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
Ano Internacional da Cristalografia 2014

O Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa associa-se à comemoração do Ano Internacional da Cristalografia.

MATEMÁTICA E ENSINO

De acordo com o Despacho do Senhor Diretor da Faculdade, a eleição do Presidente do Departamento de Matemática terá lugar no próximo dia 30 de Maio.

Conferência no dia 16 de Maio, 11h30, anfiteatro 3.2.15, Edifício C3, FCUL, Campo Grande, Lisboa.

Marta Lourenço

Marta Lourenço, membro do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia, da Secção Autónoma de História e Filosofia das Ciências e subdiretora do Museu Nacional de História Natural e da Ciência foi galardoada com a Medalha George Sarton pela Universidade de Gent.

Imagem de Octávio Pinto

O seminário integrado na disciplina de Agricultura e Florestas, do mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental, realiza-se dia 7 de maio, pelas 11h15, no edifício C2, 2.º piso, sala 2.2.14.

Christoph Meyer

Christoph Meyer começou a trabalhar no Centro de Biologia Ambiental de Ciências, em fevereiro de 2009. A estadia em Ciências tem corrido bem.

Tectonics and Neotectonics of the western North America and Associated Hazards

Conferência no dia 29 de Maio, 12h00, sala 6.2.56, Edifício C6, FCUL, Campo Grande, Lisboa.

EuroGP2014

Stefano Ruberto, Leonardo Vanneschi, Mauro Castelli & Sara Silva foram distinguidos com o best paper award for EuroGP 2014, durante a "17th European Conference on Genetic Programming", ocorrida entre 23 e 25 de abril, em Granada, Espanha.

A Biblioteca do Conhecimento Online, celebra o seu 10.º Aniversário

“Nestas formações, ensina-se, entre outros aspetos, a detetar situações de paragem cardiorrespiratória precocemente, a saber ligar o 112 rapidamente, sabendo dizer o que é importante, e iniciar manobras básicas, como compressões torácicas para manter alguma circulação e oxigenação dos órgãos vitais até à chegada de ajuda”, explicou o formador do INEM, Rui Rebelo.

The biosphere-atmosphere interactions mediate the largest exchanges in the global carbon cycle. Understanding the role of climate and other environmental factors on the carbon cycle of terrestrial ecosystems is key for assessing vulnerabilities and future feedback into the climate system.

A reportagem multimédia “Sonhar com o futuro” inclui testemunhos de candidatos ao ensino superior e que participaram na edição do ano passado do Dia Aberto.

Carla Nunes, Maria M. M. Santos e Carlos Baleizão

Os desafios que os novos mecanismos de financiamento suscitam apelam à criação de equipas multidisciplinares e complementares que incrementem o impacto da investigação desenvolvida.

Com o objetivo de mostrar as funções, tarefas e responsabilidades do cientista, o Departamento de Química e Bioquímica, o Departamento de Biologia Vegetal  e o IBEB receberam nos seus laboratórios 12 alunos do 12.º ano do Colégio São João de Brito.

Imagem editada pelo DI

O project Lusica e a contribuição para a exposição Retro Computing no 

Pormenor do cartaz do Programa de Estímulo à Investigação 2013

Entre 1994 e 2013, a Fundação Calouste Gulbenkian atribuiu bolsas a 32 alunos da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa ao abrigo do Programa de Estímulo à Investigação. Na última edição Alexandra Symeonides e Sara Realista foram as felizes contempladas.

Alexandra Symeonides

“A Fundação Calouste Gulbenkian, com este incentivo, está a permitir-me começar uma atividade de investigação na área da análise estocástica mas, sobretudo, está a permitir-me ganhar bagagem para vir a explorar esta área em projetos a outros níveis”, reforça a investigadora do Grupo de Física Matemática da Universidade de Lisboa.

“Toda a minha formação académica - licenciatura e mestrado -, ocorreu na Faculdade e foi sem dúvida esta instituição que contribuiu para a obtenção deste prémio. Proporcionou-me os melhores ensinamentos tanto a nível pessoal como a nível científico, tendo em conta os excelentes profissionais que nela estão inseridos”, declara a cientista Sara Realista.

NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, e A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

O projeto internacional de “ciência cidadã” consiste numa plataforma online pioneira, que procura o envolvimento do público na classificação visual de milhões de galáxias.

Estudante de Ciências na biblioteca do C4

Entre os dias 14 a 21 de abril de 2014, inclusive, a biblioteca do C4 está aberta entre as 9h00 e as 17h00.

No total, contabilizaram-se 64.082 visitantes, entre estudantes, recém-licenciados e profissionais, uma subida de 19% face à edição anterior que registou 54.337 visitantes.

Pormenor gráfico do projeto NAADIR

A exposição está em exibição até 29 de junho de 2014.

O Departamento de Química e Bioquímica de Ciências acolheu, mais uma vez, a realização de provas semifinais das Olimpíadas de Química Júnior 2014, no sábado, 5 de abril de 2014.

Imagens editadas pelo DI

De acordo com Luís Correia, professor do Departamento de Informática de Ciências, a inovação poderá levar à criação de robôs ou dispositivos, que interajam com animais que funcionam em coletivos, como rebanhos.

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