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

O livro é apresentado durante a sessão inaugural do programa doutoral Filosofia da Ciência, Tecnologia, Arte e Sociedade.

O livro editado pela Âncora Editora é apresentado por José Barata-Moura.

“Work in Flanders” realiza-se nos próximos dias 29 e 30 de Setembro, em Lisboa (serviços centrais do IEFP em Xabregas).

Amália Uamusse

A pós-graduação em Biologia Aquática e Ecossistemas Costeiros da universidade moçambicana é uma das formações que tem recebido o apoio de docentes do Departamento de Biologia de Ciências. Em 2015, dois alunos daquele país vão ser recebidos no Departamento de Química e Bioquímica de Ciências.

A Marinha disponibiliza, todos os anos, às instituições de ensino/formação um conjunto de possibilidades de estágios curriculares constantes não remunerados em diversas áreas da instituição.

O INPE – Centro Regional da Amazônia está contratando doutores, com experiência em geotecnologias, estatística, modelagem, dinâmica de uso e cobertura da terra da Amazônia, para trabalhar no Projeto TerraClass.

Campus de Ciências

Jorge Moreira da Silva, ministro do Ambiente, Ordenamento do Território e Energia participa na cerimónia.

Pormenor da capa do livro

A Coleção Textos de Matemática foi lançada em 1993 pelo Departamento de Matemática de Ciências e conta neste momento com 24 títulos. O último título publicado é "Análise Matemática I", de Armando Machado.

 

O Programa Prós e Contras de 15 de Setembro de 2014 foi dedicado à recente proposta do governo para taxar a cópia privada, a qual vai implicar um aumento dos preços dos telemóveis, tablets, computadores e outros equipamentos eletrónicos.

A TESE - Associação para o Desenvolvimento promove o evento "FAZ-TE AO MERCADO" dedicado à empregabilidade jovem.

"Antigamente, ligavam-se fios para programar; Hoje, a tecnologia da inteligência artificial inspira-se no funcionamento do organismo humano". O Prof.

A matrícula e inscrição dos alunos colocados no âmbito dos regimes especiais de acesso e ingresso em Ciências ocorreram nos dias 11 e 12 de setembro.

Alunos de Ciências

A 2.ª fase do concurso nacional de acesso ao ensino superior público termina a 19 de setembro. Os resultados são divulgados a 25 de setembro.

Encontram-se abertos vários concursos para atribuição de bolsas de gestão de ciência e tecnologia para o Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA).

Acesso a texto integral de artigos

Campus de Ciências

Pedro Lencastre é do Porto e agora estuda em Lisboa. A mudança proporcionou-lhe novos conhecimentos. “As pessoas com as quais trabalho neste momento são para mim um importante modelo como cientistas e pessoas”, conta.

Encontram-se abertas as candidaturas para o Programa Trainee Volkswagen Autoeuropa.

Pedro Lencastre

Pedro Lencastre estuda método matemático que possa aferir objetivamente a fiabilidade das avaliações de rating.

O Évoa - Espaço de Visitação e Observação de Aves encontra-se a recrutar guias para o seu projeto de turismo da natureza e de educação ambiental.

Entrevista de Paulo Veríssimo em destaque na edição de dia 8 do jornal diário Público.

A Randstad Professionals procura Fixed Income Quantitative Analyst. Para mais informações contactar 

A LPN encontra-se a recrutar técnicos para vários cargos.

Para consultar os editais, aceda a www.lpn.pt

Data limite de candidatura: 10 de setembro de 2014

Desejamos as boas vindas aos novos alunos do Departamento de Informática.

As candidaturas ao programa de doutoramento em Filosofia da Ciência, Tecnologia, Arte e Sociedade estão abertas até ao dia 12 de setembro de 2014.

Alunos de Ciências

Na primeira semana em Ciências os novos alunos enquanto aguardam pela inscrição podem assistir a palestras.

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