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
Inês Ventura

Inês Ventura, a desenvolver o seu doutoramento no Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE) e no Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (

Universidade de Lisboa

A Universidade de Lisboa alcança a 260ª posição no QS World University Rankings (SUR) 2025, tornando-se na universidade portuguesa mais bem classificada neste ranking.

Signatários do acordo

Dia 5 de junho foi assinado o acordo para a construção do espectrógrafo ANDES (ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph – Espectrógrafo Echelle de alta dispersão do Armazones), entre o Observatório Europeu do Sul (

 Luís Carriço, Diretor de CIÊNCIAS, e David Gonçalves, Dean do Instituto da Ciência e do Ambiente da Universidade de São José (USJ) assinam acordo sentados a uma mesa

CIÊNCIAS assinou no dia 5 de junho um acordo de cooperação com o Instituto da Ciência e do Ambiente da Universidade de São José (USJ)

Equipa do projeto 'Ciências em Harmonia'

Esta terça-feira, 28 de maio, o projeto ‘Ciências em Harmonia’ assinalou o seu primeiro ano de atividades: um marco comemorado com um convívio informal com a comunidade, que

António Branco

António Branco, docente do Departamento de Informática de CIÊNCIAS, foi um dos oradores convidados da conferência que

Sabemos que no futuro um sismo de magnitude significativa voltará a atingir Lisboa. Não sabemos é quando. E se o pudéssemos prever? E se existisse uma probabilidade forte de ser já em 2027?

Ana Santos, finalista 3MT ULisboa

Ao longo dos próximos dias, daremos a conhecer os quatro finalistas de CIÊNCIAS que irão participar na final da competição

Painel e sessão de Perguntas & Respostas | Estreia de documentário

Perto de 120 pessoas assistiram este sábado, 25 de maio, à estreia do documentário ‘O que se esconde na luz? A ciência da missão espacial Euclid’, produzido pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA).

Investigadores do Instituto Dom Luiz, de CIÊNCIAS, instalaram um sismómetro na Escola Básica Professor Delfim Santos, que se encontra a menos de um quilómetro do Estádio da Luz, em Lisboa, onde vão ter lugar os concertos.

Banner Bênção de Finalistas & Queima das Fitas 2024

Este fim de semana a Alameda da Universidade de Lisboa vai voltar a encher-se de finalistas de CIÊNCIAS e de tantas outras faculdades e universidades. A cerimónia de Bênção de Finalistas decorre amanhã dia 25 de maio, a partir das 11h30.

 

3MT ULisboa 2024

Quatro dos doze finalistas da competição ‘Três Minutos de Tese – Universidade de Lisboa’ são de CIÊNCIAS.

Pinguins-de-adélia

Num artigo agora publicado na Science, investigadores de instituições de renome a nível mundial propõem uma estratégia para envolver todas as partes interessadas na governança do Oceano Antártico através de um processo de ordenamento do espaço marinho (OEM) inteligente do ponto de vista climático.

Impressão artística da missão Euclides no espaço.

A 25 de maio (sábado), às 21h00, vamos ver e compreender as novas imagens de entre as maiores alguma vez feitas do Universo, no Grande Auditório de CIÊNCIAS (Edifício C3). A entrada é livre.

Redes Doutorais Marie Curie Projeto PROMOTE

CIÊNCIAS vai participar numa das propostas vencedoras do concurso 2023 das Redes Doutorais de Ações Marie Skłodowska-Curie (MSCA DN).

Foto de entrega de prémio aos vencedores

No âmbito do projeto Invasives e como atividade inserida na

Dia Nacional dos Cientistas - 16 de maio

O Dia Nacional dos Cientistas foi instituído em 2016 por Resolução da Assembleia da República com o objetivo de reconhecer e celebrar a contribuição vital dos cientistas para o progresso da sociedade.

CIÊNCIAS e OKEANOS em parceria para monitorizar biodiversidade e alterações dos ecossistemas marinhos

Projeto internacional SEAGHOSTS visa a monitorização e conservação das populações de painhos, as aves marinhas mais pequenas do planeta.

Reitoria da ULisboa

O CWUR 2024 avaliou de entre 20.966 instituições de ensino superior e atribuiu à ULisboa o 211.º lugar (top 1.1%) e a 80.ª posição no panorama europeu.

Fotografia de participantes na Training School

CLEANFOREST na vanguarda da compreensão dos efeitos dos extremos climáticos e poluição nas florestas Europeias

Participantes no Dia Aberto

O campus ganhou vida, cor e energia proveniente do entusiasmo dos cerca de 2000 alunos de 170 escolas de norte a sul do País.

Páginas