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
Pessoas estudam numa mesa na biblioteca

“Acho que qualquer aluno consegue ser bom, se tiver uma boa disciplina de trabalho e objetivos concretos”. Quem o diz é Gonçalo Faria da Silva, estudante do 3.º ano de Biologia.

No penúltimo dia de março realiza-se a quinta e última sessão do workshop destinado a preparar os estudantes para a obtenção do 1.º emprego.

 

Alunos da FCUL

A Schlumberger realiza uma sessão de recrutamento em Ciências. As grandes empresas procuram os melhores profissionais. A FCUL apoia a inserção profissional dos seus diplomados.
 

O evento é uma organização conjunta da Norton/Symantec e do mestrado em Segurança Informática do DI-FCUL.

O DM está na Futurália

Para Duarte Flor, presidente da associação académica e aluno do 12.º ano em Ciências, é importante que os candidatos ao ensino superior visitem as instalações de uma faculdade.

Desenho de uma figura masculina

“Existe um espaço onde o sentimento de pertença a uma escola pode ser reavivado", afirma Miguel Ramos.

Aluna junto a uma das colunas do átrio do C6

A mostra pictórica da atividade científica da FCUL é inaugurada a 13 de março. Conheça as razões pelas quais deve visitar a exposição.

O que são líquidos iónicos? Num dos primeiros programas do ano, o Com Ciência entrevistou o professor e investigador da FCUL, Carlos Nieto de Castro sobre esta classe de solventes.

Desenho de uma figura masculina

A data de lançamento do livro ainda não é pública, mas o evento deverá ocorrer brevemente, na Faculdade de Belas-Artes da UL.

Ontem evocou-se o Dia das Doenças Raras. A fibrose quística é um desses males incomuns. A investigação científica é importante em todos os setores, mas ganha especial sentido em áreas como esta.

Cerca de 20 professores de Ciências da Natureza e Ciências Naturais de nove concelhos portugueses participam na atividade promovida pelo MNHNC-UL a decorrer até abril.

Imagem de um folheto promocional

A FCUL volta a marcar presença no evento, juntamente com outras unidades orgânicas da UL.

Fotografia com pontos de interrogação

Alunos finalistas aconselham Engenharia da Energia e do Ambiente. Testemunhos de Guilherme Gaspar e Ricardo Leandro.

Fotografia de mesa com cinco pessoas sentadas, na Reitoria da UL

A rede pretende formalizar colégios doutorais em áreas transversais. Opinião de Maria Amélia Martins-Loução.

Fotografia de pessoas sentadas num dos anfiteatros da FCUL

A iniciativa acontece a 17 de março e é organizada pelos Departamentos de Física e de Informática.

Fotografia de Dois voluntários, sentados junto a uma banca no átrio do C5

Em fevereiro estão abertas inscrições para a admissão de novos voluntários.

A FCUL participa em "Programa de Estudos Avançados" com mais quatro instituições universitárias portuguesas e brasileiras.

Vale a pena recordar a iniciativa do Gabinete de Mobilidade, Estágios e Inserção Profissional da FCUL.

Fotografia de alunos a andarem, junto ao C8

A primeira edição do curso realiza-se já em 2012.

Outra forma de fazer turismo.

Artigo de investigadores do CeGUL e docentes do GeoFCUL no Top 25.Artigo de investigadores do CeGUL e docentes do GeoFCUL no Top 25

O Encontro decorreu em Junho no GeoFCUL.

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