No campus com Helder Coelho

Progresso da Computação

Helder Coelho

As revistas Nature (28 de maio, 2015) e Science (17 de julho, 2015) dedicaram números especiais ao campo da Inteligência Artificial (IA), que faz 60 anos de vida em agosto deste ano. O que surpreende mais, na leitura dos artigos, são as notas soltas sobre as melhorias de desempenho obtidas nas últimas duas décadas, em particular na resolução de problemas com restrições, na tradução e compreensão de línguas, e nos jogos com informação imperfeita onde se conseguiu um enorme avanço. A recente vitória do programa AlphaGo, da Google DeepMind, contra os campeões europeu e mundial de Go, por 5-0 e 4-1, expressou os sucessos conseguidos no processamento dos dados e com recurso à aprendizagem mecânica (Deep Learning). A Google, através do seu presidente Eric Schmidt, declarou a intenção em se tornar uma empresa de IA, em vez de procura de informação.

Coloquemos agora o foco da nossa atenção na racionalidade (por exemplo, no comportamento de um agente artificial em simulação social) e também na sua conceção computacional. Existem vários modelos (e arquiteturas) de agentes, sobre as suas atitudes (crenças, preferências) ou estados mentais, que se popularizaram desde o fim dos anos 80, a saber o BDI (Belief-Desire-Intention) de Bratman (1987), apoiado na Filosofia, o PECS (Physical-Emotion-Cognitive-Social) de Urban e Schmidt (2000), apoiado na Psicologia, e o Agent_Zero (Emotion-Cognitive-Social) de Epstein (2013), apoiado nas Neurociências. Estes modelos recorrem às abstrações conceptuais, representadas por estruturas de dados (desenho do agente por camadas), e nalguns casos as crenças são codificadas como distribuições de probabilidades (os economistas não precisam de explicar como as preferências ou as capacidades dos agentes são descritas). Os modos de codificação, preocupação dos informáticos, determinaram os progressos que têm sido obtidos no desempenho alcançado com a operação da racionalidade (na Economia, os agentes são considerados como racionais, embora Herbert Simon tenha alertado para o perigo de tais modelos).

Os investigadores da aprendizagem mecânica inspiraram-se no que se passa no mundo animal com a construção da recompensa (aprendizagem por reforço), aonde um agente deriva uma política (mapeamento das sequências de perceção em ações) baseada nas compensações, as quais representam valores instantâneos associados a um estado e a uma ação. Sob o ponto de vista da engenharia, interessada na especificação da recompensa, há que assegurar a eficiência do agente e isso pode acontecer pelo treino, com uma concentração sobre os sinais da entrada e durante todo o processo de aprendizagem, para otimizar o comportamento. Isto explica o papel que as motivações intrínsecas (caso da curiosidade) do agente desempenham na flexibilidade da aprendizagem.

Ora, nos últimos 30 anos, a IA preocupou-se com afinco em duas áreas essenciais, representação do conhecimento e inferência (para a manipulação das representações), recorrendo às redes Bayesianas e aos formalismos gráficos relacionados (redes). De facto, a expressão da incerteza sobre as relações, além das proposições, tem sido o objetivo das linguagens de modelação probabilística, e é por isso que as vias estatísticas têm dominado a aprendizagem mecânica e o processamento das línguas naturais, para desconforto de alguns puristas, como o linguista Noam Chomsky. A gestão das preferências tornou-se numa facilidade ao dispor do projetista e do programador, e o planeamento (relacionado com as ações ao longo do tempo) é capaz de transformar um problema como se de otimização se tratasse, sujeito a restrições, a objetivos múltiplos e a efeitos probabilísticos das ações.

Os agentes artificiais, hoje em dia, raciocinam não só para alcançar metas ou realizar tarefas (governação baseada em objetivos), mas necessitam também de raciocinar sobre os outros agentes (incluindo qualidades) que encontram, adotando uma visão do mundo como se tratasse de um jogo, isto é respondendo aos comportamentos dos outros e esperando que as suas escolhas (decisões) conjuntas estejam em equilíbrio, tal como o pensamento económico defende. Assim, a nível mundial (veja-se o que se tem passado anualmente no Congresso Mundial AAMAS) a Teoria dos Jogos tem vindo a ganhar um peso maior quando enfrentamos situações com múltiplos agentes. Por exemplo, no jogo poker, onde a informação é imperfeita e a incerteza e a complexidade imperam, descobrem-se novos desafios para as técnicas de IA: os jogadores conhecem elementos da história do jogo, ao longo do tempo, enfrentam a incerteza, e atualizam as suas crenças sobre o que se vai passando (as cartas nas mãos dos jogadores e as crenças dos outros). A computação de um equilíbrio de Nash, aproximado do jogo completo, exige um enorme esforço e novos métodos de procura equilibrada (algoritmos de aprendizagem), o que se traduz depois em novas potencialidades de resolver problemas reais (os jogos de segurança no acesso a aeroportos, na proteção dos aviões estacionados na placa do aeroporto, e no controle das costas marítimas de um país). A investigação do grupo TEAM CORE, do professor Milind Tambe da Universidade da California do Sul (EUA), aparece como um dos exemplos dos trabalhos científicos em IA com resultados muito bons.

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências
Centro Cultural de Montargil, Ponte de Sor

O Centro Ciência Viva do Lousal (CCVL) – Mina de Ciência recebeu o prémio Melhor Projeto Público 2017. A Faculdade é membro associado e fundador da Associação CCVL garantindo a atualização e o rigor dos conteúdos comunicados.

Marta Aido junto ao globo terrestre

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de junho é com Marta Aido, que trabalha no Instituto Dom Luiz.

Novos mapas de risco de incêndios florestais para 2018 resultam de um trabalho conjunto entre engenheiros florestais, estatísticos e climatólogos.

Fotografia do setup experimental

O professor do Departamento de Biologia Vegetal e membro da COST Action FA1306, que chegou agora ao fim, faz um balanço da rede transeuropeia e dá-nos a conhecer o projeto INTERPHENO e que poderá ser o primeiro passo para a constituição de uma rede nacional de fenotipagem.

Torre de pedras

"Associada à ideia de perfeccionismo surge a luta por objetivos elevados e irrealistas". Mais uma rubrica da psicóloga Andreia Santos.

Margarida Amaral

Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com Margarida Amaral, professora do DQB e coordenadora do BioISI e que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia deste site.

“The Medieval and Early Modern Nautical Chart: Birth, Evolution and Use”

Joaquim Alves Gaspar, distinguido em 2016 com uma starting grant, a primeira a ser atribuída a um membro de Ciências, volta a “encantar” o Conselho Europeu de Investigação.

Uma mão com enguias

Ciências organiza a primeira reunião do projeto europeu, na qual participam mais de 50 especialistas portugueses, espanhóis e franceses, com o objetivo de debater formas de recuperação da enguia-europeia.

José Avelino Pais Lima de Faria,o proeminente cientista de 92 anos, antigo aluno de Ciências - licenciou-se em Ciências Físico-Químicas em 1950 - volta colaborar com a Faculdade, com um artigo sobre a atividade científica, selecionando para o efeito um conjunto de eminentes personalidades. Dois dias após a publicação deste artigo, J. Lima-de-Faria faleceu. A Faculdade lamenta o triste acontecimento e apresenta as condolências aos familiares, amigos e colegas.

Oradores do Ignite IAstro na Assembleia da República

No âmbito da efeméride ocorreu uma sessão do Ignite IAstro na Assembleia da República. O Dia Nacional dos Cientistas é celebrado desde 2016.

Grande auditório

A nova direção de Ciências para os próximos quatro anos tomou posse a 15 de maio de 2018. Luís Carriço é o novo diretor e a sua equipa conta com cinco subdiretores: Margarida Santos Reis, Fernanda Oliveira, Jorge Maia Alves, Hugo Miranda e Pedro Almeida.

Logotipo

A final nacional da 14.ª edição das Olimpíadas de Química Júnior ocorreu a 12 de maio no Departamento de Química e Bioquímica de Ciências. Os melhores classificados podem vir a integrar a equipa portuguesa que participará na European Science Olympiad, em 2019.

Pint

O Pint of Science traz para bares portugueses e internacionais assuntos científicos de forma descomplicada.

Beatriz Lampreia

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de maio é com Beatriz Lampreia, assistente técnica do Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica.

Marés

Investigadores de Ciências identificaram um novo ciclo global de marés que ocorre ao longo de grandes escalas de tempo geológico.

Sara Silva

Sara Silva, investigadora do Departamento de Informática, do BioISI – Instituto de Biosistemas e Ciências Integrativas e investigadora convidada da Universidade de Coimbra, ganhou o EvoStar Award 2018, um galardão que reconhece a qualidade e o impacto mundial do trabalho desenvolvido ao longo da sua carreira na área da computação evolucionária.

Pedro Castro

Nesta fotolegenda destacamos uma passagem da entrevista com o engenheiro químico Pedro Castro e que pode ser ouvida no canal YouTube e na área multimédia deste site.

Alunos no Campus de Ciências

"É necessário um equilíbrio entre aquilo que eu e o outro precisamos", explica a psicóloga Andreia Santos, na sua rubrica habitual.

CAP

A 8.ª conferência Communicating Astronomy with the Public, ocorrida em março, no Japão, juntou mais de 450 comunicadores de ciência, de 53 países. João Retrê, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço foi um deles.

relógio solar

“O que é o Planeta Terra?” foi a questão que marcou o início dos workshops “Relógio Solar” e “Robot/Pintor” que decorreram no passado dia 9 de abril na Faculdade de Ciências e que contaram com a participação de 15 alunos do Colégio da Beloura em Sintra com idades entre os 4 e os 5 anos.

Rosto do investigador

O prémio é concedido pelos editores do Journal of Coordination Chemistry a um jovem químico, autor do melhor artigo do ano. Pela primeira vez é atribuído a um português, no âmbito de um trabalho realizado por investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, nomeadamente no Centro de Química e Bioquímica e no Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas .

Célia Lee

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de abril é com Célia Lee, que trabalha no suporte à investigação e à prestação de serviços no Instituto Dom Luiz.

 BARCOSOLAR.EU

Sara Freitas, doutoranda de Sistemas Sustentáveis de Energia, colabora no Festival Solar Lisboa, que acontece em maio e inclui muitas atividades gratuitas, tais como passeios num catamarã solar, semelhantes aos que ocorreram em abril no Parque das Nações e que contaram com a presença do grupo Energy Transition do Instituto Dom Luiz.

Erica Sá, bióloga, bolseira e membro da equipa do MARE, faleceu dia 11 de abril, aos 36 anos. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos seus familiares, amigos e colegas.

Centro de Dados da FCUL

"Wittgenstein coloca (em 1934) a pergunta “Pode uma máquina pensar?”, 16 anos antes de Alan Turing (no artigo “Computing Machinery and Intelligence” da revista Mind, novembro, 1950). E, essa especulação feita no campo da Filosofia tem um significado interessante nos dias de hoje, aparecendo como uma previsão significativa (Oliveira, 2017)", escreve Helder Coelho em mais um ensaio.

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