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

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“A Onda da Nazaré: um estímulo para a aprendizagem” é financiado pelo Mecanismo Financeiro do Espaço Económico Europeu (EEA Grants) e explica de forma simples e recorrendo a curtas animações os processos associados à existência da maior onda surfada em todo o mundo. 

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Nos últimos anos da troika (2011-2015), a importância da Filosofia foi bastante apreciada, em particular a nível internacional. Este período não foi bom para Portugal, sobretudo porque os jovens licenciados foram colocados de lado e sem trabalho, os sem emprego (ou bolsa), os precários (com vencimento à hora de ocupação, os temporários, sem férias, direitos de saúde...), e os que estavam a mais (e, forçados a emigrar) juntaram a sua indignação e protestaram. Nem sempre com resultados bem visíveis e de pressão real sobre o poder.

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Nos próximos cinco anos, Sara Magalhães vai explorar um sistema biológico composto por duas espécies de ácaro-aranha, Tetranychus urticae Tetranychus ludeni, que competem por um alimento - a planta do tomate, no âmbito do projeto “COMPCON - Competição sob construção do nicho”, com início previsto para maio de 2017 e desenvolvido em colaboração com investigadores da Universidade de Montpellier, em França.

Aplicações médicas e industriais a partir de organismos que produzem bioadesivos... Sim, é possível. No âmbito de uma Ação COST, a Rede Europeia de Especialistas em Bioadesão, trabalha para criar novos produtos.

O tempo tem demonstrado ser possível avançar na criação de mais e melhores condições de equidade para os alunos com Necessidades Educativas Especiais. Mas este é um desafio permanente para as instituições de ensino, como também o é para cada um de nós e a cada momento, num permanente processo de implicação pessoal em prol de algo que tanto prezamos: a igualdade de oportunidades.

Num desporto o treino é comum e faz parte de um plano para conseguir os melhores resultados, estimulando as capacidades físicas a superarem os desempenhos. Mas, também se podem treinar as mentes para fazer ciência.

O dia-a-dia de Luis Filipe Lages Martins divide-se entre a atividade de investigação em Metrologia com aplicação na Engenharia Civil e a gestão laboratorial da Unidade de Metrologia Aplicada do LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil. O primeiro estudante a obter o grau de doutor em Engenharia Física pela Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa nasceu em Lisboa e aos 34 anos acaba de ser distinguido com o Prémio Inovação em Metrologia.

Luís Filipe Lages Martins, bolseiro de pós-doutoramento do LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil, é o vencedor da 1.ª edição do Prémio Inovação em Metrologia da Sociedade Portuguesa de Metrologia (SPMet).

Em parceria com a Universidade de Lisboa e outras instituições que lecionam o curso de Química, a Sociedade Portuguesa de Química atribui prémios de mérito aos alunos com melhores resultados alcançados nesta área científica.

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Já só faltam dois eventos para a digressão Ignite IAstro terminar. Amanhã acontece um deles, na Covilhã, o último irá ocorrer na Guarda, a 3 de dezembro.

Onde estou? Para onde vou? As células do lugar ajudam-nos a cartografar (guiar) as nossas viagens no mundo, e constituem uma espécie de andaime espaço/temporal/cerebral que suporta a memória autobiográfica. Como o cérebro computa? Não é com Java, mas com um outro tipo de linguagem ainda a descobrir. O caminho para a compreensão dos códigos neuronais da cognição está aberto, e o desafio está lançado simultaneamente à Biologia, à Ciência da Computação e à Filosofia.

capa do livro

A banda desenhada "Reportagem Especial - Adaptação às Alterações Climáticas em Portugal" é lançada em Ciências esta segunda-feira, 7 de novembro de 2016, pelas 17h00, no auditório da Fundação da Faculdade, sito edifício C1, piso 3.

A ciência contemporânea enfrenta um conjunto de novos desafios que podem limitar a sua legitimidade, o seu valor e alcance. Estas notas abordam alguns destes riscos tentando apontar possíveis caminhos para os ultrapassar.

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Faleceu recentemente, com 95 anos, Ricardo Augusto Quadrado. Foi um professor de Cristalografia e Mineralogia da FCUL, e da Universidade da Madeira, extremamente marcante para quantos tiveram o privilégio de com ele privar. 

“Ainda há muito para fazer”, responde Nuno Araújo, quando questionado quanto ao futuro desta investigação, que dá um passo significativo num dos maiores desafios da Física da Matéria Condensada e que diz respeito ao desenvolvimento de técnicas experimentais, económicas e eficazes, capazes de sintetizar as estruturas desejadas de forma espontânea.

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