16/08/2012
Por Karina Toledo
Agência FAPESP – Árvores de Decisão são ferramentas computacionais que conferem às máquinas a capacidade de fazer previsões com base na análise de dados históricos. A técnica pode, por exemplo, auxiliar o diagnóstico médico ou a análise de risco de aplicações financeiras.
Mas, para ter a melhor previsão, é necessário o melhor programa gerador de Árvores de Decisão. Para alcançar esse objetivo, pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos, se inspiraram na teoria evolucionista de Charles Darwin.
“Desenvolvemos um algoritmo evolutivo, ou seja, que mimetiza o processo de evolução humana para gerar soluções”, disse Rodrigo Coelho Barros, doutorando do Laboratório de Computação Bioinspirada (BioCom) do ICMC e bolsista da FAPESP.
Software desenvolvido na USP de São Carlos cria e seleciona programas geradores de Árvores de Decisão, ferramentas capazes de fazer previsões. Pesquisa foi premiada nos Estados Unidos, no maior evento de computação evolutiva (Wikimedia)
A computação evolutiva, explicou Barros, é uma das várias técnicas bioinspiradas, ou seja, que buscam na natureza soluções para problemas computacionais. “É notável como a natureza encontra soluções para problemas extremamente complicados. Não há dúvidas de que precisamos aprender com ela”, disse Barros.
Segundo Barros, o software desenvolvido em seu doutorado é capaz de criar automaticamente programas geradores de Árvores de Decisão. Para isso, faz cruzamentos aleatórios entre os códigos de programas já existentes gerando “filhos”.
“Esses ‘filhos’ podem eventualmente sofrer mutações e evoluir. Após um tempo, é esperado que os programas de geração de Árvores de Decisão evoluídos sejam cada vez melhores e nosso algoritmo seleciona o melhor de todos”, afirmou Barros.
Mas enquanto o processo de seleção natural na espécie humana leva centenas ou até milhares de anos, na computação dura apenas algumas horas, dependendo do problema a ser resolvido. “Estabelecemos cem gerações como limite do processo evolutivo”, contou Barros.
Inteligência artificial
Em Ciência da Computação, é denominada heurística a capacidade de um sistema fazer inovações e desenvolver técnicas para alcançar um determinado fim.
O software desenvolvido por Barros se insere na área de hiper-heurísticas, tópico recente na área de computação evolutiva que tem como objetivo a geração automática de heurísticas personalizadas para uma determinada aplicação ou conjunto de aplicações.
“É um passo preliminar em direção ao grande objetivo da inteligência artificial: o de criar máquinas capazes de desenvolver soluções para problemas sem que sejam explicitamente programadas para tal”, detalhou Barros.
O trabalho deu origem ao artigo A Hyper-Heuristic Evolutionary Algorithm for Automatically Designing Decision-Tree Algorithms, premiado em três categorias na Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO), maior evento da área de computação evolutiva do mundo, realizado em julho na Filadélfia, Estados Unidos.
Além de Barros, também são autores do artigo os professores André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, orientador da pesquisa no ICMC, Márcio Porto Basgalupp, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), e Alex Freitas, da University of Kent, no Reino Unido, que assumiu a co-orientação.
Os autores foram convidados a submeter o artigo para a revista Evolutionary Computation Journal, publicada pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). “O trabalho ainda passará por revisão, mas, como foi submetido a convite, tem grande chance de ser aceito”, disse Barros.
A pesquisa, que deve ser concluída somente em 2013, também deu origem a um artigo publicado a convite no Journal of the Brazilian Computer Society, após ser eleito como melhor trabalho no Encontro Nacional de Inteligência Artificial de 2011.
Outro artigo, apresentado na 11ª International Conference on Intelligent Systems Design and Applications, realizada na Espanha em 2011, rendeu convite para publicação na revista Neurocomputing.
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NOTA DESTE BLOGGER:
Parabéns aos cientistas brasileiros por este feito. Fiquei na dúvida quanto à inspiração da teoria evolucionista de Charles Darwin para o desenvolvimento de um algoritmo que mimetiza a evolução humana para a soluções de problemas.
Razão? Os processos evolucionários darwinistas, como a seleção natural, são cegos, aleatórios e nada prevêem a favor ou contra as formas biológicas. Não há teleologia. Não fazem decisões. Não sabem quantas gerações servem de limites evolutivos.
O consenso científico atual é de que o design encontrado na natureza é ilusório, mas a biomimética e estes pesquisadores foram buscar inspiração na natureza e que podemos aprender com ela? Além disso, a ciência, em que pese a multiplicidade de pesquisas desde 1859, ainda não sabe como se deu/se dá/se dará a evolução humana.
QED: a pesquisa está muito mais inspirada no Design Inteligente (os pesquisadores [designers???] elaboraram um algoritmo injetando informação matemática para atingir determinadas soluções) do que em Darwin que rejeitou uma ação teleológica guiando o processo evolucionário.
Fui, pois a Lógica Darwinista 101 é assim mesmo: um aglomerado de ideais que se contradizem...
Razão? Os processos evolucionários darwinistas, como a seleção natural, são cegos, aleatórios e nada prevêem a favor ou contra as formas biológicas. Não há teleologia. Não fazem decisões. Não sabem quantas gerações servem de limites evolutivos.
O consenso científico atual é de que o design encontrado na natureza é ilusório, mas a biomimética e estes pesquisadores foram buscar inspiração na natureza e que podemos aprender com ela? Além disso, a ciência, em que pese a multiplicidade de pesquisas desde 1859, ainda não sabe como se deu/se dá/se dará a evolução humana.
QED: a pesquisa está muito mais inspirada no Design Inteligente (os pesquisadores [designers???] elaboraram um algoritmo injetando informação matemática para atingir determinadas soluções) do que em Darwin que rejeitou uma ação teleológica guiando o processo evolucionário.
Fui, pois a Lógica Darwinista 101 é assim mesmo: um aglomerado de ideais que se contradizem...
