o-teste-de-Turing

A figura seguinte consiste num conjunto de meshes discretos que possuem os pontos de controlo definidos de acordo com as exigências de deformabilidade na representação de imagens volumétricas cardiovasculares. Representa duas superfícies. O endocardio (superfície interna) e o epicardio (superfície externa). Foi desenvolvido no INRIA no âmbito do projecto EPIDAURE (desenvolvimento de técnicas de processamento de imagens volumétricas para a medicina)

A figura seguinte consiste numa visualização da seguinte função algébrica:

(x^2+y^2+z^2+2*y-1)*((x^2+y^2+z^2-2*y-1)^2-8*z^2) +16*x*z*(x^2+y^2+z^2-2*y-1)=0

A utilização de superfícies deformáveis é essencial em aplicações que envolvam imagens volumétricas pela sua capacidade de se ajustar a contornos 3D ou por permitir a quantificação de deformações em imagens obtidas a partir de um volume real. Dependendo da forma como o armazenamento dos dados volumétricos está organizada, o que depende na maior parte das vezes da tecnologia utilizada na aquisição de dados, poderá ser mais ou menos adequada a utilização de um ou outro tipo de função para a representação das superfícies. O tipo de representação utilizado deverá também estar relacionado com a necessidade que existe na aplicação, de medir distâncias, calcular volumes ou de visualizar graficamente os dados.

A figura seguinte consiste numa visualização do seguinte polinómio de suporte finito:

81*(x^3+y^3+z^3)-189*(x^2*y+x^2*z+y^2*x+y^2*z+z^2*x+z^2*y)+
54*(x*y*z)+126*(x*y+x*z+y*z)-9*(x^2+y^2+z^2)-9*(x+y+z)+1

Este fim de semana estive refugiado em duas actividades: leituras de jornal e leituras. Agora que volto à rede fico feliz por ver que o Ricardo (que desapareceu pouco depois de o teste de Turing aparecer) está de volta no Ciência na Blogosfera Portuguesa. Mesmo que não tenha muito tempo é bom ver mais um esforço por pôr ciência na blogosfera.

Adicionei algumas fotografias nos últimos posts sem indicar proveniência e sem anexar qualquer explicação. Neste mostrei-vos uma escultura de Rebecca Horn (Concert for Anarchy - 1990) que está exposta na exposição permanente da Tate Modern de Londres (entrada gratuita). No post seguinte mostrei-vos um trabalho (CLIMBER) do Instituto de Sistemas e Robótica de Coimbra que consiste num robô para navegação vertical ou invertida em superfícies rugosas.

Ainda noutro post trouxe-vos uma fotografia de um trabalho de Zadok Ben-David um escultor do Yémen a viver em Londres do qual tive oportunidade de conhecer algumas obras na Bienal de Cerveira (que este ano fez 25 anos). As suas obras chamaram-me a atenção graças à composição de objectos complexos (e.g. árvores) utilizando desenhos de corpos humanos como padrão.

A propósito da Bienal, estava lá também uma escultura de Silvestre Pestana que serviu de capa a um livro da colecção ciência aberta que li este fim de semana (e que recomendo vivamente). Escrito por cientistas incontornáveis (entre os quais três prémios Nobel), coordenado e traduzido por três cientistas brilhantes da Universidade de Coimbra (entre eles o Prof. João Filipe Queiró que é aquele que, não me canso de o dizer, é a minha referência como professor - acho que muitos outros deveriam assitir às suas aulas só para aprender a ensinar, ver como é que se faz!). Enfim uma belíssima obra sobre as fronteiras do conhecimento científico actual.

Por vezes a ciência tem destas coisas. Estamos a trabalhar intensamente num determinado assunto e quando paramos e olhamos à volta parece que estivemos num filme de ficção. O artigo a que me refiro vem no último da IEEE Intelligent Systems e começa assim:

"Are there cyborgs in our future? Direct human participation in deep-space exploration might be impossible unless we incorporate intelligent systems into our bodies."

E lá pelo meio estão observações muito relevantes como:

"For long-duration space missions, we must approach Borgification from two directions:

- Machines, as we know them today, must become more biological in certain respects. They must possess functionalities such as self-repair and self-defense, for example. (Scientists at NASA's Jet Propulsion Laboratory are already working on systems that can train themselves to become new circuits.) Not just when the machines are in use, but also as they are created and decommissioned, processes must be more biological—that is, more like growing and recycling than manufacturing and discarding.
- Bodies, as we know them today, must become more machine-like in certain respects. We are already on that path, but taking it further, wouldn't it be nice, for example, to fix our bodies so that radiation and low gravity do less harm? Computational technology also holds great and perhaps more immediate promise, for instance, using artificial intelligence technologies inside us."

O artigo está diponível online.

Para quem não tem essa noção, fica aqui um dado importante: um computador actua de forma determinística! Para que fique claro, aquilo a que se chama computador não passa de um sistema estruturado que integra uns milhões de transístores, alguma mecatrónica (cada vez menos felizmente). Serve esta afirmação para que se saiba que, regra geral, todo e qualquer "crash" na execução de um programa informático se deve provavelmente a uma (ou ambas) das seguintes razões: ou o problema está algures entre o teclado e a cadeira (por vezes custa a admitir mas é uma realidade!) ou passa-se algo com o "software". E aqui é que aparece a diferença entre os sistemas de operação. Há que considerar três hipóteses (eu sei que há mais mas menciono apenas aquelas que podem ter interesse para utilizadores particulares e pequenas organizações em máquinas Intel ou AMD): freeBSD (ou openBSD), Linux, Windows (por ordem alfabética). A diferença entre cada um dos sistemas de operação citados é abismal. Na página do openBSD a primeira frase é: "Only one remote hole in the default install, in more than 7 years!". Digamos que o facto de o departamento de defesa norte americano o adoptar como base para os seu sistemas diz qualquer coisa. Na escala de fiabilidade este é "rocket proof". Pode olhar-se para ele como se fosse um componente de "hardware" com uma elevada disponibilidade e com interfaces de rede que são virtualmente impenetráveis (a parte de desenvolvimento criptográfico é feito no Canadá devido às restrições legais existentes nos Estados Unidos). A origem destes sistemas (BSD) deu-se na Universidade de Berkeley como um projecto académico para criar servidores de rede seguros. O Linux por sua vez surgiu da implementação de um kernel semelhante ao UNIX para computadores pessoais. Sendo semelhante ao UNIX permitiu a utilização de software multi-processo de forma preemptiva (i.e. o sistema operativo pode cancelar a execução de um processo). Isto numa altura em que a MSoft tinha o windows 3.1 (cooperativo, ou seja bastava que qualquer processo bloqueasse para que fosse necessário reiniciar o sistema!). No que toca à robustez o linux (e atenção, linux é o kernel, i.e. é o núcleo do sistema operativo e isso nada tem que ver com o software de interface gráfico, suites de office, etc.) este é "bullet proof". Se os milhares de aplicações que vêm nas distribuições não chegarem, então existem repositórios de software como o freshmeat ou o sourceforge.

A fiabilidade dos sistemas até aqui descritos emerge quase exclusivamente da abertura do código fonte. Claro que isto diz pouco ao utilizador final, mas vejamos as coisas desta forma: se alguém que sabe efectivamente programar detectar um erro no Linux, poderá abrir o código fonte, analisá-lo e propôr ou fazer alterações. Isto é, existe a possibilidade de estabelecer essa relação "causa - efeito" para cada erro ou falha de forma determinística, como o é para a detecção de um problema num sistema electrónico ou mecânico.

E é aí que entra o windows! Quando existe uma falha num sistema operativo windows a única coisa que poderá acudir é a religião! O ciclo de desenvolvimento é lento e bem pago por milhões de utilizadores em todo o mundo que só têm direito à correcção dos erros que são incluídos com o sistema operativo (no caso do windows há quem lhe chame vírus) muitas vezes na próxima versão! É a diferença entre haver alguém que detecta um erro, envia a descrição deste para uma "buglist" havendo um programador que analisa e resolve o problema ou clicar no send report do windows XP e ficar à espera!

Mas por vezes questiono-me se a malta que usa linux, BSD ou outros, tem mesmo que andar a fazer algum tipo de publicidade ou propaganda a favor disto ou daquilo... afinal a mim, basta-me saber que há alguém que para fazer o mesmo que eu tem que pagar, e pagar e reiniciar e reiniciar... Enquanto isso eu faço o meu trabalhinho e fico com imenso tempo livre para fazer o que me apetecer. Por vezes sabe bem nem publicitar. Quem quiser sofrer que sofra, desde que seja de livre e espontânea vontade, estamos num país livre!

Como é óbvio há mais gente a pensar nisto e a utilizar sistemas não windows. O João da aba de Heisenberg refresca uma notícia (que eu já tinha referido aqui) acerca de um golpe para a MSoft que se deu na cidade alemã de Munique. Ou o autor do abundante tempo livre que usa uma das melhores distribuições de que há memória.

Para acabar e ilustrar exactamente aquilo que penso e porque é que penso assim aqui vai uma memória não muito remota de uma apresentação a que assisti de uma empresa chamada National Instruments de um sistema embebido para indústria a correr em tempo real baseado em windows. Claro que quando ouvi isto esbocei um sorriso e fiquei à espera da demonstração. Gerir processos em tempo real com software windows, exige comprar uma placa PCI da National Instruments. E o que faz a tal placa? Pois aí é que o sorriso passa a gargalhada contida. A placa é um computador embebido que está a correr um sistema operativo de tempo real controlando o processo. Aqui o windows só está a ocupar a máquina principal por razões que ninguém consegue explicar. Cómico.

Os Stones tocaram em Coimbra. Foi, como me diz grande parte dos meus amigos, um evento! Coimbra esteve em polvorosa, parece que os extraterrestres vieram à Terra e escolheram Coimbra para o encontro (aliás a forma do estádio nunca me enganou). No entanto tenho-me entretido a responder-lhes que não conheço músicas interessantes nos albuns mais recentes desses avozinhos e que ainda há menos de três meses me lembro de os ver a ombrear nos escaparates das discotecas com outras estrelas do "nosso tempo" como o Paco Bandeira ou o Elvis todos à venda por preços não superiores a 2.99€. Mas adiante.
Há um jogo que me entretinha a jogar quando era mais novo e ao qual volto de quando em vez. Olhe-se para um calhau (não é nenhum trocadilho) e pense-se há quanto tempo existe, há quanto tempo foi formado e as eras pelas quais passou. Se ainda não chegar olhem para as estrelas imaginem a distância a que estamos delas e tentem localizar-se em termos de dimensão, i.e. comparem o nosso tamanho com a distância da Terra às estrelas. É suposto que a primeira nos faça sentir efémeros, não há nada que possamos fazer, construir, deduzir ou inventar que se mantenha intacto por tempo comparável à idade de um qualquer calhau. A segunda é suposto fazer-nos sentir insignificantes do ponto de vista do tamanho.
A seguir pense-se na dimensão de um átomo de hidrogénio (dezenas de picómetros) e na duração de um ciclo na ressonância de um átomo de césio (freq=9,192,631,770 Hz). Pois é! Parece que a dimensão a que nos habituamos está algures pelo meio. E tudo o que conhecemos e percebemos, tendemos a enquadrá-lo na nossa escala. Este assunto anda também a ser tocado noutras paragens como no uni-verso ou no abundante tempo livre (mais um utilizador de debian (!)).
Mas tentemos pensar em "tempo" (navegando pela blogosfera apercebemo-nos de que a falta dele é claramente um dos assuntos mais referidos).
O NIST prepara-se para lançar um novo sistema para medição do tempo. Algo com uma precisão tão elevada e da qual a incerteza só alcança um segundo ao fim de 15 biliões de anos. Parece inútil? Claro que não o é! Obviamente não o vamos querer para relógio de pulso mas para aplicações como o GPS, nas quais deslizes de sincronismo entre satélites têm um efeito devastador na dispersão da medida da posição, o que leva à incerteza que esse cálculo tem hoje (pode chegar aos 40m quando exclusivamente baseada em satélites ou visto de outra forma, um erro de 1 milésimo de segundo pode equivaler a um erro de 300 km na estimativa da posição). Mas a nossa obcessão pela medida do tempo vem desde as clepsidras utilizadas na antiga grécia como forma de dar tempos iguais para argumentação na resolução de conflitos, desenvolveu-se a par com o desenvolvimento da navegação marítima (importante no cálculo de estimativas da posição e logo no seguimento de rotas) e agudizou-se com os tempos modernos (transportes, indústria e comércio). No London Science Museum está exposto um interessante equipamento que à primeira vista é um vulgar armário de cozinha mas que consiste nem mais nem menos do que no primeiro relógio atómico utilizado para sincronismo radiofónico (na BBC).
from London Science Museum:
"The Greenwich Time Service began broadcasting radio signals at precise frequencies from its quartz clocks in 1944 but the BBC "pips", which began in 1924, were still produced by pendulum clocks until 1949. The speaking clock, which had been operating since 1936, switched to quartz technology in 1964. The change reduced its possible error from 0.1 seconds to 0.005 seconds and meant that it only had to be compared with the Greenwich clocks once every day instead of once every hour.

Improvements in electronic technology enabled quartz clocks to become smaller. By 1961, portable quartz clocks were being produced for navigation purposes and today, quartz crystals are found in most wristwatches."

Este foi instalado no Royal Greenwich Observatory o que fez com que o meridiano de referência passasse a ser exactamente aquele que passa por lá o que por sua vez deu origem ao GMT (Greenwich Mean Time).

Esta exposição acerca do tempo e da escala vem a propósito de uma questão que ando a tentar explorar que é a seguinte: a espécie humana está habituada à sua escala temporal, e a aprender, ensinar e consequentemente evoluir nessa escala, que consiste numa esperança de vida e num ritmo de aprendizagem bem definidos. No entanto se olharmos à volta vemos sociedades biológicas com escalas temporais muitíssimo diferentes e que executam tarefas de uma enorme complexidade de forma muitíssimo evoluída (e.g. insectos, aves ou peixes) em escalas temporais diferentes.

Na robótica actual existe muita gente a pensar na "brain part" que evoluiu de um rudimentar "sense -> plan -> act" para sistemas cada vez mais semelhantes ao que conhecemos dos sistemas biológicos (aprendem, evoluem e adaptam-se). No entanto quando é necessário desempenhar optimizações em ambiente não estruturado as coisas normalmente "dão para o torto". Existem soluções como o Q-Learning ou (para situações mais estruturadas) as cadeias de Markov. Mas não conseguimos definir formas de adaptabilidade semelhantes às biológicas, ponto! E claro que não me refiro a swarm inteligence ou a optimização utilizando algoritmos genéticos! Isso é mesmo demasiado simples! Refiro-me à diferença no que toca às capacidades de adaptabilidade da velha raposa, do velho índio (ou experiente gestor de um banco) ou do velho colibri relativamente à raposa nova, ao novo índio (ou ao inexperiente gestor de um banco) ou ao novo colibri.

Tratam-se de adaptações que estão intrinsecamente ligadas ao ambiente envolvente. Ora, a única forma de optimizar o tempo de aprendizagem, será a criação de um conjunto de regras (que na natureza são consideradas instintos) e que integram um conhecimento muito completo acerca do ambiente envolvente e que funcionam como as condições iniciais para o processo de aprendizagem. Na espécie humana este domínio é particularmente complexo e está intimamente ligado por exemplo às referências culturais, crenças religiosas e uma complexa teia de relações com o meio envolvente que inclui não só variáveis ambientais mas também outros agentes que agem de forma semelhante - i.e. com a mesma base - (ver p.ex. uma referência da formiga) e à educação dos primeiros anos/meses de vida. Transpôr qualquer processo de aprendizagem e ou adaptação para uma máquina e tentar mudar a escala implica a implementação de uma aprendizagem complexa no que toca às interacções com o ambiente e que deverá permitir extrair vantagens de uma contínua exposição a essas interacções. Depois de se conseguir alcançar um sistema capaz de fazer isto há um longo caminho a percorrer se quizermos fazer aquilo que queremos sempre: mudar a escala. E se conseguirmos, aí sim teremos a possibilidade de utilizar robôs autónomos verdadeiramente evolutivos e inteligentes em tarefas de que nos queremos livrar e aí sim abrir-se-á a possibilidade de termos máquinas definitivamente mais inteligentes do que (alguns) humanos em contraponto com os cepos carregados de processadores, altamentes especializados que somos capazes de produzir hoje em dia (refiro-me p.ex. ao deep blue).
Até lá, vamos continuar a ver fenómenos como os Stones que, goste-se ou não, vivem com um ritmo que parece não ser à escala humana...

"If we can't do it with this, does it worth to try it with an artificial one?"

Fica-se tonto com o que se vê quando se olha para algumas notícias da imprensa. A grande reportagem vai ser escortaçada e metida entre as páginas de um jornal ao estilo "revista de jornal"... A referência jornalística é assim diluída noutros jornalismos (o raio da entropia!). Esperemos que nunca decaiam naquilo que nos é descrito pela expansao vertiginosa relativamente a um artigo do Público (de 11-09-03) em que se dizia que Oppenheimer era alemão.... ó santo google, dai algo a estes jornalistas! "Aqui está querido discípulo": um link, dois links, três links (este último particularmente completo).
Isto e a revista do expresso que nos trouxe uma daquelas reportagens que fazem passar uma imagem altamente estereotipada de quem é e o que faz um investigador científico. E ainda bem não fui só eu que vi e me irritei com isso (ver a opinião da Isabel da aba de Heisenberg sob o título "A ciência e os media").
A outra má notícia é que a AntColony mudou-se de armas e bagagens para fora da log-land. Acabou em grande, passa a ideia de que aquele weblog marcou um ciclo. Não quero acreditar que a formiga não volte. Devidamente aplicada a metamorfoze e com um ritmo de post mais lento (há outras coisas de que se faz uma vida) esperamos todos pelo regresso do estudo da complexidade essa ciência que começa onde todas as outras têem dificuldade em se movimentar. Tenho a certeza de que aquela fonte tem ainda muito para dar.
Mas não se trata só de agruras... enquanto estava a jantar ouvi na rádio um programa com música do melhor que se faz por aí. Minutos maravilhosos. Qual não é o meu espanto quando estou a bater à porta para "postar" isto, eis que me aparece na barra esquerda do www.blogger.com o nome do programa que tinha estado a ouvir. E sim, o(s) rapaz(es) tiveram o bom senso de criar um log para o programa, que vale a pena nem que não seja para se ter o luxo de ver algumas escolhas de muita qualidade que vêm de fora, muito fora do mainstream. Chama-se Vidro Azul. Entretanto o top do "jumpoutsideoftheweb-log-land" está a ser conseguido pelos geniais senhores do gato fedorento. Como eles próprios se apresentam: "a dupla acerca de quem o Seinfeld disse: 'nunca ouvi falar'" são sem dúvida uma referência na crítica perficaz a tudo o que mexe (ok... e a tudo o que não mexe).

Na minha recente visita a Guimarães fiquei maravilhado com a capacidade de implementação da escola de engenharia da Universidade do Minho. A par com o desenrolar da Eurosensors (uma organização exemplar), exposeram dois dos seus robôs desenvolvidos para praticar futebol robótico. Acreditem, não se tratam de brincadeirazinhas de alunos de terceiro ano (embora como é óbvio eles também possam ajudar e com isso aprender a uma velocidade e profundidade maiores). Aquilo são projectos com "cabeça, tronco e membros" ... bem talvez seja mais correcto dizer "visão panorâmica, PC embebido + sensores e actuadores" que se integram numa plataforma holonómica (pode deslocar-se em todas as direcções independentemente da sua orientação) bem adaptada à prática de futebol. Boa sorte e que não sejam atacados pelos males das equipas de futebol humano! Mas como se não bastasse fiquei a saber que existe uma ligação entre a UM e o DIMES! E que seguem a bom ritmo alguns trabalhos na área das microantenas e microsensores desenvolvidos em Portugal ao abrigo dessa ligação. Exemplar!
De volta ao laboratário dou com os alunos deste ano a irem-se embora, aos poucos. Uma entrevista aqui, um estágio ali e o sentimento que tenho, desculpem-me, é: preferia que contribuissem para a estatística do "brain drain" e que tivessem oportunidade de aplicar a sua capacidade intelectual em desenvolvimento cientí­fico ou tecnológico (mesmo que fosse lá fora) do que como acaba por acontecer em grande percentagem das vezes irem desempenhar funções comerciais numa qualquer multinacional a escoar aqui para a terrinha. É minha sincera convicção que não vale a pena continuar a formar cegamente umas centenas de milhar de estudantes contribuindo para uma qualquer estatí­stica quando invariavelmente acabam por se desiludir pelo baixo ní­vel de exigência intelectual com que se deparam nos empregos na nossa realidade industrial e empresarial. É uma dura realidade.
A dispersão de fundos para o ensino superior leva-nos invariavelmente a perguntas do tipo:
Afinal para que é que serve o ensino superior politécnico? Eu estudei num politécnico (e a seguir numa universidade) e garanto-vos que pelo menos no caso que conheci (e acredito ser a generalidade pois tenho muitos colegas e amigos a leccionar em politécnicos por esse paí­s fora) o ensino que se pratica não difere em nada daquele que se pratica nas universidades a não ser no facto de os ní­veis de exigência serem consideravelmente mais baixos. Preparação técnica? ZERO! Ensina-se mais prática num curso universitário do que em muitos cursos politécnicos! Esqueçam a utopia que foi o ensino politécnico e pensem nisto: a Suíça tem duas escolas de referência a ní­vel mundial nas quais investe uma boa fatia do orçamento nacional para a educação e que atraem alunos de todo o globo fazendo investigação aplicada de referência, inúmeras vezes para benefí­cio de empresas de todo o mundo. Portugal desinveste (um aluno do secundário custa ao estado mais do que um aluno na universidade(!)) e enterte-se a dispersar investimento por mais de uma dúzia de politécnicos e uma mão cheia de universidades que de forma empenhada trabalham para a criação de uma estatí­stica (percentagem de alunos licenciados) e que não contribuem regra geral para o progresso da nossa indústria (tanto tradicional como tecnológica) por culpa, tanto da indústria como das universidades e politécnicos. Claro que algo de errado se passa, toda a gente o vê mas ninguém quer fazer nada com medo de perder o seu lugar ao sol (mais sabendo-se como são feitas algumas avaliações "científicas"). O que se nota é que não existe capacidade de elaboração de projectos de maior dimensão pois o pouco que calha à ciência é para dividir pela rede de instituições de ensino superior! Um grande amigo meu, agora a trabalhar em Lion, disse-me uma vez há alguns anos quando discutí­amos este assunto numa mesa de café: "We must do something about it!" já com laivos de ironia de quem se estava a preparar para dar o salto. Sem palavras... É preciso ter uma grande paixão para ficar e continuar a lutar por algo em que já ninguém acredita: a ciência feita, desenvolvida e aplicada em Portugal.

Devo sublinhar, para que isto não despolete um daquelas discussões sobre politécnicos e universidades, que acho que nem tudo é mau e que existem politécnicos que estão muito próximos do exemplo a seguir, ajustados às necessidades (e.g. Leiria que criou cursos muito direccionados para exigências reais da região e não só). Acho é que talvez não se perdesse nada se fossem menos e com maior capacidade de desenvolvimento e isto julgo, aplica-se a instituições que trabalham em ciências puras (tarefa que caberia às universidades mesmo que esta investigação não contribua directamente para o desenvolvimento do tecido empresarial ou industrial) ou aquelas que trabalham em ciência aplicada (que deviam ser os politécnicos mas que como reafirmo apenas fazem o que fazem as universidades mas pior...).

Sei, como todos sabemos, que o problema não é assim tão simples mas às vezes uma pessoa tem que descarregar por algum lado!