No Campus com Helder Coelho

Sete circuitos do pensamento humano

Cérebro

As sete operações do pensamento humano são hoje objeto de muitas investigações na IA

Unsplash - Fakurian Design
Helder Coelho
Helder Coelho
Imagem cedida por HC

“O Conhecimento e a Ciência não são mais do que percepção.”
Platão

Muito antes do robô Sophie (vide o Web Summit 2017, em Lisboa) da Hanson Robotics, Blaise Pascal, com 19 anos, criou a máquina de calcular Pascaline para ajudar o pai, cobrador de impostos, e seguindo algumas ideias de Descartes. Para Pascal haviam duas categorias do espírito humano, uma da geometria (raciocínio lógico) e outra da sagacidade (intuição). Enquanto, o espírito geométrico visava as demonstrações metódicas e perfeitas, apoiadas na lógica, a intuição cobria o uso comum e imperfeito do pensar no dia a dia.

Hoje identificam-se várias faculdades do espírito humano, denominadas os sete (mais ou menos dois, número mágico (Lei) de Miller de elementos que indica os limites da compreensão humana, ou seja da capacidade da memória de curto prazo, de adultos jovens, para processar a informação) circuitos do pensamento (operações), para entender o mundo e depois agir: dedução, indução, analogia, intencionalidade, síntese a priori, compreensão, e imaginação. Para cada uma destas operações interessa estudar como nos vamos conduzir, e em que direção vamos prosseguir, logo quais são os princípios das coisas especulativas e os da imaginação.

Dedução

Foi formalizada por Aristóteles e definida por Descartes como “uma conclusão necessária, tirada a partir de outras coisas conhecidas, com certeza. A direção do raciocínio é feita do geral para o particular. A Inteligência Artificial (IA) clássica (a dita escola simbólica, de Newell e Simon) apoia-se na dedução, a partir de princípios e regras lógicas (por exemplo, via a linguagem de programação Prolog) para conduzir um raciocínio sobre um caso, e para gerar conclusões rigorosas e verificáveis.

Indução

Trabalha no sentido inverso do da dedução, isto é, do particular para o geral. Corresponde ao modo como a aprendizagem profunda (deep learning), hoje muito popular com o programa AlphaGo da DeepMind, que venceu o campeão europeu e o mundial de Go, ou com o reconhecimento de imagens (caras de um ser humano) do Facebook, agora designado Meta.

Analogia

Permite nomear novas realidades a partir de antigas. Hoje em dia, é uma das ferramentas para estudar a capacidade de compreensão da linguagem (veja-se a discussão de John Searl, sobre o quarto chinês), nomeadamente o grau de um sistema artificial que é capaz de pensar (Word2vec da Google com o método de incorporação de palavras).

Intencionalidade

Conhecer uma coisa não é possuir uma representação, isto é uma espécie de imagem mental, contida no espírito (mente). Em geral, misturamos (no caso da arte) o que sabemos e o que não sabemos ainda. É um tipo de movimento centrífugo que se entremete com a perceção, a memória e a afetividade. Está relacionada com a aprendizagem, por exemplo e relacionada com o reforço, a máquina explora os conhecimentos adquiridos e depois  fá-lo seguindo a sorte ou azar (caso do AlphaGo).

Síntese a priori

Esta é a operação de pensamento escolhida por Kant, na “Crítica da Razão Pura” (1781), em que ele tenta ultrapassar a distinção entre o raciocínio abstrato (lento, lógico, analítico) e o instintivo (rápido, imediato, emocional, empírico, difícil de explicar). Na IA, esta ideia está quente na I&DE, e consiste em resolver a dualidade entre estes dois tipos de análise, nomeadamente tentando unificar os dois.

Compreensão

Uma coisa é traduzir, outra responder a uma pergunta, outra decidir, outra resolver um problema, e, finalmente, ainda outra é entender. A resposta a este desafio está ainda em investigação na IA (Wu et al, 2018), na área da Compreensão Mecânica do Texto, e desde há sete anos. É preciso ser capaz de ler entre as linhas, pois um texto possui uma grande quantidade de enunciados implícitos. No que respeita a linguagem humana, isso implica também ter conhecimentos sobre o mundo.

Imaginação

Uma máquina já é capaz de criar uma pintura, mas ainda não consegue explicar porque o fez e do modo que fez. Ora, imaginar é representar mentalmente uma imagem, mesmo na ausência do seu original (ou seja, que não existia). A imaginação permite inventar coisas que não existem no mundo, e por isso é das faculdades do espírito a mais subtil.  Nos métodos de geração de imagens fazem-se progressos, como a máquina Creative Adversarial Networks (CAN) que olha para quadros de pintura recorrendo a um processo de aprendizagem.

As sete operações do pensamento humano são hoje objeto de muitas investigações na IA (por exemplo, no FLAIR da Meto ou na DeepMind), e em diversas das suas áreas. No entanto, estamos ainda muito longe de dominar completamente muitas delas.

Referências

Bachelard, G. La Formation de l´Esprit Scientifique, PUF, 1938

Descartes, R. Règles pour la Direction de l´Esprit, 1628-1629

Pascal, B. Taité De l´Esprit de Géométrie, 1658

Pascal, B. Pensées, 1670

Wu, L., Fisch, A., Chopra, S., Adams, K., Bordes, A. e Weston, J. StarSpace: Embed All The Things, Proceedings of the AAAI, 2018

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Alexandre M. Ramos, Francisco S. N. Lobo, Margarida D. Amaral e Sara C. Madeira

Alexandre M. Ramos, Francisco S. N. Lobo, Margarida D. Amaral e Sara C. Madeira são as personalidades da Faculdade distinguidas com os Prémios Científicos ULisboa/Caixa Geral de Depósitos (CGD) 2021. Os seus colegas Cláudio M. Gomes e Francisco Malta Romeiras também são agraciados nesta edição com menções honrosas. A cerimónia de atribuição destes prémios e menções honrosas acontece no próximo dia 28 de junho, no salão nobre da Reitoria da ULisboa.

Fernando Antunes, João Pires da Silva e Fadhil Musa

A Delox, a spin-off do Tec Labs – Centro de Inovação da Ciências ULisboa, acaba de anunciar a angariação de 750 mil euros de financiamento para desenvolver as etapas necessárias até ao início da comercialização do novo sistema de biodescontaminação.

Estrelas

Qual é o nosso lugar no Universo? A resposta a esta e tantas outras questões encontra-se no livro do astrofísico David Sobral, que em 2015 descobriu a galáxia CR7, a mais brilhante do Universo, e que está disponível nas livrarias a partir desta terça-feira e tem lançamento marcado para esta quinta-feira, 19 de maio, pelas 18h30, no campus da Faculdade, no edifício C6, anfiteatro 6.1.36.

grande auditório da Faculddade com pessoas

O livro “ESPRESSO: Uma Aventura no Deserto de Atacama”, da autoria dos cientistas Alexandre Cabral  e Nuno Cardoso Santos, foi apresentado ao público numa cerimónia ocorrida no grande auditório da Faculdade no passado dia 14 de maio. A obra bilingue e gratuita dá a conhecer a aventura tecnológica e humana da construção do ESPRESSO, com fotografias e memórias criadas no deserto mais seco no mundo, no Chile.

logotipo radar

Vigésima terceira rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade. A empresa em destaque é a NBI – Natural Business Intelligence.

pessoas observam a exposição

“De Lisboa para os Trópicos” é o nome da mais recente exposição da Ciências ULisboa, patente no átrio do edifício C6 desde 21 de abril e que vai estar em exibição até ao próximo dia 21 de junho. A mostra itinerante de fotografias assinala o 2.º aniversário do Colégio Tropical, uma unidade transversal da ULisboa.

Logotipo CHI 2022

A principal conferência internacional dedicada aos fatores humanos em sistemas computacionais distinguiu com a classificação de melhor apresentação 25 papers, destaque para o paper "Investigating the Tradeoffs of Everyday Text-Entry Collection Methods" sobre as vantagens e desvantagens de vários métodos de introdução de texto.

Margarida Amaral

Margarida Duarte Amaral dirigiu o Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioISI) durante oito anos. Esta entrevista é sobre o passado, o presente e o futuro e como “o todo é maior do que a simples soma das suas partes”.

pin sobre palavra credit

Conceição Freitas, presidente do Conselho Científico da Ciências ULisboa, escreve sobre a prestigiante subida da ULisboa no Center for World University Rankings e no SCImago Institutions Rankings.

4 fotografias da envolução do terreno

Life Ribermine é o nome de um projeto ibérico responsável pelo restauro geomorfológico de minas em Portugal e Espanha. A  Associação Centro Ciência Viva do Lousal, da qual Ciências ULisboa é associada fundadora, é o único parceiro português do projeto.

Saco com logotipo da jobshop em destaque

A XII edição da Jobshop Ciências 2022 - a feira anual de emprego da Ciências ULisboa realiza-se nos próximos dias 11 e 12 de maio, no campus da Faculdade, no Campo Grande. Cerca de 80 entidades participam nesta edição e poderão contactar diretamente os estudantes, graduados e pós-graduados da Faculdade em stands, workshops e sessões de recrutamento. Além de empresas, também participam no acontecimento unidades de I&D da Faculdade.

Vários edificos - imagem com duas cores

Com foco na posição de Portugal em comparação com os restantes países europeus, a rubrica "Dados Contados" abordou temas como educação, desigualdade salarial, direitos LGBTQ+, impostos e imigração, entre outros, através de diversos indicadores estatísticos. Durante toda a produção, a autenticidade das fontes e a correta representação dos dados foram as duas principais preocupações.

duas pessoas a fazerem uma experiencia, e um monitor do Dia Aberto ao fundo a observar

Depois de duas edições com atividades online, o Dia Aberto em Ciências regressa este ano às atividades presenciais. A investigação científica e o ensino vão estar no centro da programação, abrangendo todas as áreas científicas. São mais de 70 as atividades disponíveis, entre visitas a laboratórios, atividades científicas, palestras, speed dating com cientistas, visitas ao campus e conversas rápidas sobre os cursos.

Henrique Leitão e Gracinda Gomes

Os cientistas da Faculdade foram eleitos sócios honorários da Sociedade Portuguesa de Matemática (SPM), juntamente com outras quatro personalidades, duas delas da ULisboa. Atualmente a SPM tem nove sócios honorários.

Jaime A. S. Coelho, professor convidado do Departamento de Química e Bioquímica e investigador do polo desta faculdade do Centro de Química Estrutural, foi distinguido pela Sociedade Portuguesa de Química (SPQ) com o Prémio para Melhor Químico Orgânico Jovem 2021.

Alunos na biblioteca do C8

Os artigos da revista Astronomy & Astrophysics (A&A), uma das principais revistas científicas de Astronomia do mundo, já são publicados em acesso aberto, através do subscribe-to-open (S2O), um modelo de ciência aberta por assinatura.

5 quitones

Artigo científico publicado no Journal of Paleontology dá conta da descoberta em Portugal de duas novas espécies de moluscos marinhos do Pliocénico (há cerca de 3,6 Ma) . O cientista Carlos Marques da Silva é um dos autores deste trabalho.

pessoa a ver uma fotografia da exposição

Crónica sobre a exposição “De Lisboa para os Trópicos”, da autoria de Rúben Oliveira e Teresa Vaz, curadores da mostra e que a partir de 21 de abril e até 21 de junho vai estar em exibição no átrio do edifício C6, no campus da Faculdade.

Cinco oradores e vários alunos a assistir

A Matemática une. O tema das comemorações do Dia Internacional da Matemática 2022 reflete o espírito de quem organiza atividades de divulgação científica, na Faculdade e fora dela, e também de quem participa. Fique a par das atividades do IDM, e conheça a opinião de estudantes e professores.

Logotipo das comemorações do Dia da Faculdade

Após dois anos a comemorar um aniversário de forma remota, em 2022, a comunidade da Faculdade volta a reunir-se no grande auditório da Ciências ULisboa para celebrar os 111 anos da instituição, criada por decreto a 19 de abril de 1911. A cerimónia comemorativa acontece no próximo dia 27 de abril, a partir das 14h00.

Logotipo da olimpíadas

A semifinal das Olimpíadas de Química Mais (OQ+) e a semifinal das Olimpíadas de Química (OQ) Júnior acontecem, respetivamente, nos próximos dias 30 de abril e 7 de maio, no campus da Faculdade. Professores e estudantes do Departamento de Química e Bioquímica colaboram em ambos os eventos.

Mercado de Santa Clara

"A sustentabilidade económica e escalabilidade dos sistemas agroecológicos é um objetivo difícil de atingir, mas sem dúvida necessário", escreve Inês Costa Pereira, da equipa da Caravana AgroEcológica, a propósito do 4.ª Dia Aberto de Produtores.

Unidade de colimação

O grupo de Instrumentação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço  produziu nos laboratórios da Ciências ULisboa uma peça essencial para o sucesso da missão espacial PLATO, designada unidade de colimação. Segundo notícia publicada no site do IA, duas delas já estavam previstas no âmbito do consórcio, a terceira acontece por encomenda direta da Agência Espacial Europeia.

Barco

Eduardo Sampaio, aluno de doutoramento da Faculdade, participou num documentário em Cabo Verde a bordo de um barco chamado Captain Darwin, como conta nesta crónica. Este mês a Science também publica uma carta da sua autoria, a propósito de uma das aventuras vividas durante parte desta viagem.

José Ribeiro, Pedro Machado e João Dias

Um estudo do IA Ciências ULisboa analisa observações da luz infravermelha dos planetas Vénus, Marte e Júpiter comparando-as com simulações do Planetary Spectrum Generator. Artigo inclui entrevista com o autor principal do artigo, alumnus da Faculdade.

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