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
Ignacio Schoendorff, diretor geral da Gilead, Perpétua Gomes, da Comissão de Avaliação dos Projetos de Investigação em Virologia, Margarida Gama Carvalho e a sua equipa

O projeto de investigação miThic-eSwitch na área da Virologia – Infeção pelo Vírus da Imunodeficiência Adquirida/ Síndrome da Imunodeficiência Adquirida, coordenado por Margarida Gama Carvalho, professora do DQB e líder de um dos grupos do BioISI, foi um dos vencedores da 9.ª edição do Programa Gilead GÉNESE, com um prémio no valor de 34 mil euros.

Fotografia de António M. Vallêra

“Neste ensaio analiso a descarbonização simultânea dos transportes terrestres e do sistema elétrico, tomando Portugal como um caso de estudo, e comparo os resultados de vários modelos possíveis para esta transição”, diz António M. Vallêra, autor do livro “The Transition”.

Carlos Marques da Silva à frente do globo do C6

O estudo coordenado por Carlos Marques da Silva, professor do Departamento de Geologia da Ciências ULisboa e investigador do Instituto Dom Luiz (IDL), venceu a 2.ª edição do Prémio Paleontologia e Estratigrafia de Portugal, atribuído pela Sociedade Portuguesa de Paleontologia (SPdP) e pela empresa Chronosurveys.

Exemplo de linhas de costa derivadas da ferramenta CASSIE

Daniel Pais, estudante de doutoramento em Geologia na Ciências ULisboa, é um dos autores do  artigo - “Benchmarking satellite-derived shoreline mapping algorithms” - publicado na Communications Earth & Environment, e que apresenta uma avaliação inédita da precisão na deteção da linha de costa, através de imagens satélites disponíveis ao público.

Representantes do Tec Labs e das suas startups e spin-offs posam para fotografia

O Tec Labs esteve no LISPOLIS a celebrar os resultados da call INNOV-ID, promovida pela Agência Nacional de Inovação e pela Portugal Ventures e que financiou nos últimos três anos, com mais de 5,5 milhões de euros, mais de 55 projetos inovadores e startups nascidos no ecossistema científico e tecnológico português. Nesta terceira call, como ignition partner da Portugal Ventures, o Tec Labs conseguiu ajudar duas startups do seu ecossistema  - a Generosa e a KeepIT - garantindo um investimento de 100 mil euros cada.

várias pessoas sentadas em volta de uma mesa

No dia 6 de novembro, o MARE ULisboa recebeu nas suas instalações Tibor Králik, embaixador da Eslováquia em Portugal, numa reunião preparatória da visita de estado a Portugal da presidente daquele país, Zuzana Čaputová, agendada para os dias 5 e 6 de dezembro.

Zita numa sala com livros

"Portugal é mais mar que terra”, diz a professora cientista - Maria José Costa – bióloga marinha, nesta curta entrevista a propósito do Grande Prémio Ciência Viva 2023, que lhe é atribuído, pela sua colaboração na disseminação da cultura científica nas áreas da biodiversidade marinha, ambiente e literacia do oceano.

Alan Phillips, investigador no Departamento de Biologia Vegetal da Ciências ULisboa e no Laboratório de Genómica e Microbiologia Translacional, no Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI), foi novamente distinguido na lista de investigadores altamente citados de 2023 da Clarivate Analytics, na categoria de Ciência Vegetal e Animal. O investigador Alan Philips desenvolve trabalho na área da Microbiologia e foi, este ano, reconhecido pela 6ª vez consecutiva pela Clarivate como um dos investigadores mais citados a nível mundial.

Atribuição dos prémios BfK

"Em Ciências ULisboa decidimos candidatar à edição deste ano do BfK o projeto “Block-Based Accessible Tangible System” desenvolvido por Filipa Rocha, estudante de doutoramento em Informática no LASIGE Ciências ULisboa e participante no Impact Program do nosso ScienceIN2Business. A ideia do projeto é tornar a aprendizagem digital mais acessível às crianças com dificuldades visuais". Leia a crónica do Tec Labs sobre o assunto.

Einstein com estudantes da Lincoln University

"Ao longo destas décadas, a presença da Filosofia da Ciência tem sido enriquecedora no trajeto de muitos nesta Faculdade e um elemento diferenciador relativamente a outras escolas", escreve João L. Cordovil, coordenador científico do Centro de Filosofia das Ciências da Universidade de Lisboa.

Foto de grupo com delegação chinesa e representantes da Ciências ULisboa

A 10 de novembro a ULisboa recebeu a visita de uma delegação chinesa de altos dignitários, professores, investigadores e estudantes de doutoramento, durante a qual foi renovado o protocolo entre a ULisboa e a Universidade de Xangai. Após uma sessão de abertura na reitoria da Universidade, a delegação visitou Ciências ULisboa e o Instituto Superior Técnico.

11 estudantes

Este ano 11 estudantes da Ciências ULisboa foram premiados com Bolsas Gulbenkian Novos Talentos, nas áreas da Biologia, Física, Matemática e Ciências Sociais.

Representação de cinco estrelas e de braço humano

Os rankings “Times Higher Education (THE) World University Rankings 2024 by Subject”, “QS World University Rankings by Subject 2023” e “ShangaiRanking’s Global Ranking of Academic Subjects 2023” atribuem à ULisboa posições de destaque nas áreas de ensino e investigação da Faculdade.

Bombeiro e participante a apagar um fogo com extintor no campus

Em outubro, Ciências ULisboa organizou um conjunto de ações de sensibilização dedicadas à segurança no campus da Faculdade. A iniciativa “Ciências em Segurança”, promovida pela Associação de Estudantes, contou com a ajuda do Gabinete de Segurança, Saúde e Sustentabilidade  e do Regimento de Sapadores Bombeiros de Lisboa. 

Catarina Frazão Santos

O Conselho Europeu de Investigação atribui bolsa de arranque, no valor de 1,499,819.00 euros, a Catarina Frazão Santos, investigadora e docente no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e investigadora integrada no Centro de Ciências do Mar e do Ambiente, pelo seu projeto “Planeamento do Uso Sustentável do Oceano na Antártida num contexto de Alterações Ambientais Globais (PLAnT)”.

imagem ilustrativa de inteligencia artificial

"Conceitos que no passado eram aplicados exclusivamente à mente e ao cérebro humano estão agora a ser aplicados aos sistemas computacionais", escreve Klaus Gärtner, investigador do Centro de Filosofia das Ciências da Universidade de Lisboa.

"Este acontecimento é uma oportunidade para divulgar e celebrar a qualidade da investigação e da inovação desenvolvidas na Ciências ULisboa”, diz Margarida Santos-Reis, subdiretora da Faculdade para a área da investigação, a propósito da 5.ª edição do Dia da Investigação e Inovação.

imagem gerada por IA

"A realização de determinadas funções biológicas é explicada como efeito de uma “computação natural” executada pelo organismo. O objetivo destes programas é, como bem exemplificado por este recente artigo de Joshua Bongard e Michel Levin, promover uma confluência entre biologia e engenharia", escreve Lorenzo Baravalle, investigador do Centro de Filosofia das Ciências da Universidade de Lisboa.

pessoas a escavar na terra

Pegadas de dinossauros com 195 milhões de anos foram descobertas em Alvaiázere, no distrito de Leiria, sendo as mais antigas da Península Ibérica, segundo estudo publicado na revista científica Historical Biology. Carlos Neto de Carvalho, investigador do Instituto Dom Luiz, é um dos autores do trabalho.

Anfiteatro com pessoas

A 4.ª edição do acontecimento organizado pela Associação Portuguesa de Estudantes de Física (Physis), em colaboração com IA Ciências ULisboa e o Núcleo de Física e de Engenharia Física (NFEF) da Ciências ULisboa começou esta sexta-feira, dia 13 de outubro, no campus da Faculdade e termina este domingo, dia 15. Um dos pontos altos do programa é o debate “Há futuro na exploração espacial?”.

anffiteatro com cientistas

A Ciências ULisboa conta com 26 investigadores colocados nos rankings “World’s Top 2% Scientists”, de acordo com o mais recente estudo publicado pela Elsevier, comprovando a relevância da sua produção científica.

Laureados com o Nobel da Química

O Nobel da Química de 2023 foi atribuído conjuntamente a Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus e Alexei I. Ekimov, pelo trabalho que levou à descoberta e ao desenvolvimento de pontos quânticos, nanopartículas tão minúsculas que o seu tamanho determina as suas propriedades, segundo comunicado oficial da Real Academia das Ciências da Suécia.

rato

O estudo “Resistência a rodenticidas anticoagulantes desafia esforços do controlo de pragas em Portugal” - realizado por uma equipa de investigadores do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar – visa recolher informações que tornem a gestão do ratinho doméstico mais eficiente, minimizando os seus impactos.

Katalin Karikó e Drew Weissman

A 2 de outubro de 2023 o Prémio Nobel da Fisiologia e Medicina foi atribuido a Katalin Karikó e Drew Weissman por descobertas biotecnológicas subjacentes à formulação das vacinas de mRNA (RNA mensageiro) para COVID-19. Em todo o mundo, mais de três mil milhões de pessoas receberam pelo menos duas doses destas vacinas (vacinas Comirnaty da Pfizer e Spikevax da Moderna). Em Portugal, cerca de sete milhões de pessoas receberam pelo menos três doses.

Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huillier

O Nobel da Física de 2023 foi atribuído a três físicos europeus - Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huillier -, a trabalhar nos EUA, Suécia e Alemanha. Reconhece os trabalhos pioneiros relativos à produção de luz decorrentes da interacção entre electrões e atómos foto-ionizados por laser, através da geração de um número elevado de harmónicas de ordem elevada que, em conjunto, e em condições de fase relativas adequadas (phase matching) podem dar origem a trens de impulsos luminosos com durações de ato-segundo (1 as = 10-18 s).

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