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
Visita Reitor Bonn

Michael Hoch, reitor da Universidade de Bonn, na Alemanha,visitou Ciências ULisboa com o objetivo de analisar o potencial de cooperação entre as instituições.

ESO

Pela primeira vez são revelados os efeitos previstos pela relatividade geral de Einstein no movimento de uma estrela que passa perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.

Reunião final do comité de gestão da Ação COST TD1301, em Malta, em junho de 2017

​Raquel Conceição, professora do DF de Ciências ULisboa e investigadora do IBEB, coordenou a Ação COST TD1301, no valor de aproximadamente meio milhão de euros e que durou quatro anos, juntando cerca de 255 profissionais, entre investigadores, engenheiros e médicos de 30 países do mundo.

Francisca Canais e Rita Maçorano

O EIT Health é um consórcio europeu dedicado à inovação em saúde, constituído por cerca de 140 entidades. Ciências ULisboa é parte integrante e ativa desde a sua génese.

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O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de julho é com Fernando Mestre, técnico superior da Direção Financeira e Patrimonial de Ciências.

Enxame estelar RCW 38

Koraljka Muzic é a investigadora principal da proposta de observação, que levou à captura do enxame estelar RCW 38. Natural da Croácia, chegou a Ciências em 2017 para estudar as anãs castanhas, um dos grandes mistérios da Astronomia.

Joana S. Cristóvão e Cláudio M. Gomes

Joana S. Cristóvão estuda uma das mais abundantes proteínas do cérebro - a proteína S100B – com funções regulatórias associadas à resposta inflamatória, apresentando níveis elevados em pessoas com a doença de Alzheimer.

Cláudio M. Gomes

A ciência é global e colaborativa. Quem o diz é Cláudio M. Gomes, professor do DQB e investigador do BioISI. Recentemente, juntamente com outros cientistas descobriu um novo mecanismo bioquímico nas células nervosas, que retarda a formação dos depósitos de agregados de proteína no cérebro, causadores da doença de Alzheimer.

João Pires da Silva

Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com João Pires da Silva, professor do Departamento de Química e Bioquímica que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia deste site.

Comunicar pelo telemóvel

Andreia Santos, psicóloga do Gapsi, menciona a importância de se resgatar a dimensão humana das relações, considerando um elemento muito importante para a sensação de descanso, especialmente em período de férias.

Assembleia Geral da EMS em Praga

Jorge Buescu, professor do Departamento de Matemática de Ciências e presidente da Sociedade Portuguesa de Matemática, foi eleito membro da Comissão Executiva da European Mathematical Society.

Terreiro do Paço em Lisboa

A primeira iniciativa do ciclo Alterações Climáticas: Impactos Biológicos e Socioeconómicos é organizada por Ciências. O próximo evento desta rede ocorre em julho e está a ser preparado pelo Instituto Superior de Agronomia.

Centro Cultural de Montargil, Ponte de Sor

O Centro Ciência Viva do Lousal (CCVL) – Mina de Ciência recebeu o prémio Melhor Projeto Público 2017. A Faculdade é membro associado e fundador da Associação CCVL garantindo a atualização e o rigor dos conteúdos comunicados.

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O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de junho é com Marta Aido, que trabalha no Instituto Dom Luiz.

Novos mapas de risco de incêndios florestais para 2018 resultam de um trabalho conjunto entre engenheiros florestais, estatísticos e climatólogos.

Fotografia do setup experimental

O professor do Departamento de Biologia Vegetal e membro da COST Action FA1306, que chegou agora ao fim, faz um balanço da rede transeuropeia e dá-nos a conhecer o projeto INTERPHENO e que poderá ser o primeiro passo para a constituição de uma rede nacional de fenotipagem.

Torre de pedras

"Associada à ideia de perfeccionismo surge a luta por objetivos elevados e irrealistas". Mais uma rubrica da psicóloga Andreia Santos.

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Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com Margarida Amaral, professora do DQB e coordenadora do BioISI e que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia deste site.

“The Medieval and Early Modern Nautical Chart: Birth, Evolution and Use”

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José Avelino Pais Lima de Faria,o proeminente cientista de 92 anos, antigo aluno de Ciências - licenciou-se em Ciências Físico-Químicas em 1950 - volta colaborar com a Faculdade, com um artigo sobre a atividade científica, selecionando para o efeito um conjunto de eminentes personalidades. Dois dias após a publicação deste artigo, J. Lima-de-Faria faleceu. A Faculdade lamenta o triste acontecimento e apresenta as condolências aos familiares, amigos e colegas.

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No âmbito da efeméride ocorreu uma sessão do Ignite IAstro na Assembleia da República. O Dia Nacional dos Cientistas é celebrado desde 2016.

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A final nacional da 14.ª edição das Olimpíadas de Química Júnior ocorreu a 12 de maio no Departamento de Química e Bioquímica de Ciências. Os melhores classificados podem vir a integrar a equipa portuguesa que participará na European Science Olympiad, em 2019.

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O Pint of Science traz para bares portugueses e internacionais assuntos científicos de forma descomplicada.

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