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
Michele Vendruscolo, Ehud Gazit e Kresten Lindorff-Larsen

A propósito do arranque do projeto europeu TWIN2PIPSA, irá decorrer na Ciências ULisboa, entre os dias 1 e 3 de fevereiro de 2023, uma série de conferências plenárias, abertas a toda a comunidade académica, proferidas por especialistas das universidades parceiras do projeto: Michele Vendruscolo, da Universidade de Cambridge; Ehud Gazit, da Universidade de Tel Aviv; e Kresten Lindorff-Larsen, da Universidade de Copenhaga.

Artigo em homenagem ao professor do Departamento de Educação da Ciências ULisboa, Eduardo Veloso, falecido em dezembro de 2022, da autoria de Suzana Nápoles, professora aposentada do DM Ciências ULisboa.

Ana Marta de Matos

Novo artigo da autoria de Ana Marta de Matos, investigadora do Centro de Química Estrutural, do Institute of Molecular Sciences, sobre o potencial terapêutico dos antibióticos à base de açúcares, foi publicado a 24 de janeiro, na 4.ª edição da revista European Journal of Organic Chemistry, uma publicação dedicada à Química Orgânica. O artigo foi destacado na capa da revista.

Tarantula Nebula

Dois investigadores da Ciências ULisboa integram a nova direção da Sociedade Portuguesa de Astronomia, que tomou posse a 1 de janeiro.

espaço da exposição

Entrevista a José María Moreno Madrid, curador da exposição “A Porta do Pacífico: Uma viagem cartográfica pelo Estreito de Magalhães”, inaugurada no dia 3 de novembro de 2022. A exposição constitui uma mostra cartográfica sobre a construção da imagem do Estreito de Magalhães nos inícios da Idade Moderna. Pode ser visitada até junho de 2023, na Galeria de Ciências (Edifício C4).

Margarida Amaral

Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade e investigadora principal do grupo de investigação em Fibrose Quística, no BioISI, integra o Conselho de Acompanhamento Científico da Emiliy’s Entourage.

David Moreno, Vicente Miguel e Pedro Gil

A Fundação Calouste Gulbenkian atribuiu Bolsas Gulbenkian Novos Talentos a três estudantes de mérito da Ciências ULisboa das áreas de Matemática, Física e Biologia. David Moreno, Pedro Gil e Vicente Miguel vão participar no desenvolvimento de um projeto de investigação ao longo de um ano.

ilustração SARS-CoV-2

Um novo estudo liderado por Luís Graça, investigador principal Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes (iMM) e professor catedrático da Faculdade de Medicina da ULisboa, e por Manuel Carmo Gomes, professor associado com agregação da Ciências ULisboa, ambos membros da Comissão Técnica de Vacinação contra a COVID-19 (CTVC) da Direção Geral de Saúde (DGS), publicado em janeiro na revista científica Lancet Infectious Diseases, mostra que a proteção conferida pela imunidade híbrida contra a subvariante de SARS-CoV-2 Omicron BA.5, obtida pela infeção de pessoas vacinadas, mantém-se até pelo menos oito meses após a primeira infeção.

grupo das raparigas e uma pessoa da organização

Estudantes da Ciências ULisboa representaram a Faculdade no Digital Health Summit 2022, um encontro internacional dedicado ao futuro dos cuidados de saúde, promovido pela empresa Premivalor. Os alunos, organizados em dois grupos, apresentaram os projetos “The Golgi Printer” e “Cloudia”, tendo este último ficado classificado em 3.º lugar no concurso de projetos H-INNOVA - Health Innovation HUB, uma empresa de inovação no sector da saúde.

Salão da Academia das Ciências de Lisboa

Em 2022 a Academia das Ciências de Lisboa elegeu para a sua Classe de Ciências novos membros efetivos e correspondentes nacionais. Entre eles estão os professores da Ciências ULisboa Fernando Ferreira, nomeado membro efetivo; João Duarte e Jorge Buescu, nomeados correspondentes nacionais.

salão nobre da Reitoria da ULisboa

Oito professores e investigadores da Ciências ULisboa foram agraciados com prémios e menções honrosas, na edição de 2022 dos Prémios Científicos ULisboa/Caixa Geral de Depósitos (CGD). Errata da notícia publicada em novembro.

vários barcos no mar

Cinco docentes e investigadores do IDL participaram no consórcio do projeto NAVSAFETY, cujo principal objetivo foi o desenvolvimento de uma plataforma digital de auxílio às entidades portuárias na gestão do tráfego marítimo. O projeto, coordenado pela Universidade de Aveiro, e financiado pelo programa Fundo Azul, terminou no mês de setembro.

três pessoas a assinar o protocolo

Ciências ULisboa celebrou um protocolo de cooperação com a Câmara Municipal de Lisboa, através do Regimento de Sapadores Bombeiros e do Departamento de Desenvolvimento e Formação. A assinatura do protocolo decorreu ontem, dia 19 de dezembro, nas instalações da Ciências ULisboa.

Boia na foz do estuário do Tejo

A Rede Portuguesa de Monitorização Costeira (CoastNet) integra o Programa da Década da Ciência dos Oceanos para o Desenvolvimento Sustentável 2021-2030 da Organização das Nações Unidas (ONU) e representa Portugal neste programa da ONU. A CoastNet é uma infraestrutura de investigação do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE), da Ciências ULisboa e da Universidade de Évora.

aves a voar com mar em fundo

Estudo, da autoria de quatro investigadores da Ciências ULisboa, que aborda as alterações ambientais em zonas húmidas e os impactos no habitat de aves limícolas costeiras, foi publicado na revista Science of the Total Environment.

paisagem da caatinga

O Prémio Científico Mário Quartin Graça 2022, na categoria de Tecnologias e Ciências Naturais, foi atribuído a Ana Cláudia P. Oliveira, aluna do doutoramento em Biologia e Ecologia das Alterações Globais na Ciências ULisboa e investigadora do cE3c.

Estepe na Patagónia Argentina

Para avaliar o impacto do pastoreio nas regiões áridas do planeta, uma equipa internacional com mais de uma centena de investigadores, destaque para Alice Nunes e Melanie Köbel, investigadoras do cE3c Ciências ULisboa, aplicou, pela primeira vez, o mesmo método de análise em 25 países de seis continentes.

rua interior à Alameda da Universidade, na Faculdade de Ciências

A 16 de novembro de 2022 foi instalado um sensor de tubo, na entrada da rua de acesso ao edifício C7 (rua interior à Alameda da Universidade), que permite detetar a passagem de bicicletas e trotinetes. Esta instalação insere-se na atividade do projeto europeu Tr @ nsnet – Um modelo de Living Lab Universitário para a Transição Ecológica

Campus da Faculdade

A cerimónia de entrega dos Prémios Científicos ULisboa/Caixa Geral de Depósitos (CGD) 2022, acontece no próximo dia 28 de novembro, pelas 17h30, no Salão Nobre da Reitoria da ULisboa.

grupo de pessoas

Ciências ULisboa coordena projeto europeu Twinning em colaboração com a Universidade de Copenhaga, na Dinamarca, e a Universidade de Tel Aviv, em Israel, e em parceria com a Universidade de Cambridge, no Reino Unido. O objetivo é promover a investigação de excelência e a formação avançada em Bioquímica e Biofísica de Proteínas, com impactos e aplicações em Biomedicina e Biotecnologia.

Ibéria Medeiros

Ibéria Medeiros, professora do Departamento de Informática da Ciências ULisboa, é a protagonista do terceiro vídeo do projeto “Porquês com Ciência”, divulgado no YouTube da Faculdade a 3 de novembro.

estantes com livros e revistas na biblioteca do C4

"September 2022 data-update for 'Updated science-wide author databases of standardized citation indicators'” divulga as bases de dados com os nomes dos cientistas mais citados a nível mundial em 2021 e ao longo da carreira. Estas bases de dados publicadas recentemente pela Elsevier têm o contributo de John Ioannidis, professor da Universidade de Stanford, na Califórnia.

A Faculdade presta homenagem a Carlos Sousa Reis, antigo professor da Ciências ULisboa nos domínios da Ecologia Marinha, Recursos Vivos Marinhos, Pescas e Ordenamento do Litoral.

grande auditório no evento de 2021

“Este é um momento de celebração da qualidade da investigação e da inovação desenvolvidas na Ciências ULisboa, a ocasião ideal para a partilha de conhecimento e para o estabelecimento de colaborações", diz Margarida Santos-Reis, subdiretora da Ciências ULisboa para a área da investigação, a propósito do Dia da Investigação.

José Rebordão, Luís Carriço e Manuel Silva assinam o protocolo

A Faculdade e a FCiências.ID assinaram um protocolo de cooperação com a Cercal Power, uma sociedade da Aquila Clean Energy, a plataforma de energia renovável da Aquila Capital na Europa, dedicada ao desenvolvimento, construção e exploração da central fotovoltaica do Cercal, em Santiago do Cacém.

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