No Campus com Helder Coelho

Previsão em toda a área

Contrariamente ao que outrora pensávamos, o nosso cérebro não é reativo, mas preditivo e muito dinâmico. Esta descoberta recente foi obtida graças às neurociências (Hohwy, 2014).

Olhamos facilmente para o futuro, procurando ou adivinhando o que irá acontecer a seguir, permitindo que apostemos muito mais do que julgávamos, e, ainda, surpreendemos muito os outros com quem estamos.

Muitos dos desportos existem, porque os nossos cérebros são capazes de calcular com rapidez o que o outro jogador vai fazer e deduzir com rigor aonde a bola vai chegar: perceção, ação e previsão. As nossas interações sociais ganham também com essa capacidade, e, abusamos por vezes, brincando com os nossos amigos sobre as nossas próprias expectativas. Quando erramos, retrocedemos sem problemas, e graças aos nossos mecanismos de inferência corrigimos e avançamos com novas antevisões à custa da chegada de novos dados. Fazemos e refazemos os modelos internos da realidade e surfamos sobre a incerteza, e, ainda, avançamos com premonições, embora saibamos quão difícil é acertar.

As criaturas assim equipadas são muito mais do que simples máquinas de dar respostas a perguntas. Elas são capazes de enfrentar os mundos em mudança, improváveis e incertos, como os atuais, pois evoluíram para serem capazes de antecipar os fluxos de dados a chegar aos nossos sentidos, aproveitando todas as oportunidades, sendo mesmo pró-ativas, e defendendo-se das potenciais ameaças. As ações que são capazes de engendrar são mais complexas, pois em vez de simples respostas às entradas, estão um pouco à frente, adivinhando mesmo antes delas chegarem. Há assim uma nova dança, entre a perceção e a ação, que ultrapassa a ideia mais simples da cognição (interação simples perceção-ação).

Voltando à Inteligência Artificial (IA), reconhecemos que o raciocínio lógico é considerado agora como uma adaptação feliz (com sorte), e tudo o que se faz na IA não é tanto construir uma mente, mas melhorar as ferramentas para resolvermos problemas bem mais difíceis. A rápida melhoria do Google Translate, em vários pares de línguas naturais, durante 2016-2017, é disso uma prova (a manchete dos jornais nos EUA, “... a tradução com IA, da Google, não se distingue da feita por seres humanos” é enganadora, pois o Google Translate mostra-se melhor nos pares de línguas mais comuns, e mesmo assim atrás da perícia de um tradutor profissional)! Já não se trata só do que a “máquina sabe ou mesmo compreende” (lembrem-se da pergunta de Alan Turing, em outubro de 1950, na revista Mind, “Pode uma máquina pensar?”), mas do que faz, ou ainda mais e de outro modo, “do que ainda não faz”.

Muitas vezes, nos últimos anos, se tem dito que a IA faz medo a alguns, pois as máquinas são mais inteligentes (“a linha vermelha da perspicácia” separava, há bem pouco tempo, o homem da máquina). Contudo, o que devíamos fixar é que o progresso é feito para ajudar as pessoas, e não para as substituir, e, em vez de pensarmos em mera disrupção, temos de ver qual é o poder de construir instituições mais poderosas e resilientes.

Se olharmos bem para os seres humanos, capazes de sentir, pensar e sonhar, de criar, interpretar e compreender ideias, teorias e conceitos, perguntamos como a matéria de que são feitos foi então capaz de dar origem a estados mentais, incluindo mesmo a faculdade de consciência? A resposta a esta questão está cada vez mais ao alcance da consiliência (síntese), entre as neurociências, a psicologia, a robótica, e a inteligência artificial (aprendizagem).

A ideia que o cérebro é uma forma superior de máquina de previsão tem uma longa história, ancorada em trabalhos sobre a perceção e mais recentemente, na exploração da aprendizagem profunda (deep learning), no reconhecimento de imagens ou mesmo na tradução de línguas naturais. Muitos falam de uma versão emergente do cérebro, como máquina de previsão multicamada. No entanto, o que acontece é que os nossos corpos estão constantemente a ser bombardeados por sensações e os cérebros são então obrigados a dar sentido ao que é recebido, de modo caótico e incerto, fazendo previsões, ou adivinhação sobre o que está por detrás dos sinais que estamos a receber. A perspetiva tradicional, de baixo para cima, sobre a perceção visual, é a seguinte: o nosso cérebro analisa os sinais que entram, encontra padrões com complexidade crescente, e tenta dar sentido ao que se passa tentando adequar esses padrões com as suas representações internas. O processamento preditivo vira aquelas noções de pernas para baixo realizando prognósticos.

Segundo von Helmholtz (1860), os cérebros geram dados sensoriais para se associarem aos sinais que estão a chegar, recorrendo a modelos internos do mundo e dos nossos corpos. Estes modelos gerativos dão origem a hipóteses múltiplas sobre as fontes dos dados que chegam, e a hipótese mais ajustada transforma-se numa perceção. Ora, este processo é contínuo, o cérebro identifica qualquer erro e atualiza os modelos internos se for necessário, e assim pode prever e perceber mais precisamente o que se está a passar. Segundo Clark, além da previsão, opera-se também a minimização da incerteza.

O facto de sermos agentes ativos e empenhados está associado com aquele processamento preditivo, com os nossos cérebros sempre a reduzir os erros de previsão, de molde a percebermos corretamente o mundo envolvente, algo que é fundamental para a nossa sobrevivência: achando as previsões que melhor se acomodam com as entradas sensoriais que estão continuadamente a estimular o cérebro. Fazemos isto movendo constantemente o corpo (para ouvir, ver, sentir o melhor possível), e estando sempre muito atentos ao que nos cerca.

Referências
Clark, A. Surfing Uncertainty, Prediction, Action and the Embodied Mind, Oxford University Press, 2016.
Hohwy, J. The Predictive Mind, Oxford University Press, 2014.

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Adrià López Baucells

A British Ecological Society anunciou esta sexta-feira, dia 30 de novembro, os vencedores do concurso anual de fotografia Capturing Ecology. Entre as várias fotografias premiadas encontram-se as de Adrià López Baucells, estudante do programa doutoral Biodiversidade, Genética e Evolução e investigador do polo de Ciências ULisboa do Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais.

Ilustração de um buraco negro ativo no centro de uma galáxia

Cientistas portugueses estiveram envolvidos na primeira medição espacial do redemoinho de massa que orbita um buraco negro de centenas de milhões de massas solares.

C6

Soraia Pereira, investigadora do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa e antiga aluna de Ciências ULisboa, vence Prémio Sociedade Portuguesa de Estatística 2018.

Representação esquemática da bicamada fosfolipídica da membrana e da sua alteração, após ação do antibiótico (à esquerda) e visualização da membrana danificada por ação de uma dose inferior à concentração mínima letal (à direita)

Uma equipa liderada por Ciências ULisboa descobriu antibióticos derivados de açúcares, que matam células de espécies de Bacillus spp, incluindo Bacillus anthracis, um micróbio causador da doença antrax, que ataca animais e seres humanos e é um agente de bioterrorismo.

Mar

No Dia Nacional do Mar trazemos à memória os 20 anos da EXPO’98 e da Ponte Vasco da Gama e a reabilitação daquela área, na qual participaram vários professores de Ciências ULisboa e investigadores do extinto Instituto de Oceanografia, atual MARE.

Talhões SUSBEAUTY

Estudo coordenado por Ana Duarte Rodrigues, investigadora do DHFC e do CIUHCT, demonstra que plantas autóctones do Algarve são mais sustentáveis do que as espécies exóticas introduzidas na paisagem e que esgotam os recursos hídricos da região.

Cristina Máguas

“A Federação Europeia de Ecologia (FEE) tem objetivos muito claros – um deles é o de alargar o conhecimento ecológico à Europa”, diz Cristina Máguas, primeira portuguesa a ser eleita presidente da rede europeia de ecólogos. A tomada de posse ocorre em janeiro de 2019.

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O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências ULisboa? O Dictum et factum de novembro é com Ana Subtil Simões, técnica superior da Área de Comunicação e Imagem de Ciências ULisboa.

Campus Ciências ULisboa

Ciências ULisboa organiza no seu campus a competição internacional destinada a treinar equipas multidisciplinares de estudantes universitários para a inovação e o empreendedorismo na área da saúde. A equipa vencedora irá participar no EIT Health Winners Event, em Londres, nos próximos dias 11 e 12 de dezembro.

Diego Rubiera-Garcia

Aos 14 anos o investigador do polo de Ciências ULisboa do IA deslumbrou-se com um livro “A criação do Universo” e a teoria do big-bang. O que mais gosta de fazer é simples: pequenos cálculos sobre ideias que lhe vêm à mente!

líquenes

O 1.º Prémio de Doutoramento em Ecologia Fundação Amadeu Dias foi atribuído a Paula Matos. A investigadora do cE3c do polo de Ciências ULisboa irá apresentar a tese em Biologia e Ecologia das Alterações Globais no 17.º Encontro Nacional de Ecologia.

João Alexandre Medina Corte-Real, professor jubilado da Universidade de Évora, docente em Ciências ULisboa durante mais de 30 anos, faleceu a 31 de outubro. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos familiares, amigos e colegas.

Burnout

Saiba mais sobre a síndrome de burnout, na rubrica habitual da psicóloga do GAPsi, Andreia Santos.

Pormenor de simulação de matéria a orbitar perto de um buraco negro

Há um buraco negro supermassivo, escondido, no centro da Via Láctea anunciou o ESO. O GRAVITY, que tornou possível esta observação, foi desenvolvido por um consórcio internacional, do qual fazem parte investigadores de Ciências ULisboa e da FEUP, integrados no CENTRA.

CCDesert

Ciências ULisboa, através do cE3c e do IDL, é um dos 37 membros fundadores do Centro de Competências na Luta contra a Desertificação criado pelo Governo este verão.

HortaFCUL

Contributo da HortaFCUL para a sustentabilidade do campus em 2017/2018.

Grande auditório de Ciências ULisboa

Novo ano escolar… Vida nova para muitos caloiros… Recorde a sessão de boas-vindas aos novos alunos de 2018/2019 e conheça as histórias de alguns deles.

Ciências da Sustentabilidade

O novo doutoramento da ULisboa foi concebido no âmbito do Colégio Food, Farming and Forestry e junta 42 professores de 17 faculdades e institutos da ULisboa. A primeira edição conta com 14 alunos.

navio James Clark Ross

Vanda Brotas, professora do DBV Ciências ULisboa e investigadora do MARE ULisboa, é a coordenadora do projeto Portwims, no âmbito do qual investigadores do MARE ULisboa participam em cruzeiros oceanográficos.

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A ação COST CA 16118 ou Neuro-MIG visa o estabelecimento de uma rede de médicos e cientistas para o estudo das malformações do desenvolvimento cortical humano. Em setembro passado a comissão de gestão e os grupos de trabalho desta rede estiveram reunidos em Ciências ULisboa.

<i>Deep Learning</i>

A rubrica No Campus com Helder Coelho está de volta: “O que o homem tem necessidade, quando enfrenta o complexo, é de ‘agentes’ com um pouco de mais inteligência (estendida, aumentada) e de ajuda (cooperação, colaboração)”.

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O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de outubro é com Paulo Motrena, técnico superior do Gabinete de Organização Pedagógica da Direção Académica de Ciências ULisboa.

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Cerca de 90 alunos do Colégio S. João de Brito visitaram o DQB e DG Ciências ULisboa. O projeto educativo desta escola contempla a dinamização de atividades relacionadas com as ciências experimentais, destinadas a enriquecer as aulas de Estudo do Meio.

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José Francisco Rodrigues, professor do DM e investigador do CMAFcIO de Ciências ULisboa, escreve sobre a interação profícua entre a Matemática e a Biologia, no Ano da Biologia Matemática, que celebra o extraordinário progresso das aplicações matemáticas na Biologia.

“Reportagem Especial - Adaptação às Alterações Climáticas em Portugal”

"Reportagem Especial - Adaptação às Alterações Climáticas em Portugal" está nomeada para o prémio internacional Best Climate Solutions 2018. É o único projeto ibérico a concurso.

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