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

A Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa lamenta a ocorrência que, no passado sábado, vitimou mortalmente um ex-aluno da licenciatura em Tecnologias de Informação. Estamos todos em estado de choque e transmitimos aos familiares e amigos as mais profundas condolências.

As candidaturas a um período de estudos ou de investigação ao abrigo do Programa Erasmus+ na Faculdade começaram a 1 de dezembro, mas os estudantes puderam informar-se logo no Dia Internacional em Ciências dos tipos de mobilidade em curso, bem como dos requisitos necessários para a respetiva candidatura, que termina no último dia do ano.

Isabel Pinheiro podia ter escolhido uma carreira na área da investigação, mas optou pelo ensino. “Cada descoberta, cada aula, cada aula partilhada com um colega é um momento diferente”, refere a professora de Física e Química da Escola Seomara da Costa Primo, apaixonada pela educação e pela tabela periódica, que em 2019 celebra 150 anos.

"A memória da FFCUL, instituição, que soube merecer uma apreciação inequivocamente positiva dos investigadores que serviu, e de todas as instituições que financiaram as suas atividades, será mantida no seu site, onde se encontram todos os relatórios e contas desde 2009, e onde se pode seguir, com toda a transparência, a vida da FFCUL." Leia o artigo de José Manuel Rebordão, ex-presidente do Conselho Diretivo e da Comissão Liquidatária da FFCUL.

Após o sucesso dos mestrados em Gestão e Governança Ambiental e Microbiologia Aplicada, dos quais resultaram os primeiros 25 mestres em Angola nestas áreas, iniciou-se este ano, a 2.ª edição do mestrado em Gestão e Governança Ambiental, com novos 25 alunos. José Guerreiro, professor do Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa, esteve em serviço externo em Angola, tendo regressado a Portugal este sábado, dia 14 de dezembro, após fechar com sucesso o 1.º ano curricular de mais uma edição deste programa.

"A compreensão do tempo pode ser feita em função dos ganhos e perdas de informação. Assim, a adaptação é um ganho de informação, a degradação é um tipo de perda e implica um aumento de entropia. Os fenómenos complexos aparecem entre os estados de baixa e os de alta entropia, onde a baixa entropia dá-nos a ordem da complexidade", in no Campus com Helder Coelho.

O Tec Labs - Centro de Inovação da Faculdade participou numa missão de quatro dias, na Alemanha, organizada pelo Health Cluster Portugal (HCP). Leia a crónica publicada no blog do Centro de Inovação da Faculdade e saiba como decorreu a visita.

O Prémio Breakthrough em Física Fundamental 2020, um dos mais prestigiantes em Física, foi atribuído ao projeto Event Horizon Telescope (EHT) e a cada um dos 347 membros, incluindo o português Hugo Messias, antigo aluno da Ciências ULisboa e atualmente investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Hugo Messias foi ainda galardoado este ano com o prémio GQ Men of the Year, na categoria ciência.

Carolina Sá, professora do DBV e investigadora do polo da Faculdade do MARE, doutorada em Ciências do Mar, juntamente com Andreia Tracana, Giulia Sent respetivamente mestre e estudante do mestrado em Ciências do Mar, também elas investigadoras do MARE Ciências ULisboa, participaram no cruzeiro AMT29, que atravessou o Atlântico, desde o Reino Unido até Punta Arenas, na América do Sul, a bordo do navio Discovery.

Rui Agostinho, professor do Departamento de Física e investigador do polo da Faculdade do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, recebe no Dia Nacional da Cultura Científica o Grande Prémio Ciência Viva Associação Mutualista Montepio 2019, pela sua ação notável na promoção da cultura científica como professor, investigador, autor e divulgador na área da Astronomia.

Ana Eliete dá aulas de Matemática há cerca de 15 anos e sempre quis ser professora. Escolheu a profissão por vocação. É licenciada em Ensino da Matemática, pela Universidade de Évora, e em 2011 concluiu o mestrado em Matemática para Professores, pela Ciências ULisboa.

Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa e coordenadora do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas, foi distinguida com o Jack Riordan & Paul Quinton CF Science Award 2019, que visa homenagear os cientistas cuja missão é encontrar a cura para a fibrose quística.

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.

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.

A Nevaro, uma proto-company 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.

"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.

 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.

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.

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.

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.

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.

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 da 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 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.

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