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
Representantes da Delta Soluções, Nevaro, Vawlt e equipa do Tec Labs no Web Summit 2019

O Tec Labs voltou a marcar presença no Web Summit, com a Delta Soluções, a Nevaro, a Vawlt Technologies e a UpHill, segundo o blog do Centro de Inovação da Faculdade. Entretanto, já é possível efetuar o pré-registo na edição 2020 do mediático certame dedicado à inovação tecnológica.

Maria Elvira Callapez e Vânia Carvalho, do Museu de Leiria, recebem o prémio das mãos de Thomas Misa, presidente da SHOT e Arwen Mohun, presidente eleita da SHOT

A exposição “Plasticidade – uma História dos Plásticos em Portugal” - em exibição no Museu de Leiria - ganhou o Dibner Award for Excellence in Museum Exhibits. A exposição premiada é uma das metas do projeto “O Triunfo da Baquelite – Contributos para uma História dos Plásticos em Portugal”, coordenado por Maria Elvira Callapez, investigadora do polo da Ciências ULisboa do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia.

 2.ª edição do prémio “Internet +” de inovação e empreendedorismo da China e países de língua portuguesa para estudantes universitários

A Nevaro, uma spin-off da Ciências ULisboa, fundada por Francisca Canais e Rita Maçorano, duas alunas do mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (MIEBB), e por Hugo Ferreira, professor do Departamento de Física e investigador do Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica da Faculdade, participou na 2.ª edição do prémio “Internet +” de inovação e empreendedorismo da China e países de língua portuguesa para estudantes universitários, ganhando no final do concurso o prémio de bronze.

Galeria Ciências

"Visitar esta exposição é entrar na pesquisa de Katrin von Lehmann sobre o desenho usando o método artístico de experimentação, assim como na aventura interdisciplinar que pretende, a partir da Filosofia, perceber um pouco mais das possíveis relações entre Arte e Ciência." Crónicas em Ciências com Catarina Pombo Nabais, curadora da exposição.

Encontro sobre Mamíferos Marinhos

 A 1.ª edição do Encontro sobre Mamíferos Marinhos (EMMA 2019) realiza-se em Ciências ULisboa, no auditório da FCiências.ID, sito no edifício C1, piso 3, no próximo dia 15 de novembro, e visa reunir a comunidade científica e empresarial que trabalha com mamíferos marinhos em Portugal.

20 de outubro comemorou-se o Dia Europeu da Estatística

O Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa juntou-se à celebração do Dia Europeu da Estatística pelo 4.º ano consecutivo, numa sessão com três convidados de peso - Hygor Piaget, Carlos da Camara e Vitor Sousa - que apresentaram de forma clara a Estatística como pilar transversal da ciência.

Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa e coordenadora do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas, visitou este ano a Naturalist, uma empresa startup, sediada na ilha do Faial, nos Açores e que integra investigadores da Faculdade e do Centro de Ciências do Mar e Ambiente.

Em plena emergência climática, um grupo de investigadores desenvolveu um novo método de criar hidrogénio a partir da água e que pode fomentar novas oportunidades para a captura de energia renovável. “Este estudo permite uma melhor compreensão dos resultados experimentais e poderá guiar estudos futuros da mesma linha temática”, refere Nuno A. G. Bandeira, investigador do DQB Ciências ULisboa, do CQB, do BioISI e um dos autores do artigo.

Margarida Dionísio Lopes, João Brito, Inês Ramos, Débora Borges Santos com Luís Carriço

A equipa Nikola Tesla foi a grande vencedora desta segunda edição dos Innovation Days, com a Keep on Care, uma aplicação que ajuda os cuidadores informais a organizarem as suas atividades e a contactarem especialistas. Leia a crónica publicada no blog do Centro de Inovação da Faculdade.

Topografia de um modelo geodinâmico

Um novo estudo publicado na prestigiada revista Nature Communications e no qual estiveram envolvidos João C. Duarte, investigador do DG Ciências ULisboa e do IDL e Filipe M. Rosas, professor do DG Ciências ULisboa e investigador do IDL, mostrou que a resposta a esta pergunta se encontra na fronteira entre o oceano Pacífico e a margem continental do este asiático, junto ao Japão e às Filipinas, já que nesta zona existe um limite de placas tectónicas caracterizado pela presença de grandes zonas de subducção, onde diversas placas tectónicas mergulham umas sob as outras.

Ondas de calor de 1 a 7 de agosto de 2018 (à esquerda) e de 24 a 30 de junho de 2019 (à direita). As cores indicam o número de dias com intrusão de massa de ar quente proveniente do norte de África. Os pontos a negro identificam as regiões que, pela primeira vez (pelo menos desde 1948), foram afetadas por uma massa de ar com essas características

Um grupo de investigadores descobriu que as intrusões de massas de ar provenientes do Saara aumentaram de frequência, particularmente desde meados da década de 1970, concluindo ainda que estes fenómenos atingem latitudes cada vez mais a norte no espaço europeu. O grupo integra investigadores de Ciências ULisboa e do IDL, entre outras instituições portuguesas e estrangeiras.

A equipa de cerca de 170 EU Careers Ambassador de 2019/2020 de vários países da UE

No ano letivo de 2019/2020, todos os estudantes de Ciências ULisboa que tenham interesse e dúvidas sobre as carreiras da União Europeia (UE) poderão contactar Catarina Hoosseni por email eucareers.fcul@gmail.com ou via LinkedIn! A aluna de Ciências ULisboa do último ano do mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica está disponível para aconselhar e explicar todo o processo de recrutamento na UE!

Comité de Gestão da Ação COST CA15216 reuniu-se em Ciências ULisboa

Comité de Gestão da Ação COST CA15216 reuniu-se no campus da Ciências ULisboa. O objetivo desta ação é decifrar os segredos dos organismos que produzem bioadesivos e usar as suas propriedades invulgares, nomeadamente boa adesão na presença de fluidos, convertendo-os em novos produtos com aplicações médicas e industriais.

Propagação de bactérias (E.coli) num meio com obstáculos. Cada linha representa a trajetória de uma bactéria diferente

Estudo da UCL e do CFTC Ciências ULisboa pode ser útil no controlo de ecossistemas microbióticos e no desenvolvimento de dispositivos médicos. Entrevista com Nuno Araújo e Vasco Braz, autores do artigo publicado na Nature Communications.

Propagação de bactérias (E.coli) num meio com obstáculos. Cada linha representa a trajetória de uma bactéria diferente

A propagação de bactérias perto de superfícies é fortemente influenciada pela presença de obstáculos. Investigadores da University College London, no Reino Unido e do Centro de Física Teórica e Computacional da Ciências ULisboa publicaram recentemente um estudo na revista Nature Communications, cujos resultados contribuem para o conhecimento de uma das áreas mais ativas da Física da Matéria Condensada - o estudo de matéria ativa em ambientes complexos.

"Quando há 50 anos, em julho de 1969, astronautas norte-americanos (missão Apollo 11) pousaram pela primeira vez na Lua as suas impressões registaram uma imensa desolação. O ambiente, sem vida ou atmosfera, que aí foram encontrar quadrava bem com o nome atribuído à grande planície crivada de crateras onde haviam chegado: o Mar da Tranquilidade." Crónicas em Ciências com Luís Tirapicos.

Campus Ciências ULisboa

No passado dia 4 de outubro ocorreu um incidente num laboratório do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE), em Ciências ULisboa.O edifício foi evacuado e dado o alerta para os meios externos de socorro, que em articulação com o sistema de segurança da Faculdade rapidamente controlaram a ocorrência.Não houve qualquer vítima, nem danos materiais a registar.

LMG

Investigação liderada por cientistas do polo da Ciências ULisboa do MARE revela como os mutualismos de limpeza marinhos lidam com o aquecimento e acidificação dos oceanos. José Ricardo Paula, primeiro autor do artigo publicado recentemente na revista Scientific Reports do grupo Nature, está inscrito no doutoramento de Biologia - especialidade de Biologia Marinha e Aquacultura e sempre foi apaixonado por comportamento animal, cooperação e mutualismos - especialmente debaixo de água.

 LxUs

"Fomos os mais rápidos, mas não conseguimos trazer o troféu para casa. Não importa, a jornada já foi o próprio prémio." Crónicas em Ciências com o professor Hugo Ferreira. O tema em foco é a competição internacional de estudantes universitários SensUs e a equipa da ULisboa que competiu ao lado de outras 13, provenientes de universidades da Europa, América do Norte, China e Egito.

Projeto RESISTIR visa apoiar e implementar novos sistemas de medicina preditiva, personalizada, preventiva e participativa

Ciências ULisboa e a Maxdata Software apresentam a 26 de setembro, entre as 14h00 e as 17h45, na sala de atos, no edifício C6, no campus da Faculdade, os principais resultados do RESISTIR. O projeto visa apoiar e implementar novos sistemas de medicina preditiva, personalizada, preventiva e participativa e insere-se num consórcio que junta o BioISI, o LaSIGE; entidades empresariais na área de eHealth e diversas instituições de saúde.

Um grupo de investigadores da ULisboa está cada vez mais perto de conseguir criar um processo economicamente viável de reciclagem do dióxido de carbono responsável pelo efeito de estufa

Um grupo de investigadores da ULisboa está cada vez mais perto de conseguir criar um processo economicamente viável de reciclagem do dióxido de carbono responsável pelo efeito de estufa. Paulo N. Martinho, investigador de Ciências ULisboa, coordenou este trabalho, que dada a relevância dos resultados obtidos foi capa recentemente de uma das edições da conceituada revista Chemistry – A European Journal.

Rebecca Bell

Rebecca Bell, professora do Imperial College London, no Reino Unido, é a oradora da palestra do distinguished lecturer programme do European Consortium for Ocean Research Drilling (ECORD), coorganizada pelo Instituto Dom Luiz Ciências ULisboa. A especialista em Tectónica irá falar sobre um novo tipo de sismos, os chamados sismos lentos.

João Ricardo Silva, Deyi Xiong, António Branco, Changjian Hu, diretor do Grupo de Linguagem Natural da Lenovo, Rodrigo Santos e João Rodrigues

Um grupo de investigadores do Grupo de Fala e Linguagem Natural (NLX) do Departamento de Informática de Ciências ULisboa visitou, em julho passado, o Laboratório de Inteligência Artificial da Lenovo, no âmbito de um projeto de intercâmbio científico, coordenado por António Branco, professor do DI e coordenador do NLX.

Siluro marcado na albufeira da Barragem de Belver por investigadores do projeto FRISK

FRISK visa descobrir as rotas predominantes de chegada dos novos peixes não indígenas através da utilização integrada de ferramentas moleculares, modelação espacial, seguimento dos movimentos dos peixes e ciência cidadã. Leia a crónica de Filipe Ribeiro, investigador principal do projeto e do polo de Ciências ULisboa do MARE.

Campus Ciências ULisboa

Ciências ULisboa continua a ser uma referência no ensino superior, preenchendo a totalidade das vagas na 1.ª fase do Concurso Nacional de Acesso ao ensino superior. Leia o artigo de Pedro Almeida, subdiretor da Faculdade.

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