Estudo avalia a resposta fotoquímica de microalgas (expostas a contaminantes) com algoritmos de IA

Costa coberta de algas

A transposição dos resultados para testes ecotoxicológicos representa um tremendo avanço para Bernardo Duarte

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Uma equipa de investigadores da Ciências ULisboa avaliou o desempenho de algoritmos de Inteligência Artificial (IA) destinados a avaliar a resposta fotoquímica de diatomáceas expostas a contaminantes emergentes.

O artigo “Artificial Intelligence Meets Marine Ecotoxicology: Applying Deep Learning to Bio-Optical Data from Marine Diatoms Exposed to Legacy and Emerging Contaminants” assinado por Nuno M. Rodrigues, João E. Batista, Pedro Mariano, Vanessa Fonseca, Bernardo Duarte e Sara Silva, publicado em setembro de 2021 na revista científica Biology, avalia a possibilidade da utilização de dados óticos relativos a diatomáceas marinhas, microalgas bastante abundantes nos oceanos, virem a ser usados como metodologias de avaliação ecotoxicológicas destes organismos quando expostos a contaminantes clássicos e emergentes, num vasto leque de concentrações ambientalmente relevantes. Foram utilizados 13 contaminantes, entre clássicos e emergentes que vêm sendo detetados no ambiente marinho. Vários algoritmos de IA foram testados a partir da resposta fotoquímica das diatomáceas, com o objetivo de distinguir não só o tipo de contaminante, mas também de averiguar a concentração, tendo como base os dados óticos obtidos das diatomáceas expostas em diferentes ensaios ecotoxicológicos. O estudo decorre de uma investigação realizada nesta faculdade por cientistas do Computer Science and Engineering Research Centre (Lasige), Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI) e do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (Mare), no âmbito do projeto OPTOX, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia e coordenado por Bernardo Duarte.

O trabalho permitiu concluir que dos cinco algoritmos de IA testados, o CNN Log foi o que teve uma maior precisão na identificação do tipo de contaminante, 97,65%. Na tarefa de avaliar a concentração de exposição ao contaminante, o Rocket alcançou uma precisão de 100%. A precisão obtida em estudos semelhantes com os métodos estatísticos clássicos varia entre 50 a 70%, valores inferiores à precisão obtida com os algoritmos de IA.

A primeira fase do trabalho consistiu na preparação dos dados antes de serem utilizados pelos algoritmos de IA. “Foi necessário preparar os dados, normalizando tanto previamente como a cada etapa da rede”, diz Nuno M. Rodrigues, primeiro autor do artigo e aluno de doutoramento em Informática na Ciências ULisboa, sob orientação de Sara Silva.

“Trabalhar diretamente com os dados numéricos traz uma série de desafios que são mitigados ao transformarmos esses dados em imagens, obtendo resultados muito melhores”, conclui Nuno M. Rodrigues.

O facto de os resultados poderem ser transpostos para testes ecotoxicológicos representa um tremendo avanço, segundo Bernardo Duarte, pois permite em tempo real e in vivo avaliar a toxicidade de uma substância num organismo, através de metodologias óticas não evasivas aliadas a métodos automáticos de classificação, ao invés dos métodos clássicos que envolviam sacrifício dos organismos e vários dias de análises bioquímicas até se ter o resultado em termos de efeitos ecotoxicológicos das substâncias.

Nota da redação:
Notícia redigida no âmbito da unidade curricular Escrita Jornalística.

João Manuel Lopes, aluno do mestrado em Jornalismo da Nova FCSH, com Gabinete de Jornalismo Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
pessoas sentadas a escrever ao computador e em post its

Decorreu de 11 a 15 de julho na Ciências ULisboa a WideHealth Summer School sob o tema “Human Factors in Pervasive Health”. O evento foi organizado pelo LASIGE, tendo acolhido participantes de toda a Europa.

rapariga no laboratorio

Já são conhecidos os resultados do Concurso de Projetos de I&D em Todos os Domínios Científicos de 2022, da FCT. Do total de projetos aprovados para financiamento, 33 contam com a participação da Ciências ULisboa.

grupo de alunos do programa

"Na Ciências ULisboa temo-nos esforçado ao longo dos anos para desenvolver um programa que trará uma semana inesquecível a estes jovens", escreve Ana Sofia Santos, monitora central do Verão na ULisboa, no artigo de opinião sobre o programa.

rapariga a rir

"A ideia de que o sentido de humor pode facilitar o ajustamento, a gestão e a regulação emocional parece ter bastante fundamento. Mas, como, onde e como entram os limites do humor nesta questão?", escreve Samuel Silva, psicólogo no GAPsi Ciências ULisboa.

Instalações do Quake

Os cientistas Susana Custódio e Luís Matias escrevem sobre o Centro do Terramoto de Lisboa, que nasceu de uma vontade de contar a fascinante história do sismo de 1755. A Faculdade e o IDL Ciências ULisboa são parceiros do Quake. 

mar

Novo artigo científico publicado na Frontiers in Marine Science alerta para a necessidade de uma visão global para o oceano no acordo internacional atualmente em elaboração no quadro das Nações Unidas. Artigo conta com a participação de dois professores e investigadores da Ciências ULisboa.

imagem ilustrativa do prémio

O Prémio DHFC 2021 foi atribuído a Daniele Molinini, investigador do CFCUL, membro do grupo de investigação Filosofia das Ciências Formais, Metodologia e Epistemologia.

Hugo Duminil-Copin

"Hugo Duminil-Copin é um físico-matemático que trabalha em teoria das probabilidades. Um daqueles que, durante os vinte últimos anos, regressou à fonte histórica de inspiração das matemáticas, a física teórica", escreve Jean-Claude Zambrini, professor do DM Ciências ULisboa, no ensaio dedicado ao matemático galardoado com a medalha Fields.

posters afixados

“Jovens investigadores” é o projeto da EBS Alfredo da Silva, no Barreiro, que permite aos alunos estabelecerem uma relação de proximidade com professores e investigadores do ensino superior, nomeadamente da Ciências ULisboa.

Pessoa a trabalhar na FCULresta

Já existem mais três miniflorestas plantadas na AML e muitas outras estão a germinar. “A FCULresta cumpre assim um outro objetivo, o de inspirar e apoiar a plantação de mais florestas urbanas biodiversas”, escrevem David Avelar, António Alexandre e Diogo Mendes.

June Huh

"O que motiva June Huh é a busca da beleza na Matemática, e a descoberta de ligações entre diferentes áreas desta disciplina", escreve Carlos A. A. Florentino, professor do DM Ciências ULisboa, no ensaio dedicado ao matemático galardoado com a medalha Fields.

Alina Shchepetkina com outra investigadora

A expedição South Atlantic Transect II (IODP 393) zarpou a 11 de junho de 2022 da Cidade do Cabo, na África do Sul, e tem uma duração de 61 dias. A equipa a bordo tem cientistas de várias partes do globo na expectativa de obter respostas para algumas questões apaixonantes e relacionadas com alterações nos ambientes da Terra durante os últimos 61 milhões de anos. Uma dessas cientistas é Alina Shchepetkina, investigadora do Instituto Dom Luiz da Ciências ULisboa.

Membros da direção da Faculdade, Conselho de Escola e Reitor da ULisboa

Luís Carriço, professor do Departamento de Informática e investigador do LASIGE, tomou posse como diretor da Ciências ULisboa, esta quarta-feira, dia 20 de julho, numa cerimónia que juntou vários membros da Faculdade e Universidade, na sala de atos, sita no edifício C6. A boa disposição imperou no ato solene, durante o qual os professores Margarida Santos-Reis, Hugo Miranda, Jorge Relvas, Maria João Gouveia e Pedro Almeida foram indigitados subdiretores da Faculdade.

ímanes moleculares

Nuno A. G. Bandeira, investigador do DQB e do BioISI Ciências ULisboa, escreve sobre um estudo, que constitui um marco na evolução do conhecimento e na busca de melhores materiais para aplicação na spintrónica e computação à escala quântica.

Foto do instrumento NIRPS

O espectrógrafo NIRPS, a sigla inglesa para Near-Infrared high resolution spectrograph, ou espectrógrafo no infravermelho próximo de alta resolução, cujo desenvolvimento e construção contou com a participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), observa na banda do infravermelho, no Telescópio ESO de 3,6 metros do Observatório de La Silla, no Chile, complementando assim espectrógrafos como o HARPS e o ESPRESSO. 

fundo marinho

Novo artigo publicado na Nature Ecology and Evolution, por uma equipa de 30 investigadores de todo o mundo, da qual fazem parte dois investigadores portugueses com ligação à Ciências ULisboa, resulta da consulta prévia de cerca de 680 especialistas e outros profissionais ligados ao meio marinho.

Anfiteatro no C8 e paryicipantes do evento

"A Conferência Internacional Hi-Phi teve um sucesso muito para além do expectável e mostrou a vitalidade do diálogo entre a História e a Filosofia das Ciências", escrevem Ana Duarte Rodrigues e João L. Cordovil, coordenadores científicos respetivamente do CIUHCT e do CFCUL, na crónica sobre o importante acontecimento.

3 alunos no labotarório

Dois anos depois de um interregno, “Ser Cientista” está de volta de 25 a 29 de julho e propõe a jovens alunos que experimentem a “vida” de um investigador.

Pedreira

O mestrado em Geologia tem como objetivo formar profissionais com uma formação sólida em áreas chave das Ciências da Terra e que possam responder aos desafios da sociedade do século XXI. Artigo de opinião do Departamento de Geologia a propósito deste novo plano de estudos.

saída de campo da Geologia

A Faculdade tem um novo ciclo de estudos acreditado pela  Agência e Avaliação e Acreditação do Ensino Superior (A3ES), para substituição dos mestrados na área da Geologia com 90 ECTS. O novo mestrado em Geologia tem a duração de dois anos, com 120 ECTS.

Mesa com vários oradores no grande auditório da Faculdade

A sessão de abertura do 30th International Carbohydrate Symposium foi antecipada e presencial, tendo sido gravada em Ciências ULisboa, para ser apresentada internacionalmente a 10 de julho, primeiro dia do simpósio. A cientista Amélia Pilar Rauter, nesta crónica, descreve o que aconteceu nessa sessão, o antes e depois… O simpósio termina a 15 de julho e segundo a presidente da International Carbohydrate Organisation  serão apresentadas as invenções e descobertas mais recentes, muitas delas relevantes para a sociedade.

dois alunos no laboratório

Doze alunos do Clube Ciência Viva da Escola Secundária Padre António Vieira visitaram um dos laboratórios da Faculdade. A visita foi organizada pelo professor Octávio Paulo, orientada por dois alunos da Faculdade.

Imagem do palco do evento com oradores em destaque

“A iniciativa alcançou o sucesso científico desejado, prontamente reconhecido pela maioria dos seus participantes, (...) o que confirma o interesse crescente que os temas dos riscos urbanos têm vindo a suscitar, no seio da comunidade técnica e científica internacional”, escreve Paula Teves-Costa, presidente da Comissão Organizadora da ICUR2022.

evento da ECFS com pormenor para sigla da sociedade

Carlos M. Farinha, professor do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa e investigador do Grupo de Investigação em Fibrose Quística, incluído no Grupo de Genómica Funcional e Proteostase do BioISI, foi eleito membro do Conselho de Direção da Sociedade Europeia de Fibrose Quística (ECFS sigla em inglês).

Dua jovens observam espécies no campus da Faculdade

"O BioBlitz é uma metodologia para realizar uma avaliação rápida da biodiversidade de um local num determinado período de tempo", escrevem Patrícia Tiago e Sergio Chozas, coordenadores do +Biodiversidade @CIÊNCIAS. Há cerca de um mês dinamizaram um BioBlitz no campus da Faculdade. Leia a crónica dos cientistas sobre o assunto.

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