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
Edição 2018 da Jobshop Ciências

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.

livros

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”.

Cérebro

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.

Maria José calhorda

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.

Participantes da missão oceanográfica a bordo do RV METEOR

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.

ASSISIbf

"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.

Direção Ciências ULisboa

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

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.

ETAR de Faro Noroeste

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.

Mohan Munashinghe em Ciências ULisboa

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.

Tarifa, sul de Espanha, província de Cádiz

“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.

Nélson Pinto

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.

IEEE

​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.

Pavilhão do Conhecimento

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.

Lucanus cervus macho

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.

tabela periódica

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.

Anfiteatro Ciências ULisboa

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.

C7

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.

Cruz

Fernando Roldão Dias Agudo, jubilado de Ciências ULisboa desde o ano de 1996, faleceu no passado dia 23 de fevereiro. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos familiares, amigos e colegas de Fernando Roldão Dias Agudo.

Reitoria ULisboa

Em 2018 os Prémios Científicos ULisboa/Caixa Geral de Depósitos foram atribuídos aos investigadores de Ciências ULisboa Cristina Branquinho, Francisco Couto, Nuno Araújo e Pedro Antunes. A edição de 2018 do Prémio Científico ULisboa/ Santander Universidades também distinguiu a professora Carla Silva.

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Sentiu o sismo de 28 de fevereiro de 1969? Conhece relatos desse acontecimento? Se as respostas forem afirmativas, então responda ao inquérito macrossísmico nacional por ocasião dos 50 anos sobre o grande sismo de 1969, lançado este mês pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera,Instituto Superior Técnico, Ciências ULisboa e Instituto Dom Luiz.

Ciências ULisboa e Milestone Consulting assinam protocolo

Ciências ULisboa e a Milestone Consulting assinaram recentemente um protocolo de cooperação para a atribuição de um Prémio para o Melhor Aluno do 1.º ano do Mestrado em Matemática.

Curso de campo do IFiT

O primeiro Curso de Campo do Projeto IFiT integrado no Programa Erasmus+ realiza-se entre 20 de maio e 2 de junho de 2019, em Aljezur, na Costa Vicentina. As candidaturas ao Student Project Week terminam a 4 de março.

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Cerca de 45 alunos do 11.º ano conheceram o Microscópio Eletrónico de Varrimento e participaram na palestra "Imagem Médica: Como a Física permite ver o interior do corpo humano".

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"Umas das primeiras etapas para o estabelecimento de limites é tomar consciência e reconhecer as suas próprias necessidades e sentimentos para que, de forma saudável possa cuidar delas nas relações", aconselha a psicóloga Andreia Santos.

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