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
Edna Correia com uns binóculos a olhar para o horizonte

Edna Correia, investigadora do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (CESAM), doutorada em Biologia e Ecologia das Alterações Globais pela Ciências ULisboa, é uma das quatro jovens cientistas portuguesas distinguidas na 18.ª edição das Medalhas de Honra L’Oréal Portugal para as Mulheres na Ciência.

Tubarão

A iniciativa de cidadania europeia “Stop Finning – Stop the Trade” tem como objetivo o término da União Europeia como uma importante plataforma de trânsito para o comércio mundial de barbatanas. "Face à atual legislação, o finning foi vetado em 2003. Porém, o massacre continua", escreve Madalena Sottomayor, aluna de mestrado em Biologia da Conservação da Ciências ULisboa.

trevos-brancos

Um estudo - colaborativo e sem precedentes -, liderado por biólogos evolucionistas da Universidade de Toronto Mississauga, no Canadá, capa da Science esta sexta-feira, dia 18 de março, mostra como a urbanização está a influenciar a evolução de plantas no mundo. A investigação desenvolveu-se no âmbito do Global Urban Evolution Project e contou com a participação de quase 300 investigadores e estudantes universitários, entre eles membros da Ciências ULisboa e do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais.

planta e ácaros

Inês Fragata, investigadora do Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e do grupo de Ecologia Evolutiva do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais, é uma das cientistas distinguidas com uma bolsa do European Research Council (ERC) Starting, no valor de cerca de 2M€, no âmbito do projeto “Feedback entre a dinâmica populacional e a evolução das interações num sistema tritrófico” (DYNAMICTRIO).

João Vieira e Ivo Canela

Na Póvoa, no Cadaval, distrito de Lisboa, João Vieira, octogenário, emigrante, técnico agrícola e um entusiasta da Agroecologia, lidera um grupo informal que promove variedades crioulas de sementes, que têm vindo a desaparecer desde a sua juventude. Ivo Canelas com Rebeca Mateus, da HortaFCUL, escrevem sobre a necessidade de adotar técnicas agrícolas mais eficientes, combatendo a monopolização da agricultura.

Participantes na EVT 2013, que também tinham participado no Encontro do Vimeiro em 1983

"Ross Leadbetter era amigo verdadeiro dos seus amigos, entre os quais me encontro, e é um dos gigantes da área de Valores Extremos (...)", escreve Maria Ivette Leal de Carvalho Gomes, professora emérita do DEIO Ciências ULisboa, na sequência do falecimento do professor emérito da University of North Carolina at Chapel Hill e doutor honoris causa da ULisboa.

Formação da zona de subducção de Vanuatu

Uma equipa de investigadores do Instituto Dom Luiz da Ciências ULisboa em parceria com cientistas da Universidade Johannes Gutenberg (JGU), em Mainz, na Alemanha, apresenta uma nova perspetiva para o início das zonas de subducção, contribuindo dessa forma para um maior conhecimento da teoria da tectónica de placas.

Marta Temido a dar a medalha a Manuel Carmo Gomes

Manuel Carmo Gomes, professor da Ciências ULisboa, foi um dos especialistas distinguidos com a Medalha de Serviços Distintos – grau Ouro do Ministério da Saúde. A distinção foi atribuída pela ministra da Saúde, Marta Temido, em reconhecimento pelo trabalho desenvolvido no âmbito da resposta à COVID-19.

pessoas a acenar na FCULresta

"Há um ciclo solar transformámos um relvado de 315 m2 no que pretende ser uma minifloresta densa e biodiversa. O que podemos observar passado o primeiro ano? Haverá motivos para celebrar a FCULresta?". Passado um ano desde o lançamento da primeira semente, os membros do projeto fazem um balanço de todo o processo.

Escola de Inverno na Macedónia do Norte

O cientista Tiago Guerreiro foi um dos oradores da “Winter School on e-Health & Pervasive Technologies”, a primeira escola de inverno do projeto WideHealth, e que contou com uma competição de Machine Learning, composta por 11 equipas e na qual o grupo da Faculdade alcançou o 4.º lugar e uma menção honrosa.

Logotipo da rubrica radar Tec Labs

Vigésima segunda rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade. A empresa em destaque é a Neroes.

Maria Helena Garcia e Andreia Valente no laboratório

A Something in Hands - Investigação Científica Lda. (R-Nuucell), spin-off da Ciências ULisboa, vai receber um financiamento de €75.000 para desenvolver um novo medicamento para o cancro de mama triplo negativo.

professor Miguel Centeno Brito e paineis solares no telhado da faculdade

A Schweizer Radio und Fernsehenv, uma emissora de radiotelevisão suíça, esteve em Portugal e conversou com o professor Miguel Centeno Brito sobre energia solar e transição energética em Portugal.

Rita Pestana

Rita Pestana é aluna do 2.º ano do mestrado em Engenharia Física e em março inicia um estágio no Centro de Microanálises de Materiais, em Madrid, no âmbito do seu curso e ao abrigo do Marie Sklodowska-Curie Fellowship Programme da Agência Internacional de Energia Atómica.

Obras no campus da Faculdade

Ciências ULisboa prepara-se para concluir a última fase da requalificação das condutas de distribuição de água aos seus edifícios. Este projeto da responsabilidade do Laboratório Vivo para a Sustentabilidade irá contribuir para a diminuição da pegada ambiental da Faculdade e deverá possibilitar uma poupança significativa das despesas de funcionamento associadas ao consumo de água potável.

Conceção artística da superfície de Vénus

Um estudo publicado na revista Atmosphere, liderado por Pedro Machado, professor do DF Ciências ULisboa e investigador do IA, apresenta o conjunto de medições mais detalhado e completo alguma vez feito, de um observatório na Terra, das velocidades dos ventos em Vénus paralelos ao equador e à altitude da base das nuvens.

Abstrato dourado

A 26.ª edição dos Prémios da Associação Portuguesa de Museologia galardoou “Hortas de Lisboa. Da Idade Média ao século XXI” com o Prémio Exposição Temporária e “Almada Negreiros e o Mosteiro da Batalha – quinze pinturas primitivas num retábulo imaginado” com uma Menção Honrosa do Prémio Investigação.

Logotipo da rubrica radar Tec Labs

Primeira rubrica Radar Tec Labs do ano 2022 dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade.

Imagem artística de Proxima d, o candidato a planeta recentemente detetado à volta da estrela anã vermelha, Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol

Uma equipa liderada por João Faria, antigo aluno da licenciatura de Física da Faculdade e investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, detetou um novo planeta à volta da estrela mais próxima do Sol – Proxima Centauri, anunciou o Instituto, na quinta-feira passada, dia 10 de fevereiro.

anfiteatro

Os alunos da Ciências ULisboa inscritos nos exames nos dias 11 e 12 de fevereiro podem realizá-los novamente em época extraordinária. De acordo com a Direção da Faculdade não existem indícios de se ter verificado a existência de um absentismo superior ao normal nas provas de avaliação realizadas nestes dois dias.

Campus da Faculdade

Ciências ULisboa, após contacto da Polícia Judiciária (PJ), colaborou estreitamente no contexto da investigação relacionada com a suspeita de atentado dirigido a estudantes universitários da ULisboa e que levou ao desenlace anunciado esta quinta-feira, dia 10 de fevereiro, pela PJ. A Direção da Ciências ULisboa congratula-se com o impedimento da referida ação.

Tubos de ensaio

Portugal tornou-se o mais recente membro do EU-OPENSCREEN, um consórcio europeu de infraestruturas de investigação para a Química biológica e descoberta inicial de fármacos. A participação portuguesa no EU-OPENSCREEN está integrada no Roteiro Nacional de Infraestruturas de Investigação, através do PT-OPENSCREEN. O CQE e o BioISI são parceiros desta infraestrutura.

Membros da rede MedECC na Sala do Senado na Assembleia da República

Cristina Branquinho, professora do DBV Ciências ULisboa e investigadora do cE3c, participou no 1.º Relatório de Avaliação - Alterações Climáticas e Ambientais na Bacia do Mediterrâneo - Situação Atual e Riscos para o Futuro realizado pela Rede de Especialistas do Mediterrâneo em Alterações Ambientais e Climáticas, distinguida com o Prémio Norte-Sul do Conselho da Europa.

Lisboa Romana | Felicitas Iulia Olisipo foi distinguida com os Prémios APOM 2021 e com os Prémios Património.pt. Esta iniciativa alvo destas distinções contou com a colaboração de cientistas do Departamento de Geologia da Ciências ULisboa e do Instituto Dom Luiz, entre outras entidades.

tela com várias cores coloridas

"Escrever é um ato criativo, ainda que seja sobre uma descoberta científica, um prémio a um investigador, uma empresa de sucesso que aqui nasceu", escreve Marta Tavares, do Gabinete de Jornalismo da Direção de Comunicação e Imagem da Ciências ULisboa. Mais um artigo em jeito de editorial.

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