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
foto de grupo

No passado dia 26 de julho o Tec Labs - Centro de Inovação recebeu a visita de uma comitiva de representantes da Assembleia Legislativa do Estado de Goiás, Brasil, com o objetivo de conhecer em profundidade o ecossistema de empreendedorismo e inovação nacional e os seus principais stakeholders.

árvores no campus da Faculdade

Ciências ULisboa vai implementar no ano letivo de 2023/2024 o projeto “Ciências em Harmonia”. Comprometida com o bem-estar da sua comunidade estudantil e a promoção de competências individuais e sociais dos seus estudantes, a Faculdade vai procurar dar resposta a uma preocupação: a do bem-estar no ensino superior, envolvendo toda a comunidade académica na celebração da diversidade e promoção de inclusão. As atividades têm início já em setembro e vão prolongar-se durante todo o ano letivo.

logotipo do CWTS

ranking de Leiden, que avalia a produção científica de instituições de ensino superior a nível mundial, posicionou a ULisboa na liderança da Península Ibérica, colocando-a na 28.ª posição na Europa e no 131.º lugar a nível mundial.

enguia

No dia 26 julho, pelas 16h00, decorrerá na Ciências ULisboa a sessão de encerramento do projeto “Livro Vermelho e Sistema Nacional de Informação dos Peixes Dulciaquícolas e Diádromos de Portugal Continental”. O novo Livro Vermelho revela que os peixes de água doce e migradores diádromos se encontram numa situação preocupante.

3 raparigas a apontarem para um ecrã num laboratório

Acontece este ano mais uma edição do “Ser Cientista”. A 8.ª edição do programa, que decorre entre os próximos dias 24 e 28 de julho, visa proporcionar aos alunos do ensino secundário uma aproximação à realidade da investigação científica, pela integração no dia-a-dia dos cientistas de diferentes áreas de Ciências.

António Costa, Elvira Fortunato e Salomé Pais

Salomé Pais foi galardoada com a Medalha de Mérito Científico 2023, durante o Encontro com a Ciência e a Tecnologia em Portugal, decorrido no início de julho em Aveiro. Para a professora catedrática aposentada do Departamento de Biologia Vegetal da Ciências ULisboa esta distinção “simboliza o reconhecimento de uma vida dedicada à ciência”.

imagem de divulgação da exposição Mirabilia

É hoje inaugurada a exposição Mirabilia “Coisas Admiráveis”, que decorre no âmbito das comemorações dos 10 anos da ULisboa e do Dia da Universidade de Lisboa. A exposição integra objetos “admiráveis” das 18 escolas da ULisboa, entre eles um telescópio utilizado por um equipa da Ciências ULisboa na campanha internacional de observação “Venus Twilight Experiment”.

costa maritima

Carlos Antunes, foi nomeado vogal de reconhecido mérito da Comissão de Domínio Público Marítimo, um órgão consultivo da Autoridade Marítima Nacional que estuda e emite pareceres sobre os assuntos relativos à utilização, manutenção e defesa do domínio público marítimo.

Šima Krtalić

Šima Krtalić, aluna de doutoramento da Ciências ULisboa, afiliada ao projeto Medea-Chart, ganhou recentemente a décima edição do prémio "Imago Mundi" 2023 da referida revista académica, destinado a homenagear o melhor artigo em História da Cartografia.

Várias pessoas num sala

Ciências ULisboa participou na 3.ª edição do roadshow EA-IDEIA - Estrutura de Acompanhamento da Investigação, Desenvolvimento, Experimentação e Inovação da Armada, organizado pela Marinha Portuguesa.

Pedro Machado

Pedro Machado, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e professor da Ciências ULisboa, foi homenageado pelo Grupo de Trabalho para a Nomenclatura de Pequenos Corpos (WGSBN) da União Astronómica Internacional (IAU), com a atribuição do seu nome a um asteroide, que tem quase três quilómetros de diâmetro e demora quatro anos e meio a dar uma volta ao Sol.

ave a voar em cima do mar

Um novo estudo internacional sobre a análise do risco de exposição ao plástico por aves marinhas identifica o Mediterrâneo como a região de maior risco a nível global. O artigo foi publicado na revista científica Nature Communications e conta com 18 cientistas portugueses, entre eles quatro investigadores da Ciências ULisboa.

foto dos tres finalistas

Filipa Rocha, estudante de doutoramento na Ciências ULisboa, alcançou o 2.º lugar do Prémio Jovens Inventores 2023, atribuído pelo Instituto Europeu de Patentes. O prémio corresponde a um valor pecuniário de dez mil euros. A cerimónia de entrega de prémios decorreu esta manhã, em Valência, Espanha.

fotografia de grupo

Foi assinado um protocolo de cooperação entre Ciências ULisboa, a FCiências.ID, o cE3c e a empresa dinamarquesa Copenhagen Infrastructure Partners, que visa a investigação e mitigação dos impactos da exploração eólica offshore ao largo da Figueira da Foz.

Logotipo da ACL

Cristina Branquinho e Isabel Trigo foram eleitas em 2023 respetivamente sócias correspondentes nacionais da Classe de Ciências -  Ciências Biológicas e Ciências da Terra e do Espaço – da Academia das Ciências de Lisboa (ACL).

O projeto EDUCOAST, promovido pelo Instituto Português do Mar e da Atmosfera, desenvolve programas educacionais para diversos níveis de ensino e para profissionais, na área das geociências costeiras e marinhas, tendo como base o trabalho de campo e as práticas experimentais.

Conceção artística do telescópio espacial Euclid no espaço

A missão espacial Euclid da Agência Espacial Europeia (ESA) irá penetrar nos últimos 10 mil milhões de anos de história do Universo para tentar compreender pela primeira vez o que está a acelerar a expansão do Universo. O lançamento do telescópio espacial Euclid está previsto para 1 de julho. O telescópio vai observar durante seis anos mais de um terço do céu. A participação portuguesa na missão Euclid é coordenada pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.

João Pedro e Vera no laboratório

Ciências ULisboa integrou recentemente o projeto “Autonomia 21”, um projeto da Associação Pais 21 cujo objetivo é integrar jovens com Trissomia 21 no mercado de trabalho. O dinamizador desta ideia na Faculdade foi Federico Herrera, professor do DQB e investigador do BioISI. No âmbito deste projeto, Ciências ULisboa recebeu dois jovens que estão neste momento a estagiar num dos laboratórios da Faculdade.

José Pedro Granadeiro e Rui Rebelo

A expedição Selvagens 50 organizada pelo Instituto das Florestas e Conservação da Natureza da Madeira reuniu cerca de 40 especialistas de diversas instituições, entre os quais se incluem os professores do Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa, José Pedro Granadeiro (aves marinhas) e Rui Rebelo (répteis terrestres).

Conceção artística de um exoplaneta semelhante a Vénus, em órbita da sua estrela

Uma equipa de investigadores escolheu um planeta a 106 anos-luz, com 1,37 vezes o diâmetro da Terra, descoberto em 2022, para apresentar a primeira simulação a três dimensões do clima de um planeta de tipo rochoso com as características que atualmente conhecemos em Vénus.

Grupo de alunos e professores

A 9.ª edição da final nacional das Olimpíadas Portuguesas da Geologia decorreu nos dias 3 e 4 de junho, no Centro Ciência Viva de Estremoz / Pólo de Estremoz da Universidade de Évora, com a participação de 25 estudantes vindos de diversas regiões do País, incluindo uma delegação dos Açores (São Roque do Pico).

Rádão

O professor do DQB Ciências ULisboa e investigador do BioISI Ciências ULisboa é o primeiro autor de um novo artigo publicado no jornal Physical Chemistry – Chemical Physics da Royal Society of Chemistry, onde foram estudados diferentes compostos de rádon e xénon - dois gases nobres – e onde as suas propriedades energéticas e de ligação química foram analisadas.

Fundo do oceano

Ricardo Melo, professor do Departamento de Biologia Vegetal da Ciências ULisboa e investigador do MARE, integra o júri do Prémio Mário Ruivo – Gerações Oceânicas. As candidaturas da 3.ª edição deste prémio decorrem até 31 de julho.

Carlos Nieto de Castro

Carlos Nieto de Castro chegou à Faculdade em 1982 com a missão de criar uma escola de Termodinâmica e Processos de Transporte. Em abril de 2019 jubilou-se. Ainda assim, o seu trabalho enquanto investigador continua: todos os dias úteis chega à Faculdade pelas 8h30/9h00. Conheça o percurso do cientista.

3 alunos numa mesa, na semana da sustentabilidade

Neste Dia Mundial do Ambiente recordamos a Semana da Sustentabilidade, organizada por núcleos de estudantes da Faculdade, com o apoio da Associação de Estudantes e do Laboratório Vivo para a Sustentabilidade.

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