No Campus com Helder Coelho

Prémio Turing para Valiant

Helder Coelho

“Se as pessoas não acreditam que a Matemática é simples, é porque não imaginam como a vida é complicada.”
Joseph Von Neumann, 1947

Quando Leslie Valiant ganhou o Prémio Turing (equivalente ao Nobel da Computação) referente a 2010, promovido pela ACM, o foco da justificação foi o trabalho então desenvolvido (as contribuições inovadoras) na teoria da aprendizagem computacional (vulgo Machine Learning), com ligações à Matemática e à Ciência Cognitiva, e na teoria da ciência da computação (nomeadamente, na Complexidade Computacional), o que permitiu avanços na Inteligência Artificial (IA), levando a aplicações do processamento da língua natural, do reconhecimento da escrita e da visão por computador. Mais propriamente, um modelo da aprendizagem (Probably Approximately Correct ou PAC) e algoritmos que adaptam o seu comportamento, em resposta à realimentação do ambiente envolvente. Os grupos de I&DE da IA abraçaram o seu ponto de vista, nos anos seguintes, através da conceção de ferramentas críticas para o projeto de sistemas inteligentes (casos da Google, Apple, IBM, Facebook, Amazon, Microsoft), como o Watson da IBM.

O que impressionou, e também o júri do Prémio, foram as intuições e a sua perspicácia para a interdisciplinaridade, além da criatividade das ideias e a sua enorme aplicabilidade (Medicina, Processamento de Imagens, Teoria dos Jogos, Transportes).

Valiant acredita que a ciência da aprendizagem permanece apenas explorada parcialmente, e que o uso das previsões (via a Aprendizagem) no mundo atual, tão sujeito às mudanças e às surpresas, é particularmente interessante. Por exemplo, os sistemas biológicos são altamente adaptativos, e compreender o que eles fazem, passo a passo, e porquê tem êxito, levaram-no a considerá-los como tópicos ideais para uma teoria da aprendizagem e da ciência da computação.

A escolha mais crítica para um cientista tem a ver com os problemas em que vai trabalhar, e assim Valiant isolou uma das questões que foi a que se refere à possibilidade de especificar o que significa para um processo mecânico (mecanismo) aprender efetivamente. Se defendemos que uma máquina pode fazer isto, o que é razoável então perguntar, questionou Valiant. A sua definição de aprendizagem, provavelmente e aproximadamente correta (PAC), é uma especificação. É quantitativa e assim deu-lhe um modo de comparar os algoritmos diferentes de aprendizagem, em relação a quanta computação fazem, a quantas experiências necessitam, e a quão bem generalizam. E, de facto, isto permitiu desenvolver algoritmos de aprendizagem mais úteis.

A procura de algoritmos, por detrás da vida, levou Valiant a inventar o conceito de ecoritmo (algoritmo de aprendizagem cujo desempenho é avaliado contra a entrada que recebe de um mundo não controlado e imprevisível) para se aproximar dos mistérios da evolução e da mente. O mundo biológico, no seu núcleo, é computacional e esta convicção de Valiant enraíza-se na equivalência que ele encontra entre os cérebros e os computadores. Por exemplo, a classificação automática das caras de gatos, em fotografias, é hoje possível através de redes de aprendizagem profunda (DeepLearning). A ideia dos ecoritmos é explorar computacionalmente organismos biológicos ou espécies inteiras. E, isto, inspira-se na equivalência entre os modos como os indivíduos aprendem e como também evoluem os sistemas ecológicos, o que poderá conduzir à fusão das ciências da vida com a ciência da computação.

Mas o que é a aprendizagem? É um tipo de cálculo, onde o objetivo é realizar um bom desempenho num mundo que não é modelado à frente do tempo. Um algoritmo de aprendizagem recebe observações desse mundo, e decide o que fazer, sendo depois avaliado pela decisão que for tomada. Ora, todo o conhecimento que qualquer indivíduo tem deve ser adquirido quer através da aprendizagem, ou via um processo evolucionário. E, se isto é verdade, então a aprendizagem individual e os processos evolucionários deverão ter uma teoria unificada para fornecer as explicações.

Para Valiant, a computação é uma ferramenta para estudar as ciências naturais, e o grande interesse de Alan Turing (pioneiro da computação e da IA) era precisamente os fenómenos naturais, em particular a inteligência, os limites do cálculo mecânico e a formação de padrões. Valiant acredita que os algoritmos, que a natureza usa, são sensíveis e compreensíveis, e que não precisa de intuições que nós somos incapazes de ter. Valiant pensou que a inteligência é também feita com processos tangíveis, mecânicos e compreensíveis. E, por isso é que compreendemos a inteligência que colocamos nas máquinas, de forma a tornar o seu comportamento suficientemente previsível. Quer isto dizer, que não devemos recear as super inteligências, e, também, que elas ultrapassem a nossa capacidade de as controlar.

Referências
Valiant, L. Evolvability, Journal of the ACM, 2007.
Searching for the Algorithms Underlying Life, Valiant Interview by Quanta Magazine, January 28, 2016.

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
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O 1.º Workshop de Investigação na RAEGE Açores ocorreu entre 8 e 11 de maio de 2025 nas instalações da RAEGE na ilha de Santa Maria.

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A Faculdade de Ciências reconhece e celebra a excelência dos nossos cientistas que inspiram e impulsionam o avanço contínuo da ciência, conhecimento e inovação.

Tartaruga no oceano

Acaba de ser publicado na revista npj Ocean Sustainability do grupo Nature um artigo liderado por Catarina Frazão Santos, professora da Ciências, investigadora no Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE) e investigadora honorária na Universidade de Oxford, que estabelece um novo rumo para a proteção dos oceanos. O artigo reúne uma equipa de cientistas de Portugal, Estados Unidos, Itália, Canadá e Reino Unido que propõe caminhos para otimizar sinergias entre o ordenamento do espaço marinho (OEM) e o planeamento de áreas marinhas protegidas (AMP), em especial num contexto de alterações climáticas.

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Entrevista com Joel Laia, um dos finalistas de Ciências da competição “Três Minutos de Tese – Universidade de Lisboa” - 3MT ULisboa 2025, que se realiza a 22 de maio, pelas 18h00, no Pavilhão de Portugal. O jovem frequenta o programa de doutoramento em Biodiversidade, Genética e Evolução.

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Reflexão sobre o desenho urbano e o planeamento do espaço público: áreas verdes saudáveis requerem complexidade ecológica, e não apenas árvores espalhadas como ornamentos urbanos. Artigo da autoria de António Vaz Pato e David Avelar, guardiões da HortaFCUL

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Esta é já a 3.ª edição que a ULisboa promove e Ciências esteve envolvida desde o início, com estudantes finalistas e premiados em todas as edições.

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A 24.ª edição do Dia Aberto juntou mais de 2500 alunos dos ensinos básico e secundário de cerca de 350 escolas de norte a sul do País e dos Açores. O programa incluiu cerca de 150 atividades. Leia os testemunhos de quem participou no evento e consulte a fotogaleria.

Cecília Rodrigues, Luís Carriço, Conceição Freitas e Luis Ferreira

Conceição Freitas, professora da Faculdade, tomou posse como presidente do Conselho Científico (CC) da CIÊNCIAS, no passado dia 7 de maio, na Reitoria da ULisboa. Este é o segundo mandato de Conceição Freitas como presidente do CC.

Jorge Relvas e Rui Agostinho

No Dia de Ciências 2025 a Direção da Faculdade de Ciências homenageou o professor aposentado Rui Agostinho reconhecendo o seu impacto na sociedade 2024. A apresentação da distinção coube a Jorge Relvas, subdiretor da Faculdade. Leia o discurso de agradecimento de Rui Agostinho na notícia.

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A Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (ULisboa) integra o top 10 do estudo “RepScore™ 2025 - Reputação das marcas em Portugal”, na categoria ensino superior, da consultora OnStrategy.

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Ana Cachudo, de 34 anos, natural de Lisboa, é licenciada em Química, pela Faculdade. Este ano letivo, começou a dar aulas de Físico-Química, Física e Química no Colégio Vasco da Gama. Ana Cachudo assistiu à palestra da Faculdade com entusiamo durante o Futura-te, uma atividade do Colégio. Enquanto aluna foi monitora do Dia Aberto. Agora pensa trazer os alunos à Faculdade porque se trata de uma atividade interessante.

Foto do átrio do edifício C3

A Faculdade de Ciências comemorou no dia 29 de abril o seu 114.º aniversário com a celebração do Dia de Ciências. A cerimónia decorreu ao longo da tarde e foi marcada pelo reconhecimento da excelência, reflexão sobre os desafios futuros e pela valorização da comunidade de Ciências.

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Cassilda Paz, de 59 anos, natural de Almancil, em Faro, licenciada em Matemática, nesta faculdade, é professora de Matemática na Escola Secundária de Camões, em Lisboa, desde 2013. Antes, esteve 20 anos na Escola Artística António Arroio e um ano na Escola Filipa de Lencastre. A sua profissão ajuda a definir gerações.

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Quatro professoras do Departamento de Informática de CIÊNCIAS assinaram um artigo de opinião para assinalar o Girls in ICT Day.

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No próximo dia 7 de maio, a Faculdade de Ciências abre portas a milhares de estudantes do ensino secundário no Dia Aberto 2025.

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José Carvalho SoaresÉ com profundo pesar que a Faculdade de Ciências comunica o falecimento de José Carvalho Soares, professor aposentado do Departamento de Física, o

O investigador do MARE – Centro de Ciências do Mar e do Ambiente e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), José Ricardo Paula, foi distinguido com u

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A saúde começa no bem-estar — e o bem-estar também passa pela saúde sexual. Foi neste espírito que o projeto Ciências em Harmonia recebeu, na passada terça-feira, 15 de abril de 2025, a sexóloga e comunicadora Tânia Graça, num evento que encheu o Grande Auditório da Faculdade de Ciências.

Desejamos a todos os membros da comunidade da Faculdade de Ciências uma Boa Páscoa junto dos seus familiares e amigos.

Avaliação de Unidades de I&D 2023/2024

Já estão disponíveis os resultados do processo de avaliação das Unidades de I&D 2023/2024 da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), realizado por painéis de especialistas internacionais independentes. As avaliações, divulgadas no passado dia 15 de abril, revelam que, de um total de 13 Centros de I&D de CIÊNCIAS, 12 foram classificados como Excelente ou Muito Bom.

O primeiro prémio da 6.ª edição do Concurso de Ideias para a Sustentabilidade foi atribuído ao projeto ‘Keyhole Garden - A chave para a fertilidade’. A proposta, redigida pelos guardiões da HortaFCUL em colaboração com Cristina Cruz, professora de CIÊNCIAS e investigadora no CE3C - Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais, sugere a criação de hortas-compostores à porta dos bares e cafetarias do campus, como uma forma de aproveitar os resíduos orgânicos trazidos pelos membros da nossa comunidade académica.

Mergulho científico em campanha de monitorização da biodiversidade subaquática ao largo da costa da Ilha da Madeira

O Laboratório Associado ARNET – Aquatic Research NETwork | Rede de Investigação Aquática é uma rede multi-institucional, de dimensão nacional, estabelecida em 11 instituições nacionais e composta por 742 investigadores.

CIÊNCIAS integra o consórcio que, no âmbito de um memorando de entendimento, assinado no passado dia 9 de abril, no Palácio dos Marqueses de Pombal, em Oeiras, dará origem ao futuro Instituto para o Desenvolvimento Sustentável, uma iniciativa inovadora que reúne a Câmara Municipal de Oeiras, várias Escolas e a própria Reitoria da Universidade de Lisboa (FCUL, ISEG, IST, ISA), e a empresa intermunicipal TRATOLIXO.

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