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

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).

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O oitavo Dictum et factum é com Vera Lopes, técnica superior do Departamento de Geologia de Ciências.

Os vencedores do galardão desenvolveram o melhor projeto de Net Zero Energy House.

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