real em várias indústrias. Seguem-se algumas das utilizações mais populares do NLP:

  • Assistentes digitais pessoais e chatbots. O NLP alimenta os assistentes digitais pessoais, como Siri, Alexa e Cortana, e permite que compreendam comandos de voz, respondam a perguntas e automatizem tarefas. Além disso, as empresas utilizam chatbots no suporte ao cliente. Estes agentes de IA ajudam a reduzir os tempos de resposta e a melhorar a experiência de utilizador.
  • Motores de busca e obtenção de informações. Motores de busca como o Google e o Bing dependem do NLP para interpretar consultas de pesquisa e fornecer resultados relevantes. As ferramentas de pesquisa empresarial também utilizam o NLP para obter informações críticas de grandes repositórios de documentos.
  • Análise de sentimentos e informações dos clientes. As empresas utilizam o NLP para analisar redes sociais, avaliações e feedback dos clientes em busca de padrões e informações. Isto permite-lhes avaliar o sentimento público, identificar tendências e tomar decisões baseadas em dados.
  • Tradução automática. Serviços como o Google Tradutor e o Tradutor de IA do Azure utilizam o NLP para fornecer tradução de texto e voz em tempo real. Isto ajuda os utilizadores a ultrapassar barreiras linguísticas em ambientes multilíngues e durante viagens. 
  • Resumo de texto e geração de conteúdo. O NLP automatiza o resumo de longos artigos, relatórios e documentos legais. Isto poupa tempo aos profissionais em indústrias como a jurídica, saúde e financeira. Também apoia a criação de conteúdo assistida por IA para iniciativas de marketing.
  • Deteção de fraudes e conformidade. As instituições financeiras utilizam o NLP para analisar registos de transações, e-mails e registos de chat em busca de atividade suspeita. O NLP também ajuda estas instituições a automatizar a conformidade regulamentar ao extrair os principais detalhes de documentos legais.
  • Saúde e investigação médica. O NLP extrai informações críticas de registos médicos e notas clínicas. Isto ajuda a apoiar os diagnósticos e a investigação médica.
  • Filtragem de e-mails e respostas automáticas. O NLP ajuda a filtrar e-mails de spam, categorizar mensagens e sugerir respostas rápidas em aplicações e serviços de e-mail como o Outlook e o Gmail. Isto ajuda os trabalhadores a melhorar a produtividade. 
  • Análise legal e de contratos. Os escritórios de advogados e empresas utilizam o NLP para automatizar as revisões de contratos, identificar riscos e agilizar a pesquisa legal. Isto pode reduzir as cargas de trabalho manuais e melhorar a precisão.
  • Conversão de voz em texto e acessibilidade. O reconhecimento de voz impulsionado pelo NLP converte a linguagem falada em texto. Isto permite a transcrição em tempo real, melhora a acessibilidade e aumenta a produtividade em reuniões e anotações.

Tendências futuras no NLP

O NLP continua a melhorar à medida que são disponibilizadas novas inovações em IA. As principais tendências no processamento de linguagem natural incluem:  

  • IA conversacional mais semelhante à humana. À medida que o NLP avança, os agentes de IA vão tornar-se mais conscientes do contexto e mais emocionalmente inteligentes. Isto melhorará o suporte ao cliente e a automatização empresarial.
  • NLP multimodal. Os futuros sistemas de NLP vão integrar texto, voz, imagens e vídeo. Estes modelos de IA multimodal vão tirar partido de tecnologias de IA de ponta, como a imagem digitalizada. Isto criará experiências de IA mais ricas para reuniões virtuais, desenvolvimento de conteúdo e assistentes digitais pessoais.
  • IA personalizada e adaptativa. O NLP irá tornar-se mais personalizado. Espera-se que aprenda com as interações dos utilizadores para fornecer respostas, recomendações e experiências personalizadas em áreas como comércio eletrónico, ensino e entrega de conteúdos.
  • Modelos de IA mais eficientes e pequenos. Os investigadores estão a desenvolver modelos de NLP mais pequenos, mais eficientes e de elevado desempenho que requerem menos poder computacional. Isto permitirá avançar o processamento de IA em dispositivos mais pequenos, melhorará a privacidade e a rentabilidade, e reduzirá a dependência de computação na cloud em localizações edge. 
  • IA ética e redução do desvio. Os investigadores estão a trabalhar para tornar o NLP mais justo e transparente ao abordar os desvios nos modelos de IA e ao melhorar a explicabilidade.
  • Tradução em tempo real e IA em vários idiomas. O NLP continuará a avançar na tradução de idiomas em tempo real. Isto ajudará a facilitar as interações empresariais e pessoais multilíngues.
  • Aplicações de NLP específicas do domínio. Irão surgir modelos de NLP mais especializados nos setores da saúde, financeiro e jurídico. Isto irá melhorar a precisão e fornecer informações específicas da indústria.
  • Automatização empresarial com tecnologia de NLP. O processamento de documentos, a análise de contratos e a automatização de fluxos de trabalho baseados em IA vão tornar-se mais sofisticados. Isto ajudará as organizações a agilizar as operações e a reduzir o trabalho manual. 
  • Integração com realidade aumentada e virtual. O NLP irá melhorar os assistentes digitais acionados por voz em ambientes de realidade aumentada e virtual. Isto irá melhorar as interações dos utilizadores e as simulações de preparação.
  • IA focada em regulamentos e na conformidade. À medida que a adoção da IA cresce, serão desenvolvidos regulamentos mais rigorosos para os sistemas baseados em NLP. Estes estarão focados na utilização ética da IA, privacidade dos dados e responsabilidade.

Conclusão

O NLP está a transformar a forma como as pessoas e as empresas interagem com a tecnologia. Aplicações do mundo real, como assistentes digitais pessoais, agentes de IA e análise de texto avançada, aumentam a eficiência, melhoram as experiências dos clientes e fornecem informações valiosas em diversas indústrias.

O NLP continua a tornar-se mais sofisticado, personalizado e integrado nas aplicações empresariais. Promete moldar o futuro da comunicação, impulsionada por avanços na aprendizagem profunda, IA ética e processamento em tempo real. Tudo isto tornará as interações assistidas por IA mais naturais, úteis e acessíveis para consumidores e empresas.

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Perguntas frequentes

  • O processamento de linguagem natural na IA permite aos computadores compreender e gerar linguagem humana. Alimenta aplicações como chatbots, reconhecimento de voz, análise de texto e assistentes digitais pessoais. A utilização do NLP ajuda a tornar as interações entre humanos e computadores mais naturais e eficientes.
  • Os quatro tipos de NLP são reconhecimento de voz para converter linguagem falada em texto, análise sintática para compreender a estrutura gramatical, análise semântica para interpretar o significado e análise pragmática para considerar o contexto e a intenção.
  • O NLP é utilizado em assistentes digitais pessoais, como Siri e Cortana, chatbots, filtragem automática de e-mails, texto preditivo, análise de sentimentos e ferramentas de tradução automática, como o Google Tradutor e o Tradutor de IA do Azure. As empresas também utilizam o NLP para resumir documentos e extrair informações dos clientes.
  • Para aprender NLP, comece com as noções básicas de linguística e programação, particularmente Python, e explore bibliotecas como NLTK, spaCy e TensorFlow. Os cursos online sobre NLP, como os disponibilizados pelo Microsoft Learn, podem aprofundar a sua compreensão do tópico. Além disso, fazer experiências com os modelos e conjuntos de dados de NLP ajuda a desenvolver as suas competências práticas.