No Campus com Helder Coelho

Cálculo Espacial

Helder Coelho

A descoberta da localização precisa de uma espécie de GPS (Global Positioning System) no nosso cérebro (Moser e Moser, 2014), capaz de nos ajudar a responder a duas perguntas básicas “Onde estamos?” e “Como vamos até acolá?”, indispensáveis para a nossa vida normal, estimulou a discussão do tema computação espacial (ler a revista norte americana Communications Of the ACM, janeiro de 2016, páginas 72-81).

O abuso (dependência) dos GPS nos automóveis, nomeadamente por jovens, é hoje em dia reconhecido como prejudicial para os cérebros humanos pois não fomenta o treino que fazíamos diariamente na navegação (resposta àquelas duas perguntas), obrigando o cérebro a procurar as alternativas para as nossas viagens a pé (ou de carro) na cidade (vejam-se referências na Internet).

Conhecer onde estamos, no espaço e no tempo, quer seja de um ser humano ou de um agente artificial (robô), promete um entendimento mais profundo do que nos envolve, em particular dos ecossistemas e do ambiente. As oportunidades são imensas para dominar uma tal habilidade, e vale a pena olhar, a título de exemplo, para as de curto prazo, nomeadamente as associadas com a realidade aumentada e a virtual (a coqueluche atual da Facebook), capazes de desempenharem um papel central na medicina, arquitetura, turismo, comércio, engenharia civil, planeamento urbano, montagem e manutenção, e mesmo amplificação da nossa inteligência (como ocorre com o sistema Watson da IBM, virado para o diagnóstico e terapia do cancro).

No que respeita os desafios da investigação, não existem dúvidas quanto à necessidade de novos algoritmos, a cooperação entre utilizadores, a estimativa da orientação e posicionamento, e o registo das coisas físicas e virtuais (Internet das Coisas, ou IoT). Que interfaces naturais poderão ser adaptadas para elevar ou aumentar os sentidos dos seres humanos (visão, ouvido, tacto)? Como a tecnologia poderá capturar os corpos humanos com completa liberdade e representá-los no espaço visual?

No passado, a estatística espacial ajudou-nos a melhorar a análise (Analytics) e a precisão, no tempo e no espaço, acerca do trajeto dos furacões, o espalhamento de doenças infeciosas, e o congestionamento do trânsito automóvel (ou aéreo). Presentemente, a avalanche dos dados (Big Data) pressionou as técnicas da aprendizagem mecânica (Machine Learning) e das redes neuronais a fornecerem contribuições de melhores algoritmos (Deep Learning) para escalarem e serem robustos nos cálculos (veja-se o programa AlphaGo da Deep Mind).

A computação espacial promete, no futuro, sistemas geo colaborativos para enfrentar as frotas e as multidões, e capazes de empurrar a Internet além do ciberespaço, permitindo conexões entre as estruturas fixas e os objetos em movimento (automóveis, peões, bicicletas), ajudando assim a coordenação e a compreensão dos padrões de mobilidade nas cidades.

A computação espacial permite já a mobilização inteligente de grupos de pessoas, para defenderem causas comuns, reduzindo a necessidade de lideranças, e, no futuro, os condutores de automóveis sem condutor, e as infraestruturas poderão cooperar, diminuindo o perigo dos engarrafamentos, acelerando a evacuação e protegendo a segurança. Esta cooperação promove a confiança no recurso a agentes artificiais (inteligentes, espaciais e distribuídos) para o cálculo e a tomada de decisão (adaptação dos sinais de trânsito).

No que respeita a investigação a longo prazo, da computação espacial, é importante sublinhar o grande valor que terá para a sociedade em geral. Em primeiro lugar, destacamos que todos os seres humanos são bons construtores de mapas. A observação dos fenómenos que estão sempre a ocorrer no mundo justifica que passemos da fusão para a sinergia dos dados, isto é do acesso a algumas plataformas, como os telemóveis, para as restantes, como os PC, sensores e “nuvens”. A melhor compreensão da cognição justifica-se por causa dos benefícios dos serviços de localização para todos nós, sem prejuízo da sua privacidade, indispensável para garantir a confiança dos utilizadores.

A passagem da fusão de dados para os sistemas de comportamento apoia-se na constatação de que entrámos numa época com enormes volumes de dados, desde os habituais geométricos às imagens de satélite, registos de passagem (check-ins), tweets, geotags e georeports. A próxima viabilização dos automóveis sem condutor implicará também o cuidado com o salto dos sensores para as  “nuvens”, a monitorização contínua dos sinais luminosos de trânsito, e a sensibilidade à localização das coisas (IoT), assim como os serviços de previsão, alertas e avisos (sobre mudanças do clima, e acessos à alimentação, água e energia).

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências

A experiência destes anos mostra que as avaliações feitas pelos estudantes são um bom indicador da qualidade do ensino e que são úteis para a sua melhoria.

“Esta oportunidade deu-me uma valiosa experiência profissional e cada dia foi uma nova lição aprendida. Contudo, considero que o que se destacou foram as pessoas incríveis que aqui conheci”, declara Jake Smith, estudante de Francês, Espanhol e Português na Universidade de Nottingham, no Reino Unido e estagiário durante cerca de dois meses na Área de Mobilidade e Apoio ao Aluno da Faculdade de Ciências.

Na próxima sessão do 60 Minutos de Ciência convidamos o astrónomo Rui Agostinho para nos ajudar a responder à pergunta: Afinal… o que é a Estrela de Natal? A resposta será desvendada em mais uma sessão 60 Minutos de Ciência no MUHNAC-ULisboa, no dia 16 de novembro.

João Luís Andrade e Silva, professor catedrático aposentado da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, faleceu esta sexta-feira, dia 10 de novembro, aos 89 anos. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos seus familiares, amigos e colegas.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de novembro é com Emília Real, assistente técnica do Departamento Física de Ciências.

Nos últimos anos, a UNESCO financiou o projeto internacional - "Complex Systems Digital Campus (UniTwin)" - recorrendo a uma plataforma de e-Meeting, e esse exercício mostrou o caminho certo (alternativo aos massive open online courses ou MOOC) para esta nova experiência pedagógica da informática na educação. Quer isto dizer que a tecnologia, quando bem explorada, pode ser mesmo benéfica.

Em junho deste ano Alice Nunes terminou o programa doutoral em Biologia e Ecologia das Alterações Globais. Esta quinta-feira, durante o 16.º Encontro Nacional de Ecologia, a decorrer até amanhã no Salão Nobre da Reitoria da ULisboa, apresenta esse trabalho – “Plant functional trait response to climate in Mediterranean drylands: contribution to restoration and combat of desertification”, classificado em segundo lugar nesta primeira edição do Prémio da SPECO.

O prémio Nobel da Química foi atribuído em 2017, em partes iguais, a três investigadores, Jacques Dubochet (Universidade de Lausana, Suiça), Joachim Frank (Universidade de Columbia, Nova Iorque, EUA) e Richard Henderson (Laboratório MRC de Biologia Molecular, Cambridge, UK) pelo desenvolvimento da microscopia crioelectrónica que permite a resolução da estrutura de biomoléculas em solução com alta resolução.

Em 2017 a “Medalha Dr. Janusz Pawliszyn” foi atribuída a José Manuel Florêncio Nogueira, professor do Departamento de Química e Bioquímica, coordenador do grupo de Ciência e Tecnologia de Separação do Centro de Química e Bioquímica de Ciências e representante português na European Society for Separation Science.

Em 2017 o Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia celebra dez anos. Para comemorar a efeméride, a unidade de I&D realiza no próximo dia 8 de novembro, a partir das 18h00, no anfiteatro da FCiências.ID, sito no edifício C1, piso 3, a primeira distinguished lecture com Jürgen Renn, prestigiado historiador das ciências e diretor do Max Planck Institute for the History of Science.

A representação do campus da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa em 3D utilizando tecnologias inovadoras fornece dados de apoio à gestão e utilização de recursos.

“Nos meus projetos lido diariamente com a Biologia, a que aprendi na faculdade e ao longo da minha vida, e com o desenho que me acompanha como forma de olhar, entender e comunicar”, declara o ilustrador científico Pedro Salgado, antigo aluno de Ciências.

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Cerca de 39 alunos do BioSys participaram no segundo encontro de estudantes deste programa doutoral. O evento ocorreu em Beja este mês. Também em outubro terminam as candidaturas a 11 bolsas de doutoramento da próxima edição do BioSys.

Uma vez mais Ciências participou na Maratona Interuniversitária de Programação (MIUP), este ano organizada pela Universidade do Minho. A equipa de Ciências - Caracóis Hipocondríacos -, composta pelos alunos Nuno Burnay, Robin Vassantlal e Guilherme Espada, ficou em 3.º lugar, ao resolver quatro dos nove problemas da competição.

Imagina que tens um jarro vazio e um conjunto de pedras grandes, seixos, gravilha e areia. Agora, imagina que para encher o jarro, vais colocando primeiro a areia e a gravilha e só no fim, as pedras maiores... O que achas que acontece? Será que vai caber tudo e de que forma?... E se colocássemos as pedras grandes primeiro?

As alterações climáticas podem mudar a natureza do impacto do lagostim-vermelho-da-Louisiana (Procambarus clarkii) nos ecossistemas.

Recentemente, dois estudos sobre como pensamos, um do Instituto Max Planck (para a História da Ciência, Alemanha) e outro da Escola de Medicina de Harvard (EUA), de maio de 2017 (revista NeuroImage, de Elinor Amit e Evelina Fedorenko), clarificaram as diferenças que nós temos quando refletimos sobre alguma matéria, fazemos coisas, ou emulamos a realidade.

Ciências participa na KIC EIT Health que visa promover o empreendedorismo para o desenvolvimento de uma vida saudável e de um envelhecimento ativo. Os alunos podem inscrever-se na unidade curricular que lhes permite participar no projeto, sendo que uma parte é feita na Dinamarca.

A experiência ATLAS acontece há 25 anos e a data será celebrada com palestras, bem como com uma homenagem à responsável pela participação portuguesa na experiência, a cientista Amélia Maio.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O Dictum et factum de outubro é com Francisco Oliveira, assistente técnico do Núcleo de Manutenção do Gabinete de Obras, Manutenção e Espaços da Área de Serviços Técnicos de Ciências.

O Prémio Nobel da Física de 2017 foi atribuído a Rainer Weiss, Barry Barish e Kip Thorne. Francisco Lobo, investigador do Departamento de Física de Ciências e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, comenta o tema.

Há cinco anos o biólogo marinho Pedro M. Lourenço encontrou microfibras em dejetos de aves. Foi nessa ocasião que surgiu a ideia de avaliar a abundância de microplásticos nos estuários, iniciando assim um estudo sobre a poluição por plásticos.

“Para além da importância no contexto científico, este trabalho também tem uma forte importância no contexto industrial, pois permite otimizar os gastos de energia domésticos e industriais”, explica o investigador do Centro de Química Estrutural de Ciências, Francisco Bioucas.

Mais de 100 cientistas reúnem-se em Lisboa, na Faculdade de Ciências, para abordar a temática dos nanofluidos.

A origem dos raios cósmicos de elevada energia foi desvendada. O LIP, do qual Ciências faz parte, colaborou na obtenção dos resultados.

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