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
Imagem de moléculas de CO2 e fotos dos investigadores.

A inovadora descoberta dos cientistas do Departamento de Química e Bioquímica (DQB) poderá contribuir para a diminuição das emissões de carbono da indústria e para a transição para um modelo de produção mais verde.

Foto de Maria Adelaide Ferreira a discursar na Ocean Summit

Lisboa foi palco da primeira edição da Ocean Summit, um evento que junta especialistas oriundos de quatro continentes, para falarem de inovação para a sustentabilidade do oceano.

Foto da sessão aberta ao público que decorreu em CIÊNCIAS

Entre os dias 28 e 30 de outubro o consórcio internacional responsável pela missão Ariel da Agência Espacial Europeia (ESA) reuniu-se em CIÊNCIAS e no Pavilhão do Conhecimento – Centro Ciência Viva.

Professores e Investigadores de CIÊNCIAS

Na passada quarta-feira, a região de Valência, em Espanha, foi assolada por cheias devastadoras: em 8 horas choveu o equivalente a um ano, num fenómeno provocado por uma gota fria, ou DANA - depresión aislada en niveles altos, na sigla em espanhol.

Foto de grupo dos bolseiros Gulbenkian Novos Talentos 2024 de CIÊNCIAS.

Este ano foram 13 os estudantes de CIÊNCIAS premiados com Bolsas Gulbenkian Novos Talentos, marcando uma subida em relação aos 11 do ano passado.

Imagem da Reitoria da Universidade de Lisboa com o logo do NTU Ranking.

A ULisboa continua a ser a melhor universidade portuguesa e uma das 200 melhores do mundo em várias áreas científicas investigadas em CIÊNCIAS, da Geociência à Física.

Nuno Garcia, Professor Auxiliar de CIÊNCIAS e investigador no LASIGE, foi o formador do curso.

Realizou-se hoje em CIÊNCIAS a primeira sessão de formação deste Programa, que contou com a presença da Ministra da Juventude e Modernização, Margarida Balseiro Lopes.

Primeira reunião do projeto Twinning 3BATwin

Nos dias 2 e 3 de outubro realizou-se, em CIÊNCIAS, a reunião de abertura do projeto ‘3BAtwin - Bone, Brain, Breast and Axillary Medical Microwave Imaging’, um projeto Twinning europeu coordenado pela FCiências.ID, com a coordenação científica da investigadora Raquel Conceição.

Foto de grupo da organização do evento

Terminou, no passado dia 19 de outubro, no Grande Auditório de Ciências ULisboa, a 16.ª edição do Workshop on BioMedical Engineering, um evento onde professores, investigadores e estudantes se juntam para construir um espaço “onde a Tecnologia encontra a Medicina”.

Sessão de Posters CIÊNCIAS Research & Innovation Day 2024

Centenas de participantes, entre investigadores e comunidade académica, juntaram-se no Grande Auditório para debater o tempo da Ciência e a Ciência do tempo. Salvatore Capozziello, keynote speaker, confirmou que as teorias sustentam a possibilidade de viagens no tempo.

Polvos e peixes caçam em equipa

Os investigadores Eduardo Sampaio e Rui Rosa, do MARE - Centro de Ciências do Mar e do Ambiente, provaram que os polvos e os peixes caçam em equipa de forma organizada.

Distribuição geográfica e afiliações institucionais dos membros do ERGA-Portugal

O Atlas Europeu de Genomas de Referência (ERGA) é um projeto-piloto que visa desvendar o património genómico de 98 espécies, contribuindo para o seu conhecimento e conservação.

Estação RAEGE Santa Maria, Açores. A estação alberga um conjunto de equipamentos que nos permite estudar o nosso planeta através de tecnologia espacial.

Pedro Martins, estudante de doutoramento de CIÊNCIAS e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), contribuiu para a inauguração do novo programa de observação em astrofísica RAEGE-Az, em colaboração com a Rede Atlântica de Estações Geodinâmicas e Espaciais (RAEGE), na ilha de Santa Maria, nos Açores.

Prémio Nobel da Física 2024 - John J. Hopfield e a Geoffrey E. Hinton | Prémio Nobel da Química 2024 - Demis Hassabis, John M. Jumper e David Baker

A Inteligência Artificial (IA) tem sido o grande destaque deste ano nos prémios Nobel dedicados à Ciência.

Sólveig Thorsteinsdóttir, Susana Martins e Ana Rita Carlos

Nos últimos três anos e meio, investigadores de dois laboratórios do Centro de Ecologia, Evolução a Alterações Ambientais (CE3C) desenvolveram um estudo inovador, que revela novas informações sobre a distrofia muscular congénita tipo 1A (MDC1A).

Tec Labs Demo Day 2024

O Tec Labs - Centro de Inovação de CIÊNCIAS, espaço de referência na promoção do empreendedorismo científico e tecnológico em Portugal, realizou mais uma edição do aguardado Demo Day.

Utilizador a interagir com ecrã, mostrando os logótipos associados ao PRR

CIÊNCIAS participa nesta nova formação, oferecida pela Universidade de Lisboa e pelo Instituto Politécnico de Lisboa.

Formações_no_âmbito_do_Programa_Ferramentas_de_Produtividade_e_Tecnologias_Emergentes

Em outubro arrancam, em CIÊNCIAS, quatro formações do programa ‘IP>AP – Ferramentas de Produtividade e Tecnologias Emergentes’ do Instituto Nacional de Administração, no âmbito da ComCiências.

Novos Alunos de Erasmus para o semestre de 2024/2025

Os novos alunos, de 15 nacionalidades diferentes, foram acolhidos numa sessão de boas-vindas, na sexta-feira, que contou com apresentações do Gabinete de Mobilidade e Acolhimento, da PSP e do Gabinete de Apoio Psicológico de CIÊNCIAS.

Margarida_Gama-Carvalho_Carlos_Farinha_FEBS_FCUL

Carlos M. Farinha e Margarida Gama-Carvalho, investigadores do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI), em CIÊNCIAS, foram eleitos para fazerem parte dos Comités de Ciência e Sociedade (Science and Society) e de Prémios de Excelência e Bolsas (Excellence Awards and Fellowships) da Federação das Sociedades Europeias de Bioquímica (na sigla FEBS, em inglês), respetivamente. A eleição teve lugar em julho passado no 48.º Congresso anual da FEBS, em Milão.
 

28 investigadores de CIÊNCIAS entre os mais influentes a nível mundial

São 28 os investigadores de CIÊNCIAS que integram as listas dos investigadores com maior impacto a nível mundial e que se inserem, assim, nos 2% de investigadores mais influentes nas suas áreas científicas, de acordo com o estudo realizado pela Universidade de Stanford (EUA). 

Fotografia de Cristina Branquinho, a discursar na cerimónia

A Sessão Solene de Abertura do Ano Académico decorreu na Aula Magna, no dia 17 de setembro, e contou com a presença e intervenções do Reitor da ULisboa, Luís Ferreira, Cristina Branquinho, bióloga e investigadora de CIÊNCIAS (em representação do corpo Docente), Nuno Pedroso, Administrador do Instituto Superior Técnico (em representação dos Funcionários) e Margarida Azevedo, Presidente da Associação de Estudantes da Faculdade de Farmácia (em representação dos Estudantes).

Banner_DSPA Insights 2024

O congresso DSPA Insights 2024 - Edição Lisboa, um dos maiores eventos dedicados à ciência de dados e inteligência artificial (IA) em Portugal, decorreu nos dias 18 e 19 de setembro e contou com mais de 40 oradores nacionais e internacionais.

Fotografias dos vários investigadores

Nos últimos dias o país tem estado a braços com o flagelo dos incêndios, potenciados por níveis de perigo meteorológico que já não se verificavam desde 2001.

Grande Auditório de CIÊNCIAS

A excitação no ar era palpável logo pela manhã de ontem, na Alameda Pedro Nunes, junto ao edifício C6, no início de um dia de atividades e eventos dedicado a acolher os cerca de mil novos alunos de CIÊNCIAS.

Páginas