No Campus com Helder Coelho

Atualidade dos Analisadores Semânticos

Helder Coelho

Nos últimos anos, a possibilidade de falar com uma máquina (relógio, telemóvel, computador portátil, automóvel), um dos sonhos da Inteligência Artificial, tornou-se trivial, pois a tecnologia da linguagem (tradução, reconhecimento, análise, síntese) evoluiu bastante desde a aposta da Apple no Siri em 2011 (veja-se o "Technology Quarterly" do "Economist" de 5 de janeiro de 2017, e a melhoria da precisão no reconhecimento das palavras ou na tradução, cada vez mais perto dos 100%). No entanto, esta vitória da ciência (na idade da avalanche dos dados ou Big Data) não foi fácil e, o que estava em causa, o poder de análise semântica (semantic parser) cresceu (scaled up) graças à fusão dos aspetos lógicos e estatísticos. Mais, o analisador é agora capaz de aprender (Liang, 2016), e foram os avanços da Aprendizagem Mecânica e dos Modelos Estatísticos (Hidden Markov Model, a via da força bruta) os principais responsáveis pelo entusiasmo da indústria e dos mercados. A Microsoft, a Facebook, a Google foram também para a luta e parecem estar empenhadas em melhorar os seus resultados.

Duas linhas de investigação confrontaram-se nos últimos 40 anos, o lado da linguística formal, defendido por Noam Chomsky, e o lado da teoria da informação, que se apoiou em Claude Shannon. E, não se deve esquecer Zellig Harris, o qual defendeu uma aliança forte entre os princípios gramaticais e os informacionais, e o mesmo aconteceu com a via da teoria das linguagens formais.

As técnicas matemáticas ganharam espaço e estão hoje na frente pelos avanços e a lidar com as avalanches de dados. Na presente década, graças aos esforços de um grupo pequeno de empresas, a via da teoria da informação ganhou adeptos, sobretudo devido aos sucessos no reconhecimento da voz (discurso), na busca de informação, e na tradução das línguas. Ferramentas online como o BabelFish (apoiada em regras) e o Google Translate, passaram a ser usadas e prezadas. Empresas mais pequenas, como a Nuance (e o programa Dragon Dictate), mostraram que as tecnologias das redes neuronais são úteis (a DeepMind da Google inaugurou, em 2014, um novo modo de sintetizar os discursos orais, recorrendo a redes neuronais profundas).

O mercado do processamento da língua natural (PLN), segmentado em codificação automatizada, análise de textos, reconhecimento de carateres óticos, resposta interativa em voz, reconhecimento de padrões e imagens, e analítica da voz, tenderá a aumentar muito nos próximos dez anos.

A compreensão de uma língua natural (Português) passou a poder ser decomposta em duas etapas, a tradução das frases lógicas (representação do seu significado) e a produção de ações. E, os analisadores semânticos são capazes de aprender as formas lógicas que estão associadas aos pares frases/ações. A compreensão é organizada com vários módulos, como o executor, a gramática, o modelo, o analisador e o aprendiz. E, o sistema por detrás da compreensão é ensinado e, após o treino, aumenta a sua precisão de trabalho. Mas, devemos ter um certo cuidado pois as línguas estão cheias de ambiguidades e exceções.

Compreensão profunda + raciocínio lógico
(sintaxe, semântica e pragmática)

A composição do significado de uma frase (expressão) é o resultado do arranjo/combinação das subexpressões (partes significantes da frase).

No início (anos 60), e nas duas décadas seguintes, era muito difícil ir além de domínios limitados (fechados) e de enfrentar as complexidades de uma língua em geral, apenas com regras feitas à mão. A evolução da aprendizagem mecânica, foi influenciada pelas técnicas estatísticas, já adotadas pelo reconhecimento de padrões (discurso com voz), e também graças ao modo repetitivo de explorar exemplos de comportamento (entrada/saída) e de os obrigar ao encaixe num modelo (estatístico). A revolução passou ainda pelo enfraquecimento da supervisão (na passagem das formas lógicas anotadas às respostas) e pela ampliação (scaling up) dos analisadores semânticos a domínios mais abertos e complicados. Se os primeiros sistemas exigiam as formas anotadas, os novos começaram a ser treinados com as respostas (via aprendizagem). E, finalmente, a aplicação dos analisadores a diferentes domínios e além do que é mais comum, a pergunta/resposta, tais como a navegação de robôs, a identificação de objetos em cenas, ou a conversão da língua natural em expressões regulares.

O escalamento (scaling up) é, hoje em dia, um dos problemas interessantes da Informática. Consiste em passar de um protótipo (em geral com uma escala pequena) para um sistema mais realista, e na maioria dos casos não exige apenas grandes computadores (alta velocidade e poder de processamento, enormes memórias).

Por exemplo, em simulação social baseada em agentes inteligentes, requer paciência para afinar os principais parâmetros, tornar os agentes cognitivos parecidos com os seres humanos, e multitudes de agentes diferentes em cenários com paisagens bem sofisticadas (o filme Avatar de James Cameron é um bom exemplo de um empreendimento que levou dez anos a realizar, recorrendo a novas tecnologias e ferramentas). No caso de conflitos sociais (como as manifestações de protesto em rua) passar de 1.000 agentes para 2.000 é trivial, mas o salto para 10.000 impõe muito trabalho, tempo e paciência para as afinações.

No futuro, os desafios são ainda grandes, como por exemplo a representação semântica da linguagem ou que supervisão se deverá adotar para aprender a semântica. Recentemente, houve bastante interesse em recorrer às redes neuronais, e suas extensões, para atacar as tarefas mais populares do processamento da língua natural, a tradução mecânica e a pergunta/resposta (veja-se o sucesso do sistema Watson da IBM e da interface Siri da Apple, desde 2011). A paridade entre a tecnologia e o desempenho humano está ainda longe, medida em 2/3 anos, embora os produtos comecem a surgir, como os automóveis com controles ativados por voz. Para alguns, criar discurso ou compreendê-lo são duas operações opostas.

No Departamento de Informática (DI) da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), o grupo do professor António Branco, por detrás da unidade de investigação e desenvolvimento NLX (criada no início de 2000), disponibilizou um serviço o LX-Service para se observarem algumas das ferramentas desenvolvidas em cerca de 20 anos de estudo (LX-Suite, LX-Conjugator, LXGram, POS Tagger, LX-Tokenizer, Lematizador verbal). Recentemente foi aprovado o projeto CNPTDeepMT (Tradução Automática Profunda entre Chinês e Português, no domínio do eCommerce), com a duração de três anos, o apoio da FCT e do Ministério da Ciência e Tecnologia da China e a ser realizado na unidade NLX no DI Ciências ULisboa.

Referência
Liang, P. Learning Executable Semantic Parsers for Natural Language Understanding, Communications of the ACM, Setembro, Vol. 59, Nº 9, 2016.

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Jovem em frente ao computador

A 1.ª fase de candidaturas aos mestrados da Faculdade decorre até 11 de julho. Esteja atento às redes sociais da Faculdade e conheça os testemunhos de quem frequenta estes cursos. Para Fernanda Oliveira, subdiretora da Direção, “a Faculdade tem uma oferta formativa muito diversificada”.

Complexo não covalente de composição [KrSF5]+ (Fig. 1), que provem duma molécula estável, [KrSF6]+ (Fig. 2), em resultado da reação direta de hexafluoreto de enxofre com crípton ionizado

Este ano comemora-se os 60 anos da descoberta da reatividade dos gases nobres nomeadamente do xénon. Nuno A. G. Bandeira, investigador do Departamento de Química e Bioquímica e do BioISI Ciências ULisboa, escreve sobre os gases nobres, suas aplicações e um estudo recente da sua autoria e de cientistas do Centro de Química Estrutural e que apresenta um novo composto de crípton.

Logotipo GMC

A primeira fase de decisões da primeira volta do Global Management Challenge 2022 terminou no passado dia 14 de junho. Em competição estiveram 206 equipas a nível nacional - compostas por estudantes, quadros de empresas ou mistas -, duas delas incluem estudantes da Ciências ULisboa.

Grande auditório da Faculdade com pessoas

Vale a pena recordar os 111 anos comemorados no grande auditório da Faculdade no canal YouTube, numa viagem imaginária a Marte, com a tradicional entrega de prémios e distinções e outros momentos singulares, assim como conhecer a opinião daqueles que participaram no evento.

sao jorge ao fundo e logotipo da iniciativa

“Andamentos da Ciência” é o novo ciclo de conferências da Ciências ULisboa que arranca no próximo dia 22 de junho. Nesta iniciativa, especialistas de diferentes áreas do conhecimento vão partilhar o saber sobre os temas mais atuais da sociedade, na forma de comunicações inspiradas nas palestras TED.

quatro estudantes

O Departamento de Geologia atribuiu 14 cartas de reconhecimento de mérito aos melhores alunos da licenciatura em Geologia de 2019/2020 e de 2020/2021. O Gabinete de Jornalismo entrevistou alguns dos estudantes distinguidos na ocasião. Saiba o que pensam sobre o curso que frequentaram na Faculdade e o que estão a fazer neste momento.

conjunto de pessoas no palco

Numa cerimónia realizada durante a Feira Nacional da Agricultura 2022, em Santarém, foi apresentado e contratualizado o projeto AdaptForGrazing, inscrito no Plano de Recuperação e Resiliência. O projeto é coordenado por Cristina Branquinho, professora do Departamento de Biologia Vegetal da Faculdade e investigadora do cE3c.

Praia

No próximo dia 17 de junho, na praia de Albarquel, em Setúbal, decorrem as atividades “Ida à Maré e Festa na Praia”, promovidas pelo projeto bLueTIDE. Estas atividades contam com a participação de investigadores do MARE - Centro de Ciências do Mar e do Ambiente, polo da Ciências ULisboa, com o apoio da Incubadora do Mar & Indústria da Figueira da Foz.

Ato solene da atribuição do título no Centro Cultural Alcazaba de Mérida

Ricardo Trigo, professor do Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigador do Instituto Dom Luiz, recebe título doutor honoris causa da Universidade da Extremadura, numa cerimónia que teve lugar no Centro Cultural Alcazaba de Mérida, em Badajoz, Espanha, no passado dia 1 de junho.

Galardoados com os Prémios Verdes

O COVIDETECT é o vencedor dos Prémios Verdes na categoria investigação. “É uma distinção que muito nos honra e que reforça o caráter inovador e visionário do projeto”, diz Mónica Vieira Cunha, professora do Departamento de Biologia Vegetal da Ciências ULisboa, investigadora do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c) e coordenadora científica do consórcio.

lancha hidrográfica leva os alunos para o rio

Durante o mês de maio, uma turma de alunos do 3.º ano, finalistas do curso de Engenharia Geoespacial deslocou-se em trabalho de campo até à Praia de Santo Amaro, em Oeiras, para realizar um levantamento topo-hidrográfico da praia. O trabalho constitui o projeto final da disciplina de Hidrografia, ministrada pelo professor Carlos Antunes.

Anfiteatro com os participantes da homenagem

Este ano a celebração do Dia Mundial da Terra no Departamento de Geologia foi ainda mais especial:organizaram a conferência “A evolução da Geologia costeira em Portugal e principais desafios futuros” com o objetivo de surpreender e homenagear César Andrade, professor na Faculdade há 43 anos. A reportagem inclui vários testemunhos de colegas e antigos alunos.

Joana Ribeiro, Bárbara Henriques e Filipa Carvalho no simpósio

A Sociedade Portuguesa de Doenças Metabólicas (SPDM) atribuiu uma bolsa de apoio à investigação Dr. Aguinaldo Cabral, no valor de 10.000€, a Bárbara Henriques, investigadora do Departamento de Química e Bioquímica e investigadora principal do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI), polo da Ciências ULisboa. É a primeira vez que um investigador da Ciências ULisboa recebe este prémio.

Cinco alumni e logotipo da rubrica

Esta foi a pergunta feita a cinco alumni da Ciências ULisboa durante o mês de maio. A primeira série de lives transmitidas em direto no Instagram também está disponível no canal YouTube da Faculdade. Estas primeiras cinco conversas descontraídas e enriquecedoras contaram com a presença de Eduardo Matos, Dário Hipólito, Ana Prata, Margarida Ribeiro e João Graça Gomes.

Planta de tomate

“O efeito da competição e simbiose na virulência de um parasita de plantas" - um projeto coordenado pelas cientistas Alison Duncan e Sara Magalhães - é um dos quatro projetos vencedores da 1.ª edição do Prémio Tremplin Mariano Gago.

Paisagem antártica na zona de estudo

As alterações climáticas amplificam as ondas de calor no continente antártico. Esta é a conclusão apresentada pelos cientistas Sergi González-Herrero, David Barriopedro, Ricardo M. Trigo, Joan Albert López-Bustins e Marc Oliva num artigo publicado na Communications Earth & Environment.

Alexandre M. Ramos, Francisco S. N. Lobo, Margarida D. Amaral e Sara C. Madeira

Alexandre M. Ramos, Francisco S. N. Lobo, Margarida D. Amaral e Sara C. Madeira são as personalidades da Faculdade distinguidas com os Prémios Científicos ULisboa/Caixa Geral de Depósitos (CGD) 2021. Os seus colegas Cláudio M. Gomes e Francisco Malta Romeiras também são agraciados nesta edição com menções honrosas. A cerimónia de atribuição destes prémios e menções honrosas acontece no próximo dia 28 de junho, no salão nobre da Reitoria da ULisboa.

Fernando Antunes, João Pires da Silva e Fadhil Musa

A Delox, a spin-off do Tec Labs – Centro de Inovação da Ciências ULisboa, acaba de anunciar a angariação de 750 mil euros de financiamento para desenvolver as etapas necessárias até ao início da comercialização do novo sistema de biodescontaminação.

Estrelas

Qual é o nosso lugar no Universo? A resposta a esta e tantas outras questões encontra-se no livro do astrofísico David Sobral, que em 2015 descobriu a galáxia CR7, a mais brilhante do Universo, e que está disponível nas livrarias a partir desta terça-feira e tem lançamento marcado para esta quinta-feira, 19 de maio, pelas 18h30, no campus da Faculdade, no edifício C6, anfiteatro 6.1.36.

grande auditório da Faculddade com pessoas

O livro “ESPRESSO: Uma Aventura no Deserto de Atacama”, da autoria dos cientistas Alexandre Cabral  e Nuno Cardoso Santos, foi apresentado ao público numa cerimónia ocorrida no grande auditório da Faculdade no passado dia 14 de maio. A obra bilingue e gratuita dá a conhecer a aventura tecnológica e humana da construção do ESPRESSO, com fotografias e memórias criadas no deserto mais seco no mundo, no Chile.

logotipo radar

Vigésima terceira rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade. A empresa em destaque é a NBI – Natural Business Intelligence.

pessoas observam a exposição

“De Lisboa para os Trópicos” é o nome da mais recente exposição da Ciências ULisboa, patente no átrio do edifício C6 desde 21 de abril e que vai estar em exibição até ao próximo dia 21 de junho. A mostra itinerante de fotografias assinala o 2.º aniversário do Colégio Tropical, uma unidade transversal da ULisboa.

Logotipo CHI 2022

A principal conferência internacional dedicada aos fatores humanos em sistemas computacionais distinguiu com a classificação de melhor apresentação 25 papers, destaque para o paper "Investigating the Tradeoffs of Everyday Text-Entry Collection Methods" sobre as vantagens e desvantagens de vários métodos de introdução de texto.

Margarida Amaral

Margarida Duarte Amaral dirigiu o Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI) durante oito anos. Esta entrevista é sobre o passado, o presente e o futuro e como “o todo é maior do que a simples soma das suas partes”.

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Conceição Freitas, presidente do Conselho Científico da Ciências ULisboa, escreve sobre a prestigiante subida da ULisboa no Center for World University Rankings e no SCImago Institutions Rankings.

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