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
Grupo de investigadores do HIT-CF Europe

Cerca de 502 pessoas com mutações raras de fibrose quística (FQ) foram recrutadas pelo projeto inovador HIT-CF Europe, financiado pela União Europeia através do Horizonte 2020 e que conta com a participação de Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa, coordenadora do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI) e líder do grupo português neste consórcio.

Medicamentos

Ao longo dos últimos dias, vários colegas da Ciências ULisboa e de outras faculdades entraram em contacto com Manuel Carmo Gomes, professor do Departamento de Biologia Vegetal, manifestando disponibilidade para contribuir com o seu conhecimento e meios no auxílio à análise dos dados, modelação e projeção do futuro da epidemia.

O Conselho Pedagógico da Ciências ULisboa preparou um conjunto de orientações relacionadas com as ferramentas de apoio ao ensino à distância, disponíveis no site da Faculdade e que visam ajudar os professores, investigadores e alunos durante este período de tempo sem aulas presenciais, uma medida implementada no âmbito do Plano de Contingência em Ciências COVID-19.

Imagem gráfica associada ao Plano de Contingência em Ciências COVID-19

A Direção da Ciências ULisboa determinou um conjunto de medidas que pretendem contribuir para a contenção da propagação do novo coronavírus e que vigoram até ao próximo dia 27 de março, podendo ser ajustadas conforme a necessidade e a evolução da situação.

Reunião de arranque do Colégio POLAR2E

O POLAR2E tem como objetivo criar sinergias em áreas como as ciências da criosfera, a modelação climática, a ecologia de ambientes extremos, a deteção remota, a construção em ambientes extremos, a astrobiologia e a engenharia aeroespacial dentro da Universidade.

Grupo de campus ambassadors da Jerónimo Martins, de diferentes faculdades de todo o país

No ano letivo de 2019/2020, todos os estudantes da Faculdade com interesse e dúvidas quanto aos Young Talent Programmes da Jerónimo Martins (JM) poderão contactar Catarina Bernardo, por email ou via LinkedIn! A aluna finalista de Biologia da Faculdade está disponível para responder a dúvidas sobre as várias oportunidades da JM para jovens universitários.

Imagem gráfica da rubrica Radar Tec Labs

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

Na sequência das orientações da Direção-Geral da Saúde e procurando evitar desta forma alarmismos desnecessários, sem descurar uma atuação prudente e responsável, Ciências ULisboa elaborou o Plano de Contingência em Ciências COVID-19.

Primeira reunião do IDEA-FAST

Tiago Guerreiro, professor do DI e investigador do LASIGE Ciências ULisboa, participa no IDEA-FAST, um projeto inovador na área da saúde digital, com um orçamento de 42 milhões de euros.

Estatística

“O CEAUL tem pessoas com uma contribuição notável para a Estatística em Portugal”, escreve o investigador Tiago Marques, a propósito do último congresso da Sociedade Portuguesa de Estatística.

Golfinhos

Que espécies encontrarão os cadetes do NRP Sagres? Que informação se esconde na cor do mar? Estas são algumas das questões a que o CIRCULARES, um projeto de ciência cidadã irá responder durante a viagem de circum-navegação, que deverá terminar em janeiro de 2021.

Ana Rita Carlos

Ana Rita Carlos, investigadora no polo da Faculdade do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c) e antiga aluna da Ciências ULisboa, é uma das quatro jovens cientistas portuguesas premiadas na 16ª edição das Medalhas de Honra L’Oréal Portugal para as Mulheres na Ciência, com um estudo sobre os mecanismos que desencadeiam as distrofias musculares congénitas.

José Cabrita Freitas e João Pinto Coelho integram o grupo de trabalho dedicado ao encandeamento por <i>laser</i> no visível, efeitos e proteção

José Cabrita Freitas e João Pinto Coelho, investigadores do Departamento de Física e do Laboratory of Optics, Lasers and Systems da Ciências ULisboa, foram distinguidos com o Scientific Achievement Award e com o SET Panel Excellence Award, pelo Conselho de Ciência e Tecnologia da NATO.

Encontro Nacional sobre Investigação em Alterações Climáticas

Mais de 500 pessoas inscreveram-se no Encontro Nacional sobre Investigação em Alterações Climáticas, uma iniciativa organizada pela Ciências ULisboa em parceria com o IDL e a CML, no âmbito da Lisboa Capital Verde Europeia 2020. O acontecimento visa debater a melhor investigação em alterações climáticas que é realizada em Portugal. O programa integra oito sessões temáticas e uma sessão de posters, com 47 trabalhos.

Comitiva da Faculdade no “Matchmaking” da EIT Health

Ciências ULisboa participou no “Matchmaking” da EIT Health. “O balanço final é bastante positivo pois foi possível obter a participação da Faculdade em duas summer schools e ainda angariar parceiros para propostas campus e innovation lideradas ou comparticipadas pela Faculdade”, refere Ana Faisca, técnica do GAI da Direção de I&D da Ciências ULisboa.

Primeira prova das OUB

Em Portugal existem atualmente 12 licenciaturas de Bioquímica com um total de 615 vagas. Leia o artigo da autoria do professor Francisco Pinto sobre o importante dinamismo desta comunidade estudantil.

Imagem gráfica da rubrica Radar Tec Labs

A rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade, tem aqui a sua primeira edição, com destaques do mês de janeiro e da spin-off Delox.

Levada Wanderungen, Madeira

Carlos A. Góis-Marques é o primeiro autor deste estudo. O aluno inscrito no doutoramento em Geologia da Ciências ULisboa desenvolve o seu trabalho sob orientação dos professores José Madeira, Miguel Menezes de Sequeira e José M. Fernández-Palácios.

Constituição da AMONET no notário em 2004

“(…) embora existam mudanças positivas, persiste uma grande diferença entre homens e mulheres cientistas em cargos de topo. Continua a ser muito menor o número de reitoras, diretoras de laboratórios de investigação ou professoras catedráticas. (…)”. Crónicas em Ciências com Maria José Costa, presidente da AMONET.

Vigilantes da natureza do Parque Natural do Vale do Guadiana do ICNF no JBT

O Jardim Botânico Tropical a ULisboa volta a abrir portas ao público.  A 1.ª fase do projeto de requalificação incluiu o melhoramento dos caminhos, lagos e linhas de água e alguns canteiros da zona sul do jardim.

Homenagem a Helena Iglésias Pereira

“Lena, partiste, mas estarás sempre presente no nosso coração.” Artigo da autoria de Maria Antónia Turkman, professora do DEIO Ciências ULisboa.

Helena Maria Iglésias Pereira, professora do Departamento de Estatística e Investigação Operacional (DEIO), faleceu dia 14 de janeiro. A Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa lamenta profundamente o triste acontecimento, apresentando as condolências aos familiares, amigos e colegas de Helena Maria Iglésias Pereira.

Pormenor da impressão artística do processo de fusão da galáxia NGC 6240

A mais detalhada imagem do material envolvendo dois buracos negros supermassivos numa galáxia em processo de fusão foi obtida com a colaboração de um antigo aluno da Faculdade e atualmente investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, e que em 2019 colaborou também na produção da primeira imagem de um buraco negro.

A cientista Maria Elvira Callapez escreve sobre a problemática dos plásticos: “Os plásticos não são inimigos, pelo contrário, serão cada vez mais o material para todos os usos. Parece irrealista tentar viver, um dia que seja, sem plásticos ou outros sintéticos, sendo que, por exemplo, o dilema “papel ou plástico” perdurará…”.

Carlos Lopes e Margarida Amaral

Um estudo coordenado pelo BioISI abre novos horizontes para a doença crónica obstrutiva pulmonar. O trabalho realizado em parceria com o Hospital de Santa Maria mostrou como é que uma doença rara como a fibrose quística pode ajudar encontrar estratégias terapêuticas para esta doença comum. A investigação foi galardoada com o Prémio Thomé Villar/Boehringer Ingelheim 2019.

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