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Inteligência artificial · Artigo

Como a IA Generativa Funciona: Geração de Texto, Imagem e Código Explicada

Publicado:

Théâtre d'Opéra Spatial
Imagem: Left intentionally blank · Public domain · Wikimedia Commons

Em resumo

Ferramentas de IA generativa como chatbots, geradores de imagens e assistentes de codificação convertem uma entrada em dados numéricos e, em seguida, constroem uma saída passo a passo usando padrões aprendidos de enormes conjuntos de dados de treinamento. Ferramentas de texto e código preveem o próximo token em uma sequência usando modelos transformadores, enquanto ferramentas de imagem como Imagen removem gradualmente o ruído de um padrão aleatório até que uma imagem correspondente a um prompt de texto emerja.

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Apesar de cobrir saídas muito diferentes, geradores de texto, geradores de imagens e assistentes de codificação compartilham uma base comum: uma rede neural treinada em grandes quantidades de dados aprende padrões estatísticos e depois usa esses padrões para construir novo conteúdo peça por peça, em vez de recuperar uma resposta armazenada.

Geração de texto: prevendo o próximo token

Modelos de linguagem grandes como os por trás de chatbots dividem o texto em pequenas unidades chamadas tokens, que podem ser palavras completas ou partes de palavras, de acordo com o explicador técnico da IBM sobre modelos transformadores, publicado em 28 de março de 2025. Cada token é convertido em um vetor numérico, chamado embedding, que representa seu significado, e um segundo vetor é adicionado para codificar a posição do token na sentença.

O mecanismo central é a auto-atenção: para cada token, o modelo calcula o quão relevante todo outro token na entrada é, usando três vetores aprendidos por token — uma consulta, uma chave e um valor, de acordo com a IBM. Isso permite que o modelo pondere o contexto de qualquer lugar do texto de uma vez, em vez de ler palavra por palavra como arquiteturas mais antigas faziam. Transformadores apenas com decodificador, a arquitetura por trás de modelos como GPT, então geram texto autorregressivamente — prevendo um token por vez e alimentando esse token novamente para prever o próximo, explica IBM.

Pesquisa da Anthropic, publicada em seu site como 'Rastreando os pensamentos de um modelo de linguagem grande', descobriu que este processo de próximo token pode envolver mais planejamento do que aparenta de fora. Em um experimento, quando seu modelo Claude estava escrevendo uma linha de poesia, ativou características internas correspondentes a uma possível palavra que rima antes de escrever o resto da linha, e depois ajustou sua redação para alcançar essa palavra. Em outro teste, o modelo respondeu uma pergunta de múltiplas etapas — como identificar a capital do estado que contém Dallas — ativando primeiro uma representação interna para 'Texas' e depois recuperando 'Austin' separadamente, em vez de ir direto à resposta, Anthropic relatou.

Anthropic também encontrou uma lacuna entre a computação interna do modelo e sua própria descrição dessa computação: quando perguntado como realizou um cálculo matemático, Claude descreveu um método padrão, mas o processo interno que Anthropic rastreou usou uma abordagem diferente e paralela, combinando uma estimativa aproximada com rastreamento separado do dígito final.

Geração de imagem: removendo ruído passo a passo

A maioria das ferramentas modernas de texto para imagem, incluindo Imagen do Google, usam modelos de difusão, que funcionam na direção oposta da geração de texto. De acordo com a página de pesquisa Imagen do Google, o sistema começa com um modelo de linguagem grande congelado — T5-XXL — que converte o prompt de texto em um embedding, o mesmo tipo de representação numérica usada em modelos de texto. Os pesquisadores do Google observam que aumentar o tamanho deste codificador de texto melhorou a qualidade da imagem mais do que aumentar o tamanho da parte geradora de imagens do modelo.

Um modelo de difusão então pega esse embedding de texto e gera uma pequena imagem de 64x64 pixels. Ele faz isso começando com ruído visual aleatório e executando um processo iterativo de 'remoção de ruído', onde o modelo prediz e remove repetidamente um pouco de ruído, orientado pelo embedding de texto, até que uma imagem coerente de baixa resolução permaneça, de acordo com a descrição do Google. A imagem é então ampliada usando dois modelos de difusão adicionais, primeiro para 256x256 pixels e depois para 1024x1024 pixels, uma cascata que Google chama de difusão de super-resolução.

Para permitir que o modelo siga o prompt de texto mais de perto, a página de pesquisa do Google diz que Imagen introduz 'um novo amostrador de difusão com limiar', usado junto com um método conhecido como orientação sem classificador, que juntos permitem o uso de pesos de orientação muito maiores. Google relatou que em avaliações humanas, avaliadores julgaram a saída de Imagen como comparável a fotos de referência reais para corresponder ao prompt de texto, e a preferiram sobre outros sistemas de texto para imagem, incluindo DALL-E 2, em um benchmark que Google criou chamado DrawBench.

Geração de código: sugestões construídas a partir do contexto

Assistentes de codificação de IA como GitHub Copilot aplicam a mesma abordagem de previsão do próximo token baseada em transformadores usada para texto geral, mas treinada especificamente em código de programação e adaptada ao espaço de trabalho de um desenvolvedor. De acordo com a própria documentação do GitHub, Copilot opera em dois modos principais: um modo 'assistivo' que sugere código, responde perguntas ou explica código enquanto um desenvolvedor digita, e um modo 'agente' onde um desenvolvedor descreve um objetivo e Copilot trabalha através de múltiplas etapas — pesquisando o repositório, propondo um plano, editando arquivos e executando ferramentas para concluir uma tarefa.

A documentação do GitHub afirma que as capacidades do Copilot também se estendem a personalizações, como instruções específicas do repositório e integrações de ferramentas externas, e que alguns recursos funcionam de forma assíncrona, permitindo que um agente de codificação faça alterações e abra ou atualize solicitações de pull sem supervisão constante. GitHub não especifica publicamente cada modelo usado ou os detalhes técnicos completos de como o contexto é selecionado e passado para o modelo subjacente, de acordo com sua documentação atual.

Como os três se comparam

IA Generativa por tipo de saída
Tipo de saídaTécnica principalDo que o modelo começaExemplo
TextoTransformador autorregressivo; prevê o próximo tokenUma sequência de tokens (o prompt)Chatbots baseados em modelos como GPT ou Claude
ImagemDifusão; remove ruído orientado por um embedding de textoRuído visual aleatório mais um embedding de textoGoogle Imagen
CódigoTransformador autorregressivo treinado em código, com contexto de espaço de trabalho adicionadoTokens de código mais arquivos/contexto circundanteGitHub Copilot

Todas as três abordagens dependem de dados de treinamento: os padrões internos do modelo vêm do texto, imagens ou código ao qual foi exposto durante o treinamento, e sua saída é uma sequência ou imagem recém-gerada moldada por esses padrões aprendidos, em vez de uma cópia de qualquer exemplo de treinamento único.

Mostramos que grandes codificadores de texto pré-treinados congelados são muito eficazes para a tarefa de texto para imagem.

— Equipe de pesquisa Google Imagen

Perguntas

Qual é a tecnologia principal por trás de chatbots como ChatGPT ou Claude?
Eles usam uma rede neural transformadora que divide o texto em tokens, calcula como cada token se relaciona com todos os outros tokens através de auto-atenção, e então prevê o próximo token uma vez para construir uma resposta, de acordo com o explicador de transformadores da IBM.
Como um gerador de imagem de IA transforma um prompt de texto em uma imagem?
Em modelos como Google Imagen, um modelo de linguagem congelado converte o prompt em um embedding numérico, e um modelo de difusão começa com ruído aleatório e remove repetidamente ruído orientado por esse embedding até que uma imagem se forme, depois aumenta em etapas de difusão adicionais, de acordo com a página de pesquisa do Google.
Um modelo de IA planeja com antecedência ao escrever texto, ou apenas adivinha a próxima palavra?
A pesquisa de interpretabilidade de Anthropic encontrou evidência de planejamento limitado para frente em alguns casos — por exemplo, o modelo ativando uma palavra de rima alvo antes de compor o resto de uma linha poética — embora o modelo ainda gere texto token por token no final.
Como a geração de código de IA é diferente da geração de texto de IA?
Ambas dependem de previsão de próximo token baseada em transformadores, mas assistentes de codificação como GitHub Copilot são treinados em código de programação e extraem contexto adicional dos arquivos e repositório do desenvolvedor, e podem funcionar em um modo 'agente' que planeja e executa tarefas de codificação multi-etapas, de acordo com a documentação do GitHub.
A explicação do próprio Claude sobre seu raciocínio corresponde ao que realmente computou?
Nem sempre. Anthropic relatou que quando Claude foi perguntado como descreveu como resolveu um problema matemático, seu método declarado diferiu das etapas computacionais internas que os pesquisadores rastrearam, revelando uma lacuna entre o auto-relato do modelo e seu processo real.

Fontes

  1. Anthropic — Tracing the thoughts of a large language model
  2. Google Research — Imagen: Text-to-Image Diffusion Models
  3. GitHub Docs — About GitHub Copilot
  4. IBM — What is a Transformer Model?

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