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

“Mostramos que estamos no bom caminho e que já temos muitas ações desenvolvidas e que temos potencial para ir muito mais longe”, comenta Margarida Santos-Reis, uma das oradoras do seminário “Integrating the Sustainable Development Goals into Higher Education”.

A Faculdade participou nos “Encontros com a Inovação em Saúde – 8.ª Edição” e na 4.ª Edição do “Mercado de Inovação em Saúde”.

“Gostaria de continuar envolvida em projetos ligados às tecnologias médicas, que sejam inovadores e que procuram ter impacto e melhorar o bem-estar das pessoas”, conta Daniela Marques Godinho, a aluna de doutoramento em Engenharia Biomédica e Biofísica de Ciências ULisboa, distinguida com o 3.ª lugar do Best Student Paper, edição de 2018, durante o 12.º Congresso do Comité Português da URSI.

A visita de Sang-Mook Lee a Portugal tem como objetivo científico a magnetometria em furos de sondagens e contempla passagens pelo campus de Aljustrel do Laboratório Nacional de Energia e Geologia, Almina, Minas de Aljustrel e Mina de Ciência - Centro Ciência Viva do Lousal.

A primeira imagem direta de um buraco negro foi divulgada esta quarta-feira, dia 10 de abril, em sete conferências de imprensa simultâneas, pela iniciativa internacional Event Horizon Telescope.

Raquel Figueiredo, estudante de doutoramento em Sistemas Sustentáveis de Energia, é a primeira autora do artigo que será publicado na edição de junho do Journal of Cleaner Production e que avalia alternativas renováveis às centrais de carvão em Portugal.

"Torna-se urgente e imperativo travar e reverter todo este processo de destruição. Amemos ou odiemos os insetos, o certo é que será difícil sobrevivermos sem eles", escreve o cientista José Alberto Quartau.

A feira de emprego de Ciências já vai na X edição e todos os anos mais empresas estão presentes assim como mais estudantes participam na iniciativa.

Henrique Leitão, investigador do Departamento de História e Filosofia das Ciências e do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia de Ciências ULisboa ganhou uma European Council Research (ERC) Advanced Grant 2018, no valor de dois milhões de euros, no âmbito do projeto “Making the Earth Global: Early Modern Nautical Rutters and the Construction of a Global Concept of the Earth”.

Cláudio Gomes, professor no Departamento de Química e Bioquímica de Ciências ULisboa e investigador no BioISI, apresenta dia 28 de março o mais recente trabalho do seu laboratório sobre um novo mecanismo bioquímico nas células nervosas que retarda a formação de agregados de proteína no cérebro, causadores da doença de Alzheimer, na 14ª Edição daAD/PDTM - Conferência Internacional de Doença de Alzheimer e Parkinson.

O Prémio Ferreira da Silva 2018 da Sociedade Portuguesa de Química (SPQ) é atribuído a Maria José Calhorda, professora do Departamento de Química e Bioquímica de Ciências ULisboa, e será entregue durante o XXVI Encontro Nacional da SPQ, a ocorrer no Porto, de 24 a 26 de julho de 2019.

Resultados preliminares da missão oceanográfica a bordo do RV METEOR parecem confirmar a presença de eventos catastróficos e que afetaram a costa portuguesa ao longo dos últimos 12 mil anos.

"Robots mediating interactions between animals for interspecies collective behaviors" da autoria de Frank Bonnet, Rob Mills, Martina Szopek, Sarah Schönwetter-Fuchs, José Halloy, Stjepan Bogdan, Luís Correia, Francesco Mondada e Thomas Schmickl é um dos artigos da Science Robotics, publicado a 20 de março de 2019.

A Direção da Faculdade visitou em fevereiro e março os dez departamentos de Ciências ULisboa. “Acho que foi muito positivo”, comenta Luís Carriço, diretor de Ciências ULisboa mencionando ainda que as reuniões permitiram a apresentação e discussão de ideias muito interessantes.

Margarida Amaral, diretora do BioISI e professora no Departamento de Química e Bioquímica de Ciências ULisboa, proferiu duas palestras na Johns Hopkins University School of Medicine em Baltimore, nos EUA, sobre terapêutica personalizada da Fibrose Quística, nos passados dias 6 e 7 de março de 2019.

Uma equipa de Ciências ULisboa e do Laboratório Nacional de Engenharia Civil foi distinguida com o Prémio WEX Global 2019 “Inovação em Tecnologia” pela produção sustentável de novos carvões ativados a partir de cascas de pinhão e sua aplicação na remoção de compostos farmacêuticos em estações de tratamento de águas residuais urbanas.

O Prémio Nobel da Paz em 2007 – Mohan Munashinghe - na época vice-presidente do Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (IPCC), das Nações Unidas -, esteve em Ciências ULisboa no passado dia 15 de março.

“Recomendamos que as autoridades reconheçam este impacto alargado da produção de energia eólica e estabeleçam novas medidas reguladoras a aplicar em áreas importantes para a migração de aves planadoras que permitam conciliar a produção de energia eólica com a conservação da vida selvagem”, diz Ana Teresa Marques, estudante de doutoramento em Biodiversidade, Genética e Evolução e primeira autora do artigo “Wind turbines cause functional habitat loss for migratory soaring birds”, publicado no Journal of Animal Ecology.

A Glintt - Global Intelligent Technologies conta já com mais de 1050 colaboradores, entre eles alguns ex-alunos de Ciências ULisboa, como é o caso de Nélson Pinto, licenciado em Engenharia Informática e mestre em Engenharia Informática, especialização em Sistemas de Informação. Leia o seu testemunho, fique a par das vantagens do curso e de como é que é trabalhar nesta empresa, que opera a partir de dez escritórios, sediados em seis países - Portugal, Espanha, Reino Unido, Irlanda, Angola e Brasil.

​Nuno Neves, professor do Departamento de Informática de Ciências ULisboa, foi eleito vice-presidente do IEEE Technical Committee on Dependable Computing and Fault Tolerance (TCFT). A tomada de posse ocorreu este mês e o mandato tem a duração de dois anos. Na sequência desta eleição, Nuno Neves tomará posse como presidente do IEEE TCFT em 2021, por um período de dois anos.

A Ciência Viva volta a homenagear as mulheres cientistas portuguesas, destaque para as personalidades de Ciências ULisboa - Cristina Branquinho, Cristina Máguas, Diana Prata, Margarida Santos-Reis, Margarida Telo da Gama,Maria Ivette Gomes e Vanda Brotas.

Pela primeira vez em Portugal continental realiza-se um plano de inventariação sistemática de insetos. Um grupo de entomólogos iniciou a 9 de março, o primeiro trabalho de campo, na costa sudoeste e barlavento algarvio. A primeira sessão pública ocorre no dia 24 de março, na Estação de Biodiversidade de Mértola.

Vinte e duas escolas do ensino secundário da zona da grande Lisboa participam na semifinal das Olimpíadas de Química Mais (OQ+) em Ciências ULisboa.. Os participantes das OQ+ têm a chance de se qualificar para a 53ª Olimpíada Internacional de Química e para as Olimpíadas Ibero-americanas de Química.

Cerca de 70 alunos do 9.º ano da Saint Dominics' International School participaram numa mesa-redonda e ficaram a saber um pouco mais sobre as áreas de Matemática, Matemática Aplicada, Estatística Aplicada, Informática, Engenharia Geoespacial e Bioquímica.

Após o evento de 12 de fevereiro, que antecedeu o Flash Mob Tabela Periódica Humana de Ciências ULisboa estão programadas duas tertúlias sobre a tabela periódica com os cientistas Raquel Gonçalves Maia e Miguel Castanho, respetivamente nos dia 10 de abril e 9 de maio.

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