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

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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
Buracos negros Gaia

Um grupo de cientistas descobriu um grande buraco negro, com uma massa quase 33 vezes superior à massa do Sol, escondido na constelação de Aquila, a menos de 2000 anos-luz da Terra, ao analisar a grande quantidade de dados da missão Gaia da ESA,. É a primeira vez que um buraco negro de origem estelar desta dimensão é detetado no interior da Via Láctea. O artigo Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry, publicado a 16 de abril na revista Astronomy & Astrophysics (A&A) dá conta desta descoberta e conta com a participação de André Moitinho de Almeida, professor do Departamento de Física da Ciências ULisboa, investigador do CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação e coordenador da participação nacional na missão Gaia.

Alunos com mãoes no ar num sala de aula

É possível brincar com a Matemática e prova disso foram as várias atividades que se realizaram na Faculdade nos dias 13 e 14 de março de 2024. Março foi um mês dedicado a esta ciência, motor da sociedade. Leia a opinião de quem participou nestas atividades e ainda nas Jornadas de Matemática.

robot e criança

Ecossistema de grandes modelos de linguagem de IA Generativa para a língua portuguesa foi expandido com novas versões dos modelos Albertina e Gervásio.

Participantes da 1.ª edição do JAB

A 1ª edição do JAB, um evento inovador destinado a jovens empreendedores, organizado pela JUST - Júnior Iniciativa de Ciências ocorreu nos dias 22 e 23 de março passado e teve como foco a Educação de Qualidade, quarto Objetivo de Desenvolvimento Sustentável.

Pessoas

Uma comitiva da Shanghai Ocean University (SHOU), cuja origem remonta à Escola de Pesca da Província de Jiangsu, fundada em 1912, visitou Ciências ULisboa no passado dia 25 de março. Wang Hongzhou, presidente do Conselho da universidade chinesa, elogiou o avanço da investigação realizada na Ciências ULisboa, destacando as boas práticas de gestão, interdisciplinaridade e foco na missão. Durante a ocasião, Luís Carriço, diretor da Ciências ULisboa, reconheceu a importância das relações bilaterais com a China.

Alunos dinarmarqueses junto à tabela periódica

Um grupo de 25 estudantes do ensino secundário do Egedal Gymnasium & HF, da Dinamarca, visitou a Ciências ULisboa no passado dia 21 de março.

Sala com pessoas

A “Sessão de demonstração do serviço CONNECT – Caso de uso #1, Estuário do Tejo” ocorreu no passado dia 13 de março.

Várias pessoas no stand da Fcauldade Futurália

Como já vem sendo tradição, a Ciências ULisboa esteve presente na 15.ª edição da Futurália, a maior feira de educação, formação e empregabilidade do país, que se realizou entre 20 e 23 de março, na FIL - Feira Internacional de Lisboa e que juntou muitos visitantes, especialmente candidatos ao ensino superior. A Direção da Ciências ULisboa agradece aos mais de 200 estudantes voluntários e aos cerca de 70 professores, investigadores, entre outros profissionais que se vestiram de azul para esclarecerem as dúvidas dos candidatos ao ensino superior, lançando ainda o convite para visitarem a Faculdade no próximo Dia Aberto, que se realiza no próximo dia 8 de maio e cujas inscrições podem ser feitas aqui. Até lá!

Imagem do Miguel Pires durante a competição ocorrida em videoconferência

Miguel Pires, estudante da licenciatura de Engenharia Geoespacial da Ciências ULisboa, venceu a edição portuguesa do Esri Young Scholars Award e que lhe dá a oportunidade de apresentar o seu projeto Dashboard CicLisboa no maior evento de Sistemas de Informação Geográfica a nível mundial - o Esri User Conference e a Education Summit -, ambos a decorrer no próximo mês de julho, em San Diego, na Califórnia (EUA).

Pessoa numa praia com neve

A missão da Ciências ULisboa é criar, transmitir e difundir conhecimento científico e tecnológico, promovendo uma cultura de aprendizagem permanente, valorizando o pensamento crítico e a autonomia intelectual. Nesta “casa“ todos os dias alunos, professores, investigadores, entre outros profissionais encontram motivos para cuidar do nosso planeta. Bem hajam!

Dia Internacional das Florestas 2024

Leia o testemunho de António Vaz Pato, estudante do mestrado de Biologia da Conservação e guardião da HortaFCUL, a propósito desta efeméride e assista ao vídeo que preparamos para celebrar esta data especial nas nossas redes sociais: YouTube, Facebook, LinkedIn e Instagram.

céu

João Pires Ribeiro, professor aposentado do Departamento de Física da Ciências ULisboa, faleceu dia 18 de março, em Lisboa, aos 83 anos. A Ciências ULisboa lamenta o triste acontecimento e apresenta as condolências aos seus familiares, amigos, colegas e antigos estudantes.

Tiago Oliveira, Ricardo Mendes e Alysson Bessani

A Vawlt, uma spin-off da Ciências ULisboa, conseguiu angariar 2,15 milhões de euros e três novos investidores - a Lince Capital, a Basinghall e a Beta Capital - para impulsionar ainda mais a inovação do seu produto, elevando o investimento total acumulado para os três milhões euros.

imagem da Reitoria da ULisboa

A ULisboa é uma vez mais a universidade portuguesa melhor classificada a nível nacional no SCImago Institutions Rankings (SIR), tendo subido este ano 25 posições, apesar deste ano terem sido analisadas mais 229 universidades. A ULisboa anunciou esta semana que está entre as 150 melhores instituições do mundo e a nível nacional lidera 12 áreas e 22 subáreas científicas, posicionando-se em 2.º lugar em quatro áreas e 21 subáreas.

Imagem do Cercal num portátil com pessoas desfocadas

A Ciências ULisboa já tem os primeiros resultados do trabalho científico que tem vindo a desenvolver na área onde vai ser implementada a central fotovoltaica do Cercal, em Santiago do Cacém, um estudo considerado pioneiro pela integração de tantas componentes biológicas e pelo detalhe espacial que foi usado.

imagem de uma tartaruga no oceano

Um novo estudo internacional liderado por Catarina Frazão Santos, professora da Ciências ULisboa, identifica dez elementos-chave que promovem o desenvolvimento e a implementação de processos de planeamento do uso do oceano sustentáveis, equitativos e inteligentes do ponto de vista climático em todo o mundo. O artigo científico publicado esta terça-feira, dia 12 de março, na revista do grupo Nature - npj Ocean Sustainability - foi desenvolvido por cientistas e peritos de organizações internacionais e instituições académicas de Portugal, África do Sul, Austrália, Brasil, Canadá, Chile, Estados Unidos, Itália e Reino Unido.

Várias pessoas dacomitiva do Uganda no pátio do edifício C6

Uma comitiva do Uganda visitou Ciências ULisboa no passado dia 4 de março, no âmbito do projeto ICT-4MRPQ e que visa reforçar a capacidade das instituições de ensino superior do Uganda para utilizar as TIC nos processos de gestão da qualidade do percurso de investigação dos mestrados e conceber reformas políticas para obter resultados de investigação relevantes e de elevada qualidade.

Margarida Beiral, Fadhil Musa e Luana Boavista

A Delox, spin-off da Ciências ULisboa, foi reconhecida no âmbito do EIC Accelerator, onde se destacou entre 1000 empresas europeias, tendo sido a única start-up portuguesa selecionada.

Logotipo do IDM

A Ciências ULisboa tem preparado um conjunto de atividades especiais para celebrar o Dia Internacional da Matemática (IDM, sigla em inglês), com as Jornadas de Matemática em Ciências, a  9 de março, e sete sessões abertas a estudantes, pais, professores e público em geral, nos dias 13 e 14 de março.

Vários professores no átrio do C6

O Ciências em Harmonia regressou em grande: em março há meditação e yoga, conversa sobre assédio e bullying, uma sessão dedicada à escrita criativa e um concerto de garagem. Para ficar a par destas e das outras atividades que se irão realizar entre março e maio basta ir ao site da Faculdade, entrar no Moodle ou seguir o projeto no Instagram. Na reportagem que se segue fica a saber algumas das histórias vividas pelos professores - Ana Rute Domingos, Carlos Assis, Carlos Duarte, Carlos Marques da Silva, Cristina Catita, Cristina Borges, Maria Estrela Melo Borges, Nuno Matela e Rui Borges -, quando eram estudantes. Esta sessão assinalou o arranque deste projeto no segundo semestre.

Espaço da feira de emprego com muitas pessoas

A Jobshop Ciências - feira de emprego da Ciências ULisboa realiza-se entre 9 e 10 de abril. Este evento promove a aproximação dos estudantes e recém-graduados dos vários cursos de Ciências ao mercado de trabalho, através de workshops, entrevistas e do contacto direto com as empresas e outros empregadores. A segunda fase de inscrições para as empresas participarem nesta edição da Jobshop Ciências termina a 10 de março.

Luís Matias e alunos de 1.º ciclo numa sala de aula

O sismólogo Luís Matias regressou à sua escola em Alvalade, no âmbito do projeto de voluntariado da Native Scientists, que desafia cientistas a regressarem às suas escolas de 1.º ciclo para realizarem oficinas de divulgação científica.

Filipe R. Ramos a dar aulas

Filipe R. Ramos, professor da Ciências ULisboa e investigador no Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa (CEAUL), visitou o Departamento de Matemática e Estatística da Universidade do Norte (UN), em Barranquilla, na Colômbia, entre 8 e 22 de fevereiro passado, no âmbito do intercâmbio que mantém com esta universidade e em particular com o professor Lihki Rubio, com quem está a escrever um livro sobre Machine Learning and Applications.

Herdade da Ribeira Abaixo

A exposição de fotografia “Herdade da Ribeira Abaixo: 30 anos do coração da Serra de Grândola” vai estar em exibição até 18 de março, na Biblioteca e Arquivo do município de Grândola. A estação de campo do cE3c, em estreita articulação com a Ciências ULisboa, situa-se no coração da Serra de Grândola, numa das mais vastas extensões de montado de sobro em Portugal.

conceção artística do telescópio espacial Euclid, e em fundo uma das primeiras imagens obtidas com este telescópio, do enxame de galáxias do Perseu

A 14 de fevereiro o telescópio espacial Euclid voltou-se para a constelação de Erídano, no hemisfério celeste austral, e durante 70 minutos recolheu a luz dessa região de céu escuro. O calendário de observações foi definido por uma equipa liderada pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Mais de 27 mil fotografias irão constituir o mosaico do céu com a maior resolução alguma vez feita, serão mais de 15 biliões de pixéis. Ao fim de seis anos espera-se ter capturado a luz de mais de mil milhões de galáxias.

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