Prémios Nobel 2024

Prémios Nobel da Física e da Química unidos pela Inteligência Artificial

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Prémio Nobel da Física 2024 - John J. Hopfield e a Geoffrey E. Hinton | Prémio Nobel da Química 2024 - Demis Hassabis, John M. Jumper e David Baker

Prémio Nobel da Física 2024 - John J. Hopfield e a Geoffrey E. Hinton | Prémio Nobel da Química 2024 - Demis Hassabis, John M. Jumper e David Baker

©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences | DCI

A Inteligência Artificial (IA) tem sido o grande destaque deste ano nos prémios Nobel dedicados à Ciência. O Prémio Nobel da Física 2024, revelado no dia 8 de outubro, foi atribuído a John J. Hopfield e a Geoffrey E. Hinton, pelas descobertas na área das redes neuronais artificiais, que permitiram os avanços do machine learning. O Prémio Nobel da Química 2024, anunciado no dia 9 de outubro, foi atribuído à dupla de investigadores Demis Hassabis e John M. Jumper, pelo desenvolvimento de um modelo de Inteligência Artificial capaz de prever estruturas complexas de proteínas, e a David Baker, pelo feito de construir exemplares inteiramente novos destas moléculas.

Uma grande parte da IA que hoje utilizamos deve-se à revolução na tecnologia do machine learning, a aprendizagem automática das máquinas através de redes neuronais artificiais. John J. Hopfield e Geoffrey E. Hinton foram os percursores desta revolução, ao utilizarem técnicas da área da Física para desenvolver as tecnologias utilizadas nas redes neuronais artificiais que processam a informação.

John Hopfield inventou uma rede que utiliza um método para guardar e recriar padrões previamente armazenados. A Hopfield Network opera com nós ligados entre si através de ligações de diferentes intensidades. Estes nós permitem encontrar os padrões armazenados a partir de um input incompleto ou distorcido.


Hopfield Network
Fonte: ©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Geoffrey Hinton inventou um método que, com base na rede de John Hopfield, permite encontrar de forma autónoma propriedades nos dados, de forma a realizar tarefas como a identificação de elementos específicos em imagens. Designou-o de Boltzmann Machine.


Boltzmann Machine
Fonte: ©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Estas invenções potencializaram as descobertas realizadas pelos três laureados pelo Prémio Nobel da Química 2024, que se serviram da IA para realizar grandes avanços científicos no estudo das proteínas. As proteínas, construídas a partir de 20 aminoácidos que podem ser combinados de diferentes formas, dobrando-se em estruturas tridimensionais distintas, são um dos principais alvos de estudo da Química desde que, no final da década de 50 do século XX, os investigadores de Cambridge John Kendrew e Max Perutz apresentaram à comunidade científica os seus primeiros modelos tridimensionais, feito que lhes valeu o Prémio Nobel da Química de 1962.

Demis Hassabis e John M. Jumper desenvolveram um modelo de IA para resolver um dos problemas que tem inquietado os químicos desde a apresentação de Kendrew e Perutz: prever as estrutura complexas das proteínas. Fizeram-no utilizando o AlphaFold2, um modelo de IA usado por mais de dois milhões de pessoas, em 190 países. Entre outras aplicações, esta descoberta permitirá criar imagens de enzimas que podem decompor o plástico e compreender melhor a resistência aos antibióticos.


Funcionamento do AlphaFold2
Fonte: ©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

David Baker utilizou a Inteligência Artificial, mais propriamente a técnica do De Novo Protein Design, para levar esta descoberta mais longe, criando proteínas que não existiam anteriormente e que, em muitos casos, têm funções completamente novas. A primeira proteína criada, a Top7, foi uma novidade para os investigadores, pois a sua constituição não existia na natureza: com 93 aminoácidos, a proteína era maior do que qualquer outra produzida anteriormente utilizando este tipo de conceção.


Top7, de David Baker
Fonte: ©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Em comentário a estas premiações, Virgínia Dignum, Alumna de CIÊNCIAS, refere que “aquilo a que estamos a assistir é um triunfo da interdisciplinaridade”. “Os verdadeiros avanços da ciência já não são do domínio de uma única disciplina, mas exigem uma perspetiva alargada e a combinação de diferentes conhecimentos. (…) Talvez seja altura de modernizar o Prémio Nobel para reconhecer que os progressos que importam estão para além da tradicional divisão em disciplinas”, defende a especialista em Inteligência Artificial, Outstanding Alumnus no Dia da CIÊNCIAS de 2024.

Veja os destaques nos média:

  • Num artigo de opinião no Público, Luís Correia, docente do Departamento de Informática e investigador no LASIGE, destaca os avanços na área da inteligência artificial no centro dos dois Prémios Nobel – da Física e da Química

  • Paulo J. Costa, docente do Departamento de Química e Bioquímica e investigador no BioISI, comenta em artigos do Diário de Notícias e do Observador a importância das descobertas dos laureados com o Nobel da Química
Marco Matos, Gabinete de Imagem e Conteúdos Digitais da DCI CIÊNCIAS
mmomatos@ciencias.ulisboa.pt

As florestas de Madagáscar estão em risco, mas um estudo publicado online na revista “Biological Conservation” demonstra que as áreas protegidas da ilha estão a ser eficazes no combate à desflorestação.

Pela primeira vez uma cientista portuguesa é a presidente eleita da European Society for the History of Science.

Na Science de 7 de outubro, no vol. 354, issue 6308, Pamela J. Hines explica como o cérebro se constrói, a mobilidade dos neurónios, das zonas onde proliferam para as localizações finais, e revela que qualquer problema que ocorra durante a migração pode afetar o desenvolvimento de uma criança, nos aspetos físicos e comportamentais.

A resistência aos antimicrobianos é um fenómeno inevitável, pelo que a vigilância, prevenção e controlo são fulcrais, mesmo que futuramente se desenvolvam novos antibióticos, pois será apenas uma questão de tempo até que a resistência a estes seja desenvolvida.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O décimo Dictum et factum é com Fernando Lopes, coordenador do Gabinete de Apoio à Investigação da Direção de I&D de Ciências.

Com o objetivo de sensibilizar e preparar para o risco sísmico e melhorar a qualidade de ensino da Sismologia e das Ciências da Terra em Portugal, Susana Custódio, Graça Silveira, Luís Matias e Catarina Matos desenvolveram um estudo sobre a educação para os sismos, adaptado à realidade de Portugal e a diferentes grupos etários e que foi capa de uma das edições deste ano da revista “Seismological Research Letters”.

O projeto RESISTIR coordenado por Ciências e pela Maxdata Software e cofinanciado pelo Portugal 2020 visa criar até abril de 2019 um sistema de informação - inovador, modular, inteligente e adaptável - para apoiar a tomada de decisão clínica no domínio da vigilância epidemiológica, resistência aos antimicrobianos, controlo de infeção e gestão hospitalar.

O “coração da cidade” foi invadido por uma “onda de ciência e tecnologia” em mais uma edição da Noite Europeia dos Investigadores. O tema deste ano foi a “Ciência no dia-a-dia”.

“Geography and major host evolutionary transitions shape the resource use of plant parasites” da autoria de Joaquín Calatayud, José Luis Hórreo, Jaime Madrigal-González, Alain Migeon, Miguel Á. Rodríguez, Sara Magalhães e Joaquín Horta salienta a necessidade de estudos mais globais em Ecologia.

Aos alunos deixo uma sugestão: aproveitarem as unidades curriculares para experimentarem as suas ideias e terem projetos de novas apostas tecnológicas (em Salvador, Brasil, no campus de Ondina da UFBA existe um enorme espaço, com equipamentos informáticos e professores, para que os alunos possam ser ajudados a experimentar ideias). E, com um portefólio de exemplos vem um passo seguinte: usarem pós-graduações (por exemplo, mestrados) para construírem protótipos que se vejam em feiras e exposições. As empresas vêm em seguida.

A estudante de doutoramento em Paleontologia do Departamento de Geologia de Ciências e a equipa multidisciplinar que assina “A juvenile allosauroid theropod (Dinosauria, Saurischia) from the Upper Jurassic of Portugal” preparam-se para apresentar os resultados deste artigo no próximo congresso anual da Society of Vertebrate Paleontology e que ocorrerá em outubro na cidade de Salt Lake City, nos Estados Unidos da América.

“A juvenile allosauroid theropod (Dinosauria, Saurischia) from the Upper Jurassic of Portugal” da autoria de Elisabete Malafaia, Pedro Mocho, Fernando Escaso e Francisco Ortega descreve um exemplar ainda juvenil de um dos grandes dinossáurios carnívoros do Jurássico, com cerca de 150-145 milhões de anos, e foi publicado este mês na revista “Historical Biology”.

"É curioso, constatar que todas as teorias da ciência não são sobre a forma, mas sim sobre a função. Isto é, são sobre como as coisas se desenvolvem e mudam. São acerca de processos."

A primeira entrega dos dados (data release) da missão Gaia da Agência Espacial Europeia (ESA) ocorreu esta quarta-feira, 14 de setembro, quase três anos depois do seu lançamento e foi transmitida online pela ESA. De acordo com o comunicado de imprensa emitido por Ciências, o consórcio internacional inclui investigadores e engenheiros de quatro universidades portuguesas.

O Tec Labs – Centro de Inovação de Ciências foi distinguido com o 2.º Prémio Nacional na Categoria de Promoção do Espírito de Empreendedorismo dos Prémios Europeus de Promoção Empresarial, uma iniciativa da Comissão Europeia gerida em Portugal por IAPMEI — Agência para a Competitividade e Inovação, e cuja cerimónia de entrega dos prémios ocorreu no Museu do Oriente, em Lisboa, a 8 de setembro.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O nono Dictum et factum é com Carla Romero, técnica superior do Gabinete de Estudos Pós-graduados da Unidade Académica de Ciências.

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).

Joaquim Alves Gaspar, de 67 anos, investigador pós-doutoral do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia, acaba de ser distinguido com uma Starting Grant do Conselho Europeu de Investigação, a primeira a ser atribuída a um membro da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Em entrevista a Ciências apresenta o projeto “The Medieval and Early Modern Nautical Chart: Birth, Evolution and Use” alvo desta distinção, no valor de 1,2 milhões de euros, bem como o homem que pretende causar um impacto significativo na História da Cartografia, demonstrando a eficácia das suas ferramentas e ajudando a criar uma nova geração de cientistas nesta área.

O Conselho Europeu de Investigação atribuiu uma Starting Grant, no valor de 1,2 milhões de euros, a Joaquim Alves Gaspar, membro integrado do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia (CIUHCT) e investigador principal do projeto “The Medieval and Early Modern Nautical Chart: Birth, Evolution and Use”.

"No momento atual o alerta de potencial erupção ainda não terminou uma vez que a atividade sísmica se mantém acima dos valores normais", escreve José Madeira em mais uma crónica de viagem.

"Comunicar significa tornar comum. E o que queremos tornar comum? Ciência. Esse é o objetivo", escreve em artigo de opinião Manuel Leite Valença.

César Garcia, curador convidado do Museu Nacional de História Natural da Universidade de Lisboa, investigador do cE3c e antigo aluno de Ciências, é o autor de uma das fotografias premiadas, escolha do editor, no âmbito da 4.ª edição do BMC Ecology Image Competition, uma iniciativa da BioMed Central.

A equipa da UNDAC (United Nations Disaster Assessment and Coordination)/ERCC (European Response Coordination Centre) da Comissão Europeia (CE) tem feito avaliação dos planos de emergência existentes e suas lacunas ou melhoramentos necessários, bem como reuniões com os principais agentes intervenientes a nível local em caso de catástrofe ou emergência.

Cerca de 60 alunos da EB1 S. João de Brito,  Agrupamento de Escolas de Alvalade, visitaram em julho passado o Departamento de Biologia Animal de Ciências.

Desde a chegada da equipa UNDAC/ERCC a sismicidade tem-se mantido em níveis estáveis após dois dias iniciais em que se tinha tornado progressivamente mais superficial (1 km abaixo do nível do mar).

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