No Campus com Helder Coelho

Sete circuitos do pensamento humano

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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
Carlos Pires

Carlos Pires, professor da Ciências ULisboa e investigador do Instituto Dom Luiz, é o primeiro autor do artigo “Uma teoria geral para estimar a transferência de informação em sistemas não lineares”, publicado na Physica D: Nonlinear Phenomena, volume 458, em fevereiro, e no qual desenvolve um formalismo matemático de estimação da causalidade entre variáveis interatuantes.

Atividades na HortaFCUL, num Dia Aberto em 2015

Em outubro de 2024 a HortaFCUL assinala 15 anos de existência. Os resultados apresentados no relatório "Living the sustainable development: a university permaculture project as an ecosystem service provider - The HortaFCUL case study (2009-2023)" apresentam o impacto regenerativo e transformador da HortaFCUL.

Pessoa a observar o céu

De 15 a 18 de fevereiro, a Física está em destaque na cidade de Lisboa, no Encontro Nacional de Estudantes de Física (ENEF). Este é um evento que pretende reunir estudantes e profissionais na Ciências ULisboa, procurando dar uma perspetiva diferente do ensino da Física a nível universitário.

Revegetação com especies autoctones

“O projeto em curso no Lousal mostra que é possível conciliar a atividade de mineração com a devolução do território à natureza com o mínimo impacto possível”, escreve Jorge Buescu na crónica publicada na revista Ingenium n.º 183, referente ao primeiro trimestre de 2024.

Pontos de interrogação

 Vladimir Konotop, professor da Ciências ULisboa, participou num estudo publicado este mês na Nature Photonics - “Observação da Localização da Luz em Quasicristais Fotónicos” -, em colaboração com investigadores da Universidade Jiao Tong de Xangai (China) e da Academia de Ciências Russa  (Rússia).

Aluna a fazer uma apresentação numa sala de aula

Inês Sofia Cruz Dias e Ana Carolina Preto Oliveira, estudantes da Ciências ULisboa, apresentaram os seus relatórios da disciplina Voluntariado Curricular, 1.º semestre, no passado dia 22 de janeiro. Sensibilizar os estudantes para as temáticas da solidariedade, tolerância, compromisso, justiça e responsabilidade social e proporcionar-lhes oportunidades para o desenvolvimento de competências transversais são alguns dos objetivos do Voluntariado Curricular.

Cristina Simões, Fernando Antunes, José Pereira-Leal, Jorge Maia Alves, Andreia Valente, Hugo Ferreira, Rui Ferreira e Pedro Almeida

Os projetos Lusoturf e TAMUK são os vencedores da 1.ª edição do Concurso de Projetos de Inovação Científica, uma iniciativa promovida pela Ciências ULisboa e FCiências.ID, com o apoio do Tec Labs.

Membro da FLAD, Marcelo Rebelo de Sousa e José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador da Ciências ULisboa, vencedor do FLAD Science Award Atlantic 2023, teve a honra de receber o prémio pelas mãos do Presidente da República, Marcelo Rebelo de Sousa. Para o diretor da Ciências ULisboa, Luís Carriço, este prémio é um reconhecimento do mérito e da excelência da investigação que se faz na faculdade: “Estou muito orgulhoso, mas não estou surpreendido. O trabalho que o José Ricardo Paula desenvolveu é brilhante e o próprio Presidente da República fez questão de referir isso. O nosso investigador está de parabéns, bem como a faculdade”.

Ana Sofia Reboleira

O projeto “Barrocal-Cave: Conservation, monitoring and restoration assessment of the world-class cave biodiversity hotspot in Portugal foi distinguido com o 2.º lugar do Prémio Fundação Belmiro de Azevedo 2023. Ana Sofia Reboleira é a investigadora responsável por este projeto, que tem como instituição proponente a FCiências.ID.

Fotografia de Henrique Leitão

O Papa nomeou a 10 de janeiro o cientista Henrique Leitão como membro do Comité Pontifício de Ciências Históricas, informou o Vaticano. A Agência Ecclesia refere que o novo membro deste comité colaborou com o Secretariado Nacional dos Bens Culturais da Igreja, enquanto coautor do ‘Clavis Bibliothecarum‘ (2016), um levantamento de catálogos e inventários de bibliotecas da Igreja Católica em Portugal.

Fotografia de Beatriz Amorim

Beatriz Amorim foi premiada com uma bolsa Marie Sklodowska-Curie, uma iniciativa da Agência Internacional de Energia Atómica (AIEA, sigla em inglês). A estudante do último ano de mestrado em Engenharia Física, na Ciências ULisboa, participa a partir de 15 de janeiro e durante seis meses, num projeto inovador na Alemanha, no âmbito do Programa GET_INvolved do FAIR.

Henrique de Gouveia e Melo e Henrique Leitão

“As três últimas décadas foram excecionais para os estudos de História Marítima, da Ciência Náutica, da Cosmografia e da Cartografia portuguesas”, diz Henrique Leitão, investigador da Ciências ULisboa, a propósito da atribuição do Prémio Academia de Marinha 2023, ocorrido no passado dia 9 de janeiro, durante a Sessão Solene de Abertura do Ano Académico de 2024.

Membros da expedição em frente do RV Pelagia

A Ciências ULisboa destacou no passado mês de dezembro - na EurekAlert - uma história sobre um estudo, que relata evidências sem precedentes de respostas ecológicas do fitoplâncton calcificante à deposição de nutrientes fornecidos pela poeira do Sara. O trabalho publicado na Frontiers in Marine Science tem como primeira autora Catarina Guerreiro, micropaleontóloga e investigadora em bio geociências marinhas na Ciências ULisboa.

Cientista em gruta

Um estudo publicado na Scientific Reports e coordenado por Ana Sofia Reboleira, professora no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e investigadora no Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), analisou mais de 100000 medições de temperaturas em grutas localizadas em diversas zonas climáticas, desde as tropicais às subárticas, passando por Portugal continental e ilhas.

Identidade gráfica da crónica com imagem de Andreia Sofia Teixeira

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A segunda crónica dá a conhecer Andreia Sofia Teixeira.

Pessoas junto ao edifício do MARE, na Ciências ULisboa

Com o intuito de colaborar no desenvolvimento de um parque eólico offshore flutuante ao largo da Figueira da Foz, o MARE e a IberBlue Wind (IBW) assinaram a 5 de dezembro passado um protocolo que estabelece os moldes da parceria futura. A colaboração da IBW com o MARE irá permitir estudar os eventuais impactos da instalação da infraestrutura nos ecossistemas marinhos da área de implementação, e propor soluções que mitiguem os eventuais impactos negativos na componente ecológica e na atividade da pesca.

A Ciências ULisboa foi palco do mais recente workshop da International Atomic Energy Agency (IAEA). O “Regional Workshop on Nuclear and Radiation Education - Strategies and Approaches to Enhance Capacity Building in Nuclear Education and Training” realizou-se entre os dias 4 e 7 de dezembro e contou com a presença de 37 representantes de 25 países europeus e asiáticos, assim como de especialistas internacionais e delegados da IAEA.

Ricardo Trigo e membros da ULisboa e CGD

Ricardo Trigo é professor no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigador no Instituto Dom Luiz, no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido, pela segunda vez, pela ULisboa e Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Terra e Geofísica. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

salão nobre da Reitoria da ULisboa

Na edição de 2023 dos Prémios Científicos ULisboa / Caixa Geral de Depósitos (CGD) foram atribuídos 20 prémios e 20 menções honrosas a professores e investigadores da Universidade. Os cientistas da Ciências ULisboa alvo desta distinção foram Alysson Bessani, Ricardo Trigo e Vladimir Konotop, com prémios no valor de 6.500€; e Carla Silva, Jaime Coelho, José P. Granadeiro e Rita Margarida Tavares, com menções honrosas.

Alysson Bessani e membros da ULisboa e CGD

Alysson Bessani é professor no Departamento de Informática e investigador no LASIGE Computer Science and Engineering Research Centre da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Computação e Engenharia Informática. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Luís Carriço e memebros da ULisboa e CGD

José P. Granadeiro é professor no Departamento de Biologia Animal e investigador no grupo de investigação Biologia da Adaptação e Processos Ecológicos do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (CESAM). Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área de Biologia, Engenharia Biológica, Bioquímica e Biotecnologia. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Imagem gráfica da rubrica com fotografia de André Rodrigues

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A primeira dá a conhecer André Rodrigues.

Carla Silva com membros da ULisboa e da CGD

Carla Silva é professora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz, no RG5 – Energy Transition. Este ano foi distinguida pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos com uma menção honrosa, na área de Engenharia do Ambiente e Energia. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Rita Margarida Cardoso e membros da ULisboa e CGD

Rita Margarida Cardoso é investigadora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz (IDL), no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área das Ciências da Terra e Geofísica. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Vladimir Konotop e membros da ULisboa e da CGD

Vladimir Konotop é professor no Departamento de Física e investigador no Centro de Física Teórica e computacional da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela segunda vez, pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área de Física e Materiais. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

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