o-teste-de-Turing

Claro que não posso sair sem levar um carrinho de mão cheio de livros... Duas referências para os tempos livres do summer school "Statistical Pattern Recognition" - Keinosuke Fukunaga (um clássico sobre classificação que anda sempre comigo), "Neural Networks: A Comprehensive Foundation" - Simon Haykin (pretendo começar a estudar cadeias de Markov e embora saiba que não é o melhor sí­tio para começar, já estou habituado ao excelente estilo de exposição de Haykin). Um tutorial sobre VTK (visualização e transformação de imagens volumétricas). Por fim, e afinal porque esta semana é de férias pretendo ler um Torrente Ballester (afinal vou passar férias muito perto da Galiza, e o ambiente é por todas as razões propí­cio a uma leitura autobiográfica de Ballester: O Sangue, o Vento, a Guerra e outras histórias ). Para a minha participação no summer school preparei um abstract sobre um nariz electrónico que tenho em fase adiantada de desenvolvimento, que vos deixo aqui em jeito de despedida:
a apresentar no "Smart Sensors and MEMS":
"To implement an odour-guided robot, the gas dispersion phenomena must be well understood. The transport of gas molecules in natural environments is mainly dominated by turbulent airflow. It is known that far away from the odour source, the turbulence mixes the air, homogenizing the plume. In this zone the instantaneous concentration is most of the time small and uniform, but even here it is possible to detect some short peaks of high concentration, which leads to abrupt changes in the measurements. Due to the fact that in natural environments, several odour sources are present it is important that identification is performed in order to select the correct substance to track. The nose is capable of adjusting its sensitivity. When the robot is outside the plume, the signal is tracked with maximum sensitivity, and significant variations trigger the recognition algorithm. The implemented circuit is able to perform self-test, and calibration, which allows the employment of high gain circuits that otherwise, would suffer significant drift with temperature changes. The sensors heating voltage is controlled by the embedded microcontroller using an adjustable dc/dc converter, which allows rejection to temperature fluctuation due to incident wind, and the implementation of modulation of the working temperature."
Deixo ainda um concelho de leitura mais leve mas com grande significado: para quem não leu (lembro-me agora deste livro pois estive há pouco no expansão vertiginosa onde falam de outro livro do mesmo autor) e se interessa por ciência mesmo que indirectamente "Está a brincar sr. Feynman" é uma referência na exploração de pontos de vista relativamente à investigação cientí­fica (diria mesmo que as últimas 10 ou 12 páginas do livro são obrigatórias para quem quer que se queira afirmar cientista!). Para além disso podem sempre ficar a perceber alguns conceitos que Feynman explica de forma simples e eficaz, como por exemplo a sua descoberta acerca do algoritmo de busca utilizado pelas formigas, ou como aprendeu que a utilização do sentido do olfacto permite identicar a última pessoa que pegou num livro, para além de mostrar como se trabalhava em Los Alamos nos tempos do projecto Manhattan.
E agora vou-me embora da blogofractalândia (onde é que eu já li isto?) por uns tempos.

O teste de turing interrompe a sua actividade por tempo indeterminado, num máximo de três semanas (uma de férias + duas de um summer school sobre "Smart Sensors and MEMS" a decorrer, de 8 a 19 deste mês na Póvoa do Varzim). Espero voltar antes. Cumprimentos a todos!

A comunidade estudantil universitária tem sido responsável pela criação de grande parte do software livre que circula e faz funcionar muito do que melhor se faz em termos de tecnologia. Cito apenas dois exemplos: linux e freeBSD. O primeiro (cujas primeiras linhas são atribuídas a Linus Torvalds quando era estudante em Helsinquia) veio claramente para ficar, substituindo em grande parte dos casos os sistemas UNIX, e tirando lugar aos servidores Microsoft (MS) e é cada vez mais utilizado nas máquinas de de utilização pessoal (a cidade de Munique substituiu 14000 sistemas MS, por sistemas SuSE linux). O segundo (desenvolvido na Universidade de Berkeley) é unanimente considerado o muro de betão em termos de segurança em redes. Mas uma visita a qualquer repositório de software livre (e.g. SourceForge, FreshMeat) mostra bem aquilo a que me refiro. Podemos fazer tudo o que se faz com software da MS, de borla, e melhor! Que o digam instituições como a Nasa ou a Pixar, ou mesmo empresas como a Sony, que pensando no potencial de desenvolvimento que se encontra "agarrado" ao Linux encoraja grupos que estejam dispostos a produzir versões linux para os seus equipamentos (e.g. PlayStation2).
Desde o Shannon que o meio universitário é um ninho para desenvolvimentos nesta área. No entanto agora, a MS resolveu fazer uma aproximação às instituições de ensino norte americanas, nomeadamente aos departamentos de "Computer Science"...

from slashdot.org
"Daniel Dvorkin writes "MSNBC (oh, the irony) is running a scary article entitled Microsoft's big role on campus, detailing how Microsoft is working its way into academic computer science through a combination of bribery and propaganda. The article may be overstating the case, but it does make it sound as though MS products are displacing others at a disturbing rate in computer science departments. Given that academic computing has traditionally been both the source of and the stronghold for innovative software, this is a disturbing long-term trend." "

Indo ao artigo original é possível ver como a MS age (muito ao estilo "delegado de informação médica"):
from MSNBC
"Such concerns about donations have been raised in fields of study as diverse as auto engineering and medicine, but Microsoft's donations are a special case. Because students are likely to keep using the technology after graduation, they help to maintain Microsoft's software industry dominance. "

Ao que parece já quando foi lançada a parceria, alguém no jornal estudantil do MIT observou que aquele podia ser o primeiro passo para a transformação do Massachussets Institute of Technology no novo "Microsoft Institute of Technology".

Em Portugal nem foi preciso a Microsoft dar o que quer que fosse em troca. Como é óbvio, estudantes em ambiente MS crescem e tornam-se trabalhadores em sistemas MS. E os estados cada vez mais têm o problema de uma administração pública "MS-dependent". Depois, é vê-los a lutar em desespero de causa, para mudar o que começou mal, como na China ou no Brasil, de onde saem fortunas directamente para os bolsos do Sr. Bill Gates, o inventor do interpretador de BASIC (o único programa que foi realmente escrito por ele...).

A Grande Reportagem de Agosto traz um artigo acerca do atraso da Grécia e dos problemas que estão a emergir na organização das olimpíadas de 2004 (pág 90 "Figas e fé em Zeus"). Não fosse o facto de sabermos que em Portugal não teremos jogos olímpicos mas antes Euro04 e grande parte dos defeitos que por lá se apontam, serviam para descrever o nosso país! São os taxistas, que mal percebem que apanharam um turista, lutam por o roubar, enganar, etc. até à frase (não sei porquê, apresentada em grande destaque): "Na Grécia é tudo feito no limite, se as coisas correm bem, óptimo, se falham, a culpa nunca é de ninguém".... enfim 'very typical'.
Algo que me causa (estranh)tristeza, é o facto de Atenas, sendo uma cidade que carrega consigo grande parte da história da Humanidade, ser também uma das cidades mais poluídas do mundo.
É um "case study" comum e tem gerado alguns dos trabalhos mais completos e exaustivos que tive oportunidade de ler acerca de monitorização densa de poluição em ambiente urbano. Anemómetros de ultrassons, cromatógrafos, e outros sensores meteorológicos, instalados em todas as esquinas. As conclusões eram e são claras. Sérias medidas deviam ser tomadas, pois para além de estarem perante concentrações elevadas de óxidos de azoto, estavam também num local onde a exposição solar potencia a formação de grandes concentrações de ozono (a exposição UV, faz com que por vezes os óxidos NO3 se decomponham em NO2+O, num processo em que o NO2 oxida novamente por influência de outros químicos presentes na atmosfera e o oxigénio mono-atómico, combina-se com uma molécula bi-atómica O2 originando uma molécula de ozono O3).
A utilização de uma rede deste tipo, no estudo da distribuição espacial de gases, levanta uma série de problemas. Os equimentos, não são todos iguais, nem sempre apresentando respostas iguais (e mesmo que se consigam calibrar, o drift continua a ser diferente o que é muito difícil de tratar), não estão dispostos sobre uma rede regular o que dificulta a implementação de alguns modelos e por aí fora.
from ENVIBASE-Project
"One of the main disadvantages of conventional urban data sources is their uneven spatial distribution. In particular, analytical information obtained by air pollution monitoring networks is disseminated (because it is provided by point measurements), most of the times is not homogeneous (because different instruments may be used) and it covers relatively limited areas (because measuring stations are expensive!)."
Outro problema emerge do facto de não ser possível comparar a qualidade do ar nas diferentes cidades da europa nem saber exactamente se existe ou não cumprimento dos limites recomendados pela união.
Agora, chegaram e estão-se a impôr os satélites para monitorização:
from ENVIBASE-Project
"The images provided by Earth observation satellites cover very extended territories (e.g., central Europe is covered by a single AVHRR image) in a homogeneous way (since the same sensor is used everywhere)."
from European Commission - DG Research
"Fine particulate matter is now one of the biggest threats to human health from air pollution. A new technique to monitor the concentration of particulate matter in urban air, using satellite-borne sensors, offers a much more cost-effective approach than traditional land-based monitoring. The first trials of this system, developed by 11 partners in the European Commission-funded ICAROS-NET (Integrated Computational Assessment of urban air quality via Remote Observation Systems NETwork) project, will be presented in Athens on 15 October 2002. ICAROS-NET runs for three years from September 2001. The satellite-borne sensors will monitor atmospheric pollution at very high resolution in areas as small as 30 metres in diameter, by measuring the proportion of light blocked by particulate matter. Preliminary mapping shows that over the 1987-2002 period Aerosol Optical Thickness (AOT), a measure of the optical effect of particulates in the atmosphere, steadily grew in Athens. Results will help improve environmental policy making in Europe and the effectiveness of international environmental treaties."

Estes satélites resolvem todos os problemas relativos à monitorização. Só não diminuem as fontes poluentes. Assim, julgo que quando chegarem os jogos olímpicos, poderemos ver online e em tempo real (ao vivo e a cores), a nuvem de poluição que emerge e afoga Atenas.

Aparentemente, mesmo em tempo de férias, a blogolândia deu as boas vindas ao teste-de-Turing, o que muito me agrada! Poucas horas após o meu primeiro post, a-formiga-de-langton, comentava-o com um rasgado elogio que me deitou ao tapete por largos momentos. Imaginem, logo aquele blog que eu sigo atentamente! a comentar-me daquela maneira! Era responsabilidade a mais para poder continuar... No entanto, ao fim de algum tempo estendido no chão pensei: não.... alguém tem que tentar discriminar humanos e máquinas, mesmo que como lembrou e bem um dos elementos da AntColony, sejamos enganados a torto e a direito por máquinas surpreendentemente espertas e acrescento, humanos extraordinariamente vazios.
A velocidade a que a formiga me detectou, só surpreende quem nunca estudou o comportamento destes insectos! Não esperava era que ela fosse logo a correr para o formigueiro largando feromonas aos litros! Assim, pouco tempo depois apareceram mais formigas de toda a blogosfera. Da ciência na blogosfera Portuguesa a pedir o meu e-mail, que entretanto incluí na coluna ao lado. Tenho ainda que agradecer a todos quantos me incluiram nos seu links a visitar (o que explica o avultado número de visitas que o teste teve até agora), nomeadamente o Local e Blogal, o Em expansao vertiginosa (uma das minhas referências), o Não Esperem Nada de Mim e do aaanumberone. Acima de tudo, espero que aquilo que escrevo tenha o efeito que procuro quando leio outros blogs: aprender e tentar satisfazer o raio da curiosidade acerca de quase tudo. Obrigado a todos!

Neste post vou falar-vos de câmaras, comunicações GSM (telemóveis) e do futuro de Portugal. E não, não me refiro à terceira geração de telemóveis. Aqui vai disto:
Este Domingo durante um passeio de carro apercebi-me de que as duas velocidades a que anda este país estão de tal forma enraízadas que por mais que se queira perceber o que está mal e porquê, não se consegue chegar a qualquer conclusão.
Somos um dos países em que a taxa de penetrabilidade de telemóveis é maior. O percurso que fiz em zona menos humanizada passou por Mangualde - Nelas - Sabugueiro - Torre - Manteigas - Penhas Douradas - Gouveia. Durante o caminho, fiquei sem rede móvel não mais do que cinco ou seis vezes, e apenas por breves momentos. Li na Visão desta semana que os bombeiros na frente de combate, recorriam inúmeras vezes ao telemóvel, pois o sistema de comunicações convencional deixava de funcionar! Entretanto passei por uma enormidade de terra queimada. Temos grande parte do território português coberto por antenas GSM que por sua vez estão em linha de vista com uma parte significativa do mapa florestal (as maiores células GSM estão exactamente onde há menos gente e as antenas nestas zonas são habitualmente instaladas em locais que garantam o maior raio de alcance possível, i.e. no cimo de montes). E aqui entram as câmaras omnidireccionais! Essa tecnologia que está por todo o lado! Nos hipermercados onde quer que se vá há sempre duas a olhar para nós e acho que nunca ninguém se chateou com isso... digo mais, as câmaras omnidireccionais permitem obter imagens que nem sempre têem resolução suficiente para outras tarefas, como o reconhecimento facial. Por isso, em Londres as ruas estão vigiadas por uma quantidade enorme de câmaras convencionais, de grande resolução, que por sua vez fazem o seguimento (digital) de todas as caras que lhes passam à frente em busca de terroristas! É polémico em Londres? Claro que sim, a privacidade é um bem precioso. Pelo menos até ao momento em que estamos na gare de Picadilli às 8 da manhã e nos lembramos que uns gramas de gás Sarin podiam matar aquela gente toda que está connosco. Ou que poderíamos ser apanhados na explosão de um carro armadilhado pelo IRA enquanto passeamos em Convent Garden. As câmaras fazem-nos sentir seguros! Os londrinos têm o terrorismo e nós o que temos? Os últimos números que ouvi falavam em seguramente mais de 200.000 hectares de área ardida.
Bem, acho que as ideias que deitei para o post até agora (aqui expostas no modo "spaghetti") já seriam o suficiente para gerar uma pergunta básica: porque não colocar o raio das câmaras nas antenas de GSM utilizando infraestruturas já existentes, fazendo uso da manutenção especializada de que aquelas são alvo, da alimentação ininterrupta e de um canal de dados que nem sequer precisa de ser de banda larga e assim ter a floresta sob vigilância apertada podendo detectar incêndios numa fase em que são facilmente extinguíveis?
Pois!
Como se não bastasse, parece que existe um projecto para vigilância florestal da Universidade do Minho, o Vigilia, que não está a ser utilizado por problemas de legislação no que toca à privacidade das pessoas! A prova de que isto funciona e de que é uma boa ideia passa-se em Coimbra. O Laboratório de Aerodinâmica Industrial (do Dep. de Engenharia Mecânica da Univ. de Coimbra) andou a desenvolver um projecto para vigilância florestal que "segundo os responsáveis, o projecto já permitiu detectar 80 focos de incêndio em 2000".
Explicações para isto, alguém tem?
É por eu não ter, que também não acredito que, como agora se diz, se vá reflorestar de forma cuidada. Acho que até agora ninguém se preocupou realmente com o problema das acácias (espécie invasora introduzida em portugal por motivos decorativos) que aproveitam cada palmo de terra ardida para se espalhar crescendo de forma rápida nos primeiros anos e criando uma sombra que inibe o crescimento de outras árvores. Ninguém se preocupou em tornar as espécies portuguesas (castanheiro, carvalho, etc.) economicamente viáveis (a selecção de sementes permitiu aos franceses terem uma espécie de carvalho que cresce em menos de metade do tempo que o nosso).
Por isto que vos exponho, acho que estamos "entregues aos bichos"! O que aliás não é uma expressão muito feliz pois a caça abriu neste fim de semana, contra Associações de caçadores, permitindo a caça no alentejo e algarve. O Alentejo onde a injecção de coelho (feita na tentativa de segurar uma das espécies mais ameaçadas do mundo, o lince ibérico), é um doce para esses senhores que mantéem a tradição da caça, empurrando Portugal para o Futuro!

O papel que está destinado aos robôs é hoje mais definido do que há 50 anos quando o medo dominava o conhecimento que se tinha destes. Nesses tempos imaginava-se que num futuro próximo, os robôs iriam pôr a espécie humana em segundo plano, quer por poderem vir a tornar-se mais inteligentes que os humanos, quer por (e este medo ainda se faz sentir hoje) poderem tirar postos de trabalho aos operários. Essas previsões revelaram-se precipitadas. A robótica de hoje é dominada por sistemas mecatrónicos que na maior parte das vezes apenas implementam uma sequência de acções (o grosso bolo da indústria). A implementação de uma arquitectura de comportamentos surgiu apenas em 1986 pela mão de Rodney Brooks. Esta arquitectura permitia de forma simples, coordenar a execução de múltiplas tarefas (e.g. construção de mapas, planeamento de trajectórias, evitação de obstáculos, interacção com o ambiente envolvente). A simplicidade e eficácia desta implementação teve uma influência decisiva na robótica de hoje. Há, como é natural, um rol de outras implementações possíveis mas na esmagadora maioria dos casos, estas não passam de variações mais ou menos eficazes dessa arquitectura.
A implementação desta é essencial quando se pretende que um robô ou um pequeno número de robôs possa executar tarefas complexas. Permite que se faça planeamento prévio e a sua execução é geralmente previsí­vel. A sua implementação obriga à  utilização de um conjunto de variá¡veis de estado que exprimem os valores dos sensores (que permitem ao robô perceber o mundo), do seu estado actual (que depende dos valores sensoriais actuais e passados) e do estado actual de outros robôs (se se tratar de tarefas que envolvam cooperação). Se no entanto se puder utilizar um grande número de robôs, o que parece cada vez mais alcançável (ver p.ex. o Lab. do nosso compatriota Prof. Requicha), o número de informação que cada robô terá que manter acerca dos seu vizinhos pode tornar-se intratável. E isto leva-nos ao interesse dos sistemas baseados em sociedades biológicas. As formigas, as abelhas bem como algumas espécies de pássaros manteém uma organização incrí­vel à custa da implementação de arquitecturas baseadas num pequeno conjunto de regras, que com base nos dados sensoriais, estado actual e alguma informação acerca do estado actual de elementos na sua vizinhança operam individualmente, por forma a produzir um determinado efeito global. O exemplo dos pássaros, que voam em formação no sentido de se protegerem de potenciais predadores, criando uma mancha em que é difí­cil fixar um só elemento é paradigmático. No campo dos insectos estes fenómenos são ainda mais ricos e variados, sendo muito do trabalho hoje desenvolvido por entomologistas (e.g. Cardé), percursor de sistemas artificiais futuros.
Para terminar apresento-vos alguns projectos enigmáticos que estão intimamente relacionados com o assunto que vos exponho:

Água

Peixe artificial: Adquire energia de um meio rico em glucose, para se mover.

Ar

Insecto voador artificial: desenvolvimento a partir do estudo exaustivo da estrutura e do vôo de uma espécie de mosca (Calliphora).

Terra

Insecto hexapode: Pernas com três graus de liberdade.

(Nota: chama-se arquitectura à estrutura do sistema que a partir de dados obtidos de sensores, gera algum tipo de actuação, e.g. se tivermos sensores de luminosidade instalados numa plataforma diferencial, podemos com base nas leituras dos sensores, actuar sobre os sensores por forma a alinhar, perseguir ou desviar de uma fonte luminosa, utilizando uma arquitectura muitíssimo simples - ver Braittenberg).

Asimov, um dos grandes nomes associados ao iní­cio da robótica propôs em 1940, três leis para a implementação de robôs:
1. Um robô não deve ferir o ser humano, ou através da sua inacção permitir que o ser humano fique numa situação de perigo;
2. Um robô deve obedecer às ordens dadas por um ser humano, excepto quando isto implicar o conflito com a primeira lei.
3. Um robô deve proteger a sua existência desde que isto não entre em conflito com a primeira e segunda leis.

É notável a força das coincidências. No dia em que resolvo entrar no mundo dos blogues, com o intuito de "falar" de ciência, da fí­sica à inteligência artificial, da relação que o Homem vem tendo com a máquina, da evolução das máquinas que são cada vez mais inteligentes (desde a máquina de café lá de casa até ao telemóvel) e de como ficarão cada vez mais parecidas com biologia que nos rodeia (do robô móvel humanóide às comunidades de microrobôs, capazes de colaborar entre si na execução de tarefas complexas). Mas, voltando às coincidências, no momento em que me sento para começar a escrever, oiço na tsf que Nova Iorque, Toronto e mais duas ou três cidadelas do continente americano, com meia dúzia de milhões de habitantes, estavam a sofrer um apagão.

Óbvio é, que se levantam imediatamente as hipóteses de atentado terrorista. A não ser que se trate de uma falha grave no gerador ou sistemas associados a este, não me passa pela cabeça que se deixasse passar em claro uma das regras de ouro dos sistemas eléctricos de distribuição de energia: a selectividade. Esta regra estipula que no caso de haver uma falha na rede de distribuição, esta deverá ser seccionada pelo equipamento de corte e protecção (disjuntores, fusí­veis, etc.) por forma a evitar a sua propagação ao resto da rede, nomeadamente aos ramais que estão acima na hierarquia da rede ou seja mais próximos da fonte e portanto mais crí­ticos (existem diversas publicações técnicas sobre estes assuntos às quais vos poupo).

Este corte envolve os sistemas de geração hidroeléctrica das cataratas de Niagara. Estas contéem em si, uma boa parte da história do início do transporte da energia eléctrica. Thomas Edison e Nicola Tesla dois dos grandes nomes associados à electricidade aplicaram os seus conhecimentos nessa irregularidade geológica por forma a permitir o transporte de energia eléctrica a grandes distâncias (utilizando a corrente alternada, uma invenção de Tesla). Antes disso, as cataratas só davam lucro turístico. Depois foram responsáveis pelo aparecimento de dois monstros económicos: a WestingHouse (sistemas de geração, electrónica de consumo, sinalização ferroviária, p.ex: em todo o norte de portugal) e a General Electric mais ou menos nos mesmos ramos de mercado (menos na produção de energia e mais na distribuição). As cataratas são hoje como se vê, um dos pontos mais críticos para mais de duas dezenas de milhares de pessoas e para uma das capitais do mundo civilizado. Nem o site da CNN ficou de pé para dar a notícia.
Esta dependência é um dos assuntos que pretendo focar nesta coluna, o conforto que as máquinas nos trazem e o vazio imenso que sentimos quando vemos que elas não estão sempre disponíveis acabando por sofrer com a sua inacção (e lá vai a 1ª lei de Asimov - que como é óbvio subverto pois ele referia-se aos robôs - por água abaixo).