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Clusterização: o que é, importância e aplicações

5 de fevereiro de 2021

Termos como clusterização têm suas origens no extenso vocabulário tecnológico que vem dos países de língua inglesa.


Mas o que isso significa no contexto tecnológico e de profissionais que trabalham com dados?

É o que vamos mostrar neste conteúdo. Avance na leitura para entender o conceito, sua importância e aplicações.


O QUE É CLUSTERIZAÇÃO?


“Cluster”, em inglês, significa “grupo”.


Portanto, clusterizar nada mais é do que agrupar.


Esse agrupamento, por sua vez, pode ser de um conjunto de dados, de clientes, de computadores ou o que mais for necessário.


Assim, o termo é utilizado com mais frequência por desenvolvedores, profissionais de marketing, TI ou cientistas de dados, os quais recorrem à clusterização como forma de organizar dados ou segmentá-los.


AFINAL, TUDO PODE SER CLUSTERIZADO?


De certo modo, qualquer tipo de dado, desde que seja quantificável em grandes escalas, é passível de clusterização.


Veja o que faz uma equipe de marketing, por exemplo.


Ao clusterizar clienteso objetivo é facilitar a realização das suas estratégias, já que seria humanamente impossível segmentar promoções de acordo com cada indivíduo.


Nesse caso, criam-se clusters de consumidores de maneira a facilitar as ações e a posterior análise dos resultados.


POR QUE A CLUSTERIZAÇÃO É IMPORTANTE?


O mesmo princípio se aplica quando se trabalha com dados em grandes volumes, ou seja, a partir do Big Data.


A clusterização, nesse contexto, é a forma que profissionais da área encontram para agrupar diferentes dados em categorias com características comuns.


Seria o caso de uma desenvolvedora que, ao cuidar da arquitetura dos dados de um cliente do ramo varejista, distribuísse os dados do estoque por mercadorias, preços, tamanho, volume, entre outras referências.


QUAIS SÃO AS APLICAÇÕES DA CLUSTERIZAÇÃO?


Por ser um princípio de trabalho muito abrangente, ela pode ser aplicada nos casos mais variados.


Vamos ver alguns deles com mais detalhes?


NOS CLIENTES


Quando o objetivo é clusterizar clientes, como vimos no exemplo dos profissionais de marketing, a ideia é formar grupos com traços em comum como forma de segmentação.


Para isso, poderiam ser criados clusters com mulheres entre 35 e 50 anos, um para homens nessa mesma faixa etária, outro de mulheres moradoras da capital paulista, outro com homens moradores do centro e por aí vai.


NOS PRODUTOS

O cluster de produtos segue uma lógica parecida com o de clientes.


Nesse caso, o que varia, obviamente, é o objeto da clusterização, que passa a ser toda a linha de produtos com que uma loja trabalha.


As redes varejistas fazem muito isso, agrupando suas mercadorias por categoria, preços, público-alvo, entre outros critérios.


NOS DADOS


Já o objetivo da clusterização de dados tem mais a ver com a sua operacionalização.


Assim, os dados são organizados por clusters tendo em vista consultas futuras ou para facilitar o acesso por parte dos usuários dos softwares e sistemas de uma empresa.


CLUSTERIZAÇÃO DE SERVIDORES


Há, ainda, a clusterização de servidores, na qual cada computador que se liga a um servidor é chamado de nó.


Esse é um recurso utilizado por empresas de cloud computing, SaaS, IaaS e PaaS para assegurar amplo acesso dos seus clientes aos respectivos sistemas.


Desse modo, é possível manter os serviços online e reduzir o risco de quedas.


O QUE É ALGORITMO DE CLUSTER?


Assim como o Google depende de algoritmos para estabelecer critérios ao mostrar resultados nas buscas, o mesmo acontece com processos de clusterização.


Portanto, um algoritmo de cluster é a regra a ser obedecida sempre que um objeto tiver que ser enquadrado em uma categoria qualquer.


PARA QUE SERVE E COMO FUNCIONA O ALGORITMO DE CLUSTER?


Por sua vez, todo algoritmo precisa de comandos que possam ser lidos numericamente para serem processados.


Dessa maneira, os algoritmos de cluster funcionam com base em linhas de comandos que expressam critérios em forma de gráficos.


É como se os objetos a serem clusterizados fossem agrupados conforme a maior ou menor distância em relação a um outro com que tenham características comuns.


QUAIS SÃO OS ALGORITMOS DE CLUSTER MAIS USADOS?


Programadores, desenvolvedores e cientistas de dados, em geral, trabalham com dois algoritmos de clusters.


Vamos conhecê-los agora.


K-means Clusters


No algoritmo conhecido como K-means, clusters diferentes podem ser dispostos em um gráfico hipotético.


Nele, o centro de cada cluster chama-se centroide, no qual é calculada a média dos valores para um cluster.


Desse modo, o algoritmo buscará o centroide mais perto, usando métricas de distância e atribuindo um ponto encontrado ao cluster mais próximo dele.


Clusterização hierárquica


Já no clustering hierárquico, o algoritmo constrói uma hierarquia de clusters disposta em forma de dendrograma.


Ela é feita atribuindo todos os pontos de dados a um cluster específico.


Então, dois clusters mais próximos são ligados em um único cluster, processo que se repete em iteração até restar apenas um cluster só.


COMO A CLUSTERIZAÇÃO PODE SER DEFINIDA?



algoritmo-de-cluster


Existem diversas maneiras de se agrupar dados e objetos em clusters, ainda que, de certo modo, todas elas sejam variações do algoritmo K-means.


É onde são conhecidos os modelos de clusterização que tomam como referência princípios estatísticos de distribuição de amostras e de resultados.


Destacamos, a seguir, os quatro mais conhecidos.


MODELOS DE DISTRIBUIÇÃO


Nesse modelo, os agrupamentos são formados considerando a probabilidade de que todos os pontos de dados em um cluster sejam da mesma distribuição, seja ela gaussiana ou normal.


MODELOS DE CONECTIVIDADE


Por sua vez, o modelo de conectividade organiza dados e objetos em cluster tendo como regra a proximidade.


Ou seja, quanto mais próximo um ponto estiver do outro, maiores serão as chances de pertencerem a um mesmo cluster.


MODELOS CENTROIDES


O algoritmo K-means é o modelo centroide por excelência.


Nele, a similaridade entre dados é considerada a partir da proximidade de um ponto de dados ao chamado centroide dos clusters.


São modelos executados iterativamente, ou seja, em uma espécie de “looping” a fim de encontrar o melhor local para agrupar dados.


MODELOS DE DENSIDADE


Já no modelo de densidade, o que conta é a densidade dos dados agrupados em um gráfico hipotético.


É diferente do K-means, em que os objetos clusterizados se organizam a partir de um centroide.


CONCLUSÃO


A clusterização de dados é fundamental para embasar análises de dados.


Por isso, vale a pena se aprofundar nesse conceito e conhecer as ferramentas usadas em seus processos.

Entre elas, está o Tableau, software de Business Intelligence líder de mercado.


Também vale citar o Data Robot, de grande apoio ao tratamento de dados, e o Alteryx, que permite realizar análises profundas e com dados de fontes diversas.


Todos eles fazem parte das soluções analíticas oferecidas pela FiveActs, que pode ajudar você também de outras formas.


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O Databricks Mosaic AI Model Serving é uma plataforma que permite aos usuários criar, treinar e implementar modelos de inteligência artificial personalizados, utilizando dados específicos de sua organização. Ele se integra com outras ferramentas da Databricks, como o Databricks Lakehouse Platform, para facilitar a análise de dados e a geração de insights avançados. Deste modo, esta ferramenta representa um avanço significativo na integração de LLMs em fluxos de trabalho analíticos, prometendo transformar a maneira como os analistas de dados e profissionais de BI interagem com a inteligência artificial e oferecendo uma abordagem sem código, que torna a tecnologia avançada acessível e eficaz. O que é o Mosaic AI Model Serving? O Mosaic AI Model Serving fornece uma interface unificada para implantar, controlar e consultar modelos de AI. Cada modelo servido está disponível como uma API REST que pode ser integrada ao seu aplicativo da Web ou cliente. O serviço oferece alta disponibilidade e baixa latência para modelos implantados, ajustando-se automaticamente à demanda, economizando custos de infraestrutura e otimizando o desempenho. Essa funcionalidade utiliza computação serverless. A plataforma oferece suporte para: Modelos personalizados: Pacotes de modelos Python no formato MLflow, que podem ser cadastrados no Unity Catalog ou no workspace do registro de modelo. Exemplos incluem Scikit-Learn, XGBoost, PyTorch e Hugging Face. Modelos de última geração: Modelos básicos selecionados que suportam inferência otimizada, como Llama-2-70B-chat e Mistral-7B, disponíveis para uso imediato. Modelos externos: Modelos de IA generativos hospedados fora da Databricks, como GPT-4 da OpenAI e Claude da Anthropic. O que são LLMs? Large Language Models (LLMs) são modelos de inteligência artificial treinados em grandes quantidades de dados textuais para entender, gerar e responder a texto de maneira semelhante à humana. Eles são capazes de realizar uma variedade de tarefas de processamento de linguagem natural (NLP), como tradução de idiomas, resumo de textos, resposta a perguntas e geração de texto. Integração Eficiente de LLMs Embora os LLMs ofereçam respostas rápidas e precisas a perguntas específicas, seu verdadeiro valor é realizado quando integrados aos processos de ponta a ponta. O Databricks Model Serving facilita essa integração, permitindo que respostas geradas por LLMs alimentem fluxos de trabalho contínuos no Databricks Lakehouse Platform e aplicativos de IA em tempo real. Aplicações de IA na Prática As capacidades desta solução são vastas, englobando três principais áreas de aplicação: Mineração de Texto: Estruturação de informações não estruturadas para acelerar a obtenção de insights a partir de grandes volumes de dados. Exemplos incluem a classificação e o resumo de textos. Geração de Conteúdo: Criação de novos conteúdos a partir de dados existentes, como a elaboração de e-mails comerciais, apresentações de PowerPoint e até mesmo código de programação. Recuperação de Informações: Extração e reorganização de informações de múltiplas fontes para facilitar o consumo e a tomada de decisão. Exemplos incluem a pesquisa em documentos e a criação de relatórios detalhados. Facilitação do Processo Analítico O Databricks Model Serving é mais do que uma interface de chat. Ele oferece uma integração profunda com o Databricks Lakehouse Platform, abrangendo desde a preparação de dados até a validação de respostas e tarefas específicas de casos de uso. Essa integração proporciona uma navegação intuitiva e sem código através do complexo cenário da IA generativa. Escolhendo o LLM Certo Um dos principais desafios na utilização de LLMs é selecionar o modelo adequado para cada tarefa. O Databricks Model Serving simplifica esse processo com uma estrutura de avaliação que considera tamanho, velocidade e custo, além de fornecer métricas de desempenho líderes do setor. Personalização com Dados Proprietários O desempenho dos LLMs pode ser significativamente aprimorado com a incorporação de dados proprietários. O Databricks Model Serving oferece várias formas de fazer isso: Ajuste Fino do Modelo: Para um controle detalhado sobre o desempenho do modelo. Geração de Aumento de Recuperação (RAG): Para adicionar conhecimento externo e reduzir a alucinação. Segurança e Privacidade de Dados A segurança é uma prioridade no Databricks Model Serving. A ferramenta permite que os LLMs sejam hospedados em ambientes de dados privados, garantindo que as interações e dados permaneçam seguros dentro da organização. Isso proporciona controle total e aderência às políticas de governança de dados. Benefícios e Vantagens Interface unificada: Gerencie todos os modelos em um único local e consulte-os com uma única API, simplificando o processo de experimentação, personalização e implantação. Personalização segura: Integração com o Databricks repositório de recursos e Mosaic AI Vector Search, permitindo ajuste fino com dados proprietários. Governança e monitoramento: Gerencie centralmente todos os endpoints do modelo, definindo permissões e monitorando a qualidade. Redução de custos: Otimizações garantem a melhor taxa de transferência e latência, ajustando-se automaticamente à demanda. Alta disponibilidade e segurança: Suporta mais de 25 mil consultas por segundo com latência de menos de 50 ms, protegendo dados com múltiplas camadas de segurança. Conclusão O Databricks Model Serving é uma ferramenta que capacita analistas a alavancar o poder dos LLMs de maneira eficiente e segura. Com sua abordagem sem código e integração perfeita com o Databricks Lakehouse Platform, ele transforma processos analíticos, impulsionando a automação e a tomada de decisões rápidas e informadas. A Five Acts já está conduzindo seus clientes nessa jornada de inovação, pronta para se adequar a essa tendência do mercado que promete transformar o futuro das análises de dados nos próximos anos. Entre em contato com um de nossos consultores e descubra como podemos ajudar sua empresa a tratar os dados como um diferencial estratégico.
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