Educação

Construindo Cientistas na Era da IA

Kamna Mamidyala entrou na faculdade sem saber como a inteligência artificial se relacionaria com seus planos de seguir carreira na medicina.

O novo curso de biologia do segundo ano da Instituto Stevens de Tecnologia disse que inicialmente via a IA como algo separado do atendimento ao paciente e do trabalho clínico. Mas através do recém-lançado programa de sua universidade Inteligência Artificial em Biologia e Química (AiBC), ela obteve exposição em primeira mão sobre como a tecnologia pode apoiar a pesquisa científica, analisar grandes conjuntos de dados e acelerar descobertas nas ciências da vida.

“Meu entendimento era, pelo menos em um ambiente hospitalar, que nenhuma IA seria capaz de fazer o trabalho tão bem quanto um ser humano”, disse Mamidyala. “Mas com o [AiBC Community]pude ver que a IA pode ser usada como uma ferramenta para ajudar os humanos a realizar um trabalho mais eficiente.”

Mamidyala faz parte de um número crescente de estudantes que participam da Comunidade AiBC, uma colaboração entre o Stevens Institute of Technology, Faculdade Comunitária do Condado de Hudson e Universidade de São Pedro. O programa mostra aos alunos STEM do primeiro ano como a inteligência artificial está transformando o trabalho científico nos setores de biotecnologia, saúde e tecnologia educacional do norte de Nova Jersey.

Marcin Iwanicki, professor associado em Stevens e diretor do programa, disse que a iniciativa reflete uma mudança mais ampla na educação científica para enfatizar o pensamento crítico e o julgamento profissional juntamente com as habilidades técnicas de IA. Ele observou que os avanços na IA transformaram seu próprio processo de pesquisa.

“Sou biólogo do câncer por formação, e minha formação de graduação também é biologia, e a evolução das tecnologias de IA quebrou muitas barreiras no que diz respeito ao acesso a dados e análises”, disse Iwanicki. “Sempre contei com biólogos computacionais para analisar os dados, e isso foi uma espécie de colaboração. Agora posso fazer isso sozinho por causa da IA.”

Esses avanços, disse ele, também estão mudando o que pode ser ensinado nos cursos introdutórios às ciências.

“Isso é algo que realmente precisamos incluir em nossos currículos”, disse ele. “No primeiro ano, podemos trazer dados reais para a sala de aula e fazer com que os alunos os analisem em minutos. Isso nos permite construir aulas em torno da exploração de dados científicos de maneiras que não eram possíveis antes.”

Os alunos se conectam com profissionais da indústria e exploram aplicações de IA no mundo real para ajudar a se imaginarem como futuros cientistas.

Instituto Stevens de Tecnologia

A Comunidade AiBC: Como parte do programa, os novos alunos do segundo ano passam quatro semanas em um programa de pesquisa de verão analisando conjuntos de dados reais de sequenciamento de RNA do câncer e usando ferramentas de IA e aprendizado de máquina para apoiar o desenvolvimento de medicamentos e a pesquisa científica.

O programa também conecta estudantes com líderes do setor por meio de workshops e parcerias corporativas. Durante o workshop inaugural no mês passado, profissionais da Pfizer, Merck e Bristol Myers Squibb serviram como painelistas e consultores, discutindo como a IA está a remodelar a indústria da biotecnologia.

Iwanicki disse que um dos principais objetivos do programa é ajudar os alunos a desenvolver uma identidade científica no início de suas carreiras universitárias. Muitos estudantes abandonam as áreas STEM porque têm dificuldade em ver onde se enquadram, disse ele. Ao expor os alunos a aplicações reais de IA e a profissionais que trabalham na área, o programa visa ajudá-los a se imaginarem como futuros cientistas.

Patricia Muisener, professora da Stevens, disse que as interações com profissionais da indústria ajudam os alunos a compreender como a IA está sendo usada nas carreiras que esperam seguir, ao mesmo tempo que os incentiva a pensar de forma diferente sobre o seu próprio futuro.

“Estamos descobrindo que nossos alunos dizem que estão se sentindo mais confiantes sobre suas escolhas e seus motivos para adotar uma carreira [path] porque isso muda depois que eles seguem os modelos de carreira “, disse Muisener. “Sentimos que eles estão conectando sua identidade científica e obtendo mais identidade ao ouvir e se conectar com outras pessoas.”

Os alunos disseram que os workshops do programa mudaram a forma como eles veem o papel da IA ​​na pesquisa científica e nas carreiras.

Instituto Stevens de Tecnologia

A IA molda as visões de carreira: Após o recente programa de verão e workshop de carreira, Muisener disse que as pesquisas pós-sessão mostraram que mais de 60% dos estudantes participantes relataram escolher caminhos profissionais com base no prazer e na paixão, em comparação com cerca de 43% nas respostas pré-sessão. Muitos citaram as interações com modelos de carreira como influentes.

Phoenix Campbell, especialista em ciências do exercício na Saint Peter’s University, disse que essas conversas ampliaram sua compreensão de possíveis trajetórias de carreira após a faculdade.

“Ouvir esses caminhos específicos que você pode seguir foi realmente interessante”, disse Campbell. “Depois que você termina seu curso de graduação, seja biologia ou ciências do exercício, existem caminhos populares sobre os quais as pessoas tendem a ouvir falar. Mas, ao conhecer profissionais da área, foi uma boa exposição para percebermos que há mais do que apenas os caminhos populares.”

Campbell também disse que o programa mudou a forma como ele pensa sobre a inteligência artificial no trabalho científico.

“Honestamente, antes do [program]Achei que usar IA era um caminho um pouco preguiçoso “, disse Campbell. “Este programa está realmente destacando como a IA, quando usada corretamente, pode ser usada para o bem. Isso libera mais tempo para os humanos usarem seus cérebros para análise, enquanto as tarefas mais tediosas, como calcular os números, podem ser realizadas pela IA.”

Javier Ramdhani, especialista em biotecnologia no Hudson County Community College, disse que inicialmente compartilhou ceticismo semelhante.

“Originalmente, eu acreditava que a IA era um tabu total, onde se os professores vissem você usar a IA para qualquer coisa, seria um zero automático”, disse Ramdhani. “Pode ser usado como uma saída preguiçosa, mas com a mentalidade certa também pode ser uma ferramenta eficaz em qualquer área em que esteja, e este programa está validando isso.”

Muitos estudantes citaram os modelos de carreira do programa como influentes na formação de seus interesses e aspirações profissionais.

Instituto Stevens de Tecnologia

Construindo alfabetização em IA: Muisener disse que, como parte do programa, os alunos muitas vezes se concentram no desenvolvimento do discernimento na avaliação dos resultados gerados pela IA e dos resultados científicos.

“Uma das grandes habilidades que muitos estudantes queriam era realmente ter esse conhecimento básico para julgar o que é correto e o que não é correto”, disse Muisener. “Também ser capaz de analisar os resultados obtidos com a IA e certificar-se de que eles fazem sentido antes de prosseguir com eles.”

Iwanicki enfatizou que a IA está reduzindo as barreiras à ciência computacional e expandindo quem pode se envolver em trabalhos científicos com muitos dados.

“Essas ferramentas permitem que pessoas que nunca tiveram um diploma ou experiência em computação realmente trabalhem com o computador e realizem suas tarefas”, disse Iwanicki.

“O programa AiBC que estamos executando aqui é um grande exemplo disso, porque nenhum de nós é cientista da computação, mas estamos fazendo um trabalho computacional pesado”, acrescentou. “Ainda temos cientistas da computação para supervisionar alguns desses resultados, e isso também faz parte do programa, mas o programa está realmente democratizando o acesso à ciência computacional.”

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