Tese desenvolvida no ICMC é premiada no Congresso Brasileiro de Inteligência Computacional

Facilitar a separação e classificação de clientes em uma loja ou de pacientes diagnosticados com uma doença em uma clínica médica ou um hospital. Essas são algumas das possíveis aplicações para as técnicas de agrupamento de dados desenvolvidas por Thiago Covões durante seu doutorado no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos.

Financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), o trabalho Algoritmos evolutivos para modelos de mistura de gaussianas em problemas com e sem restrições recebeu o prêmio de melhor tese de doutorado no Concurso de Teses e Dissertações do 12º Congresso Brasileiro de Inteligência Computacional, realizado de 13 a 16 de outubro, em Curitiba. Atualmente, Covões está realizando pós-doutorado na USP, em Ribeirão Preto, também na área de inteligência computacional.

Possíveis aplicações - No caso de uma grande loja, um desafio comum a ser enfrentado é a identificação automática de grupos em milhares de clientes baseando-se, por exemplo, em suas informações sociodemográficas. Com tantos registros e novos cadastros sendo gerados a todo instante, o processo de agrupamento pode se tornar computacionalmente complexo e quase impossível de ser realizado. Uma das vantagens das técnicas criadas por Covões é possibilitar a classificação online desses dados: “Trabalhando de forma online, o computador passa a processar localmente um conjunto menor de dados e o consumo de memória da máquina é menor”. 

As técnicas desenvolvidas por Covões envolvem algoritmos – sequências de comandos passadas para um computador a fim de definir uma tarefa. Nesse caso, foram utilizados algoritmos evolutivos, que possuem como característica particular analisarem, simultaneamente, mais de uma solução para um determinado problema. “Essa foi a maior dificuldade durante a pesquisa, pois os algoritmos evolutivos geralmente são muito custosos computacionalmente. Na tese, consegui mostrar que é possível desenvolvê-los de forma que sejam competitivos com outros algoritmos que costumam ser usados para o problema”, revela o pesquisador. 

Uma das vantagens das técnicas criadas na pesquisa é possibilitar que um usuário forneça informações ao sistema antes de realizar a separação dos dados, por meio de restrições. Dessa forma, uma das técnicas pode, por exemplo, auxiliar a identificação de subdivisões em pacientes diagnosticados com câncer ou algum outro tipo de doença. Segundo o pesquisador, essas mesmas técnicas podem ser aplicadas em outras esferas como no processamento de imagens ou no reconhecimento de voz.

No doutorado, Covões foi orientado pelo professor Eduardo Hruschka, do ICMC: “O professor foi fundamental no trabalho, acompanhou tudo de perto. Nós discutíamos os algoritmos em detalhes e conversávamos bastante sobre cada etapa do trabalho”. Além disso, o professor também orientou Covões em seu mestrado no ICMC e durante sua iniciação científica, realizada na Universidade Católica de Santos (UNISANTOS), onde o estudante se graduou em Ciências de Computação. 

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Doutorando do ICMC ganha prêmio internacional por novo método que classifica textos

Técnica desenvolvida por estudante foi premiada em uma das maiores conferências de linguística do mundo

Rafael Rossi e Solange Rezende receberam prêmio por artigo científico 

Imagine que você é dono de uma empresa e quer medir o grau de satisfação dos seus clientes nas redes sociais. Como filtrar rapidamente, entre milhares de publicações, os comentários positivos e negativos sobre sua marca? Uma técnica desenvolvida por um aluno de doutorado do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, promete facilitar esse trabalho. 

O criador do modelo, Rafael Rossi, escreveu um artigo científico mostrando os resultados obtidos e foi um dos dois premiados na 16th International Conference on Intelligent Text Processing and Computational Linguistics, uma das principais conferências de linguística e mineração de textos do mundo, realizada em abril, no Egito. Foram 62 países participantes e 329 artigos enviados à conferência. Apenas 95 deles foram aceitos e destes, dois premiados. 

Para identificar quantas pessoas estão elogiando ou criticando um produto em uma rede social, por exemplo, basta o empresário selecionar alguns comentários bons e outros ruins sobre sua empresa. Com a técnica criada por Rossi, é possível identificar os termos utilizados pelos usuários nesses comentários e classificar, automaticamente, todos os demais depoimentos em positivos ou negativos. 

Para tornar essa classificação viável, o doutorando desenvolveu um algoritmo, uma sequência de comandos que é passada para o computador a fim de definir uma tarefa. Nesse caso, a tarefa é classificar textos baseando-se em uma rede de termos. Com esse algoritmo, é possível rotular e organizar uma grande quantidade de textos a partir de poucas unidades previamente classificadas. “Hoje em dia, com a grande quantidade de textos encontrados em diversos tipos de plataformas, é humanamente impossível organizar, processar e extrair conhecimento de todos eles”, conta o estudante, que é bolsista da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

Foco no que interessa – A grande quantidade de informações a que um leitor está exposto quando realiza uma simples pesquisa na internet muitas vezes atrapalha e desvia seu foco. O modelo proposto por Rossi contribui para agilizar e facilitar esse processo.

“O diferencial do trabalho é que ele não considera apenas a frequência dos termos nos documentos, que é o mais comum nesse tipo de pesquisa. Leva-se em conta também a relação entre termos para realizar a classificação dos textos”, explica a orientadora do projeto, Solange Rezende, do ICMC. A professora diz ainda que, dessa forma, o que não é de interesse do leitor é automaticamente descartado. No trabalho, Solange e Rossi contam ainda com o apoio do professor Alneu Lopes, também do ICMC.

Outra possível aplicação do método é na organização de uma biblioteca virtual. O algoritmo consegue identificar e organizar os gêneros de uma grande quantidade de livros através de termos retirados de alguns exemplares anteriormente classificados. Assim, a separação dos livros por temas é facilitada.

O doutorando, que recebeu o prêmio pelo artigo Term Network Approach for Transductive Classification, defenderá sua tese nos próximos meses no ICMC.

Texto: Henrique Fontes – Assessoria de Comunicação ICMC/USP

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Aluno do ICMC desenvolve técnica capaz de gerar automaticamente conteúdo para jogos

Pesquisa mede também o grau de imersão dos usuários, analisando os níveis de diversão, atenção e dificuldade experimentados durante as fases de um jogo

Tela do jogo usado pelo mestrando para testar o modelo criado

Desde criança, o aluno de mestrado do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, Lucas Ferreira, era um apaixonado por games. O gosto pelos jogos cresceu junto com ele e, hoje, ele aplica sua paixão pelo mundo virtual na criação de novos desafios para os amantes de jogos eletrônicos. O trabalho do estudante, no qual são geradas automaticamente fases dentro de um game, faz parte de sua dissertação de mestrado, que será defendida em breve no Instituto.

Ferreira desenvolveu um algoritmo, uma sequência de comandos que é passada para o computador a fim de definir uma tarefa, capaz de gerar automaticamente conteúdo e novos níveis dentro de um jogo. O game utilizado para testar seu modelo durante o mestrado foi o Angry Birds. “A gente procurou um contexto em que alguns estudos ainda não haviam sido aplicados. Como o Angry Birds é baseado em física, ele nos traria diversos desafios para gerar conteúdos”, diz o estudante.

O estudo desenvolvido pelo mestrando foi criado para analisar a interação dos jogadores com as fases geradas. “Nossa ideia era medir o grau de imersão dos usuários, descobrir se eles perderam a noção do tempo durante o jogo, esquecendo-se do mundo. Esses são alguns dos principais sentimentos que a indústria de jogos quer promover nos jogadores”, explica o mestrando.

Para obter essas informações, o aluno criou um questionário para que os usuários, após terem jogado algumas fases, pudessem responder e dar um feedback ao desenvolvedor, opinando sobre o nível de diversão, dificuldade e interação experimentados. Com essas respostas, é possível comparar as fases geradas pelo aluno com as do jogo original.

Antes de iniciar seu mestrado no ICMC na área de Geração Procedural de Conteúdo, Ferreira trabalhava em uma empresa de jogos australiana no formato de home office e essa experiência contribuiu muito para seu mestrado: “Eu consegui aliar a experiência de jogador e desenvolvedor, o que me ajudou bastante a criar mais rápido o jogo utilizado nos experimentos. Se eu não tivesse essa experiência, teria sido muito mais difícil”.

O trabalho, que começou há cerca de dois anos, está sendo orientado pelo professor Claudio Toledo, do ICMC. O docente já havia atuado anteriormente na área de games, quando foi orientador de uma iniciação científica no Instituto, a qual desenvolveu algoritmos baseados em computação evolutiva para inteligência artificial do jogo.

Toledo diz que a execução de todas as etapas, tal como realizado no trabalho de Lucas, é algo difícil de ser encontrado: “Nós geramos conteúdo, avaliamos a jogabilidade e fizemos testes com humanos. Fechamos essas três etapas. Dificilmente você vê pesquisadores, mesmo no exterior, terminando esses três passos na área de geração de conteúdo. Essa foi a principal contribuição do projeto”.

Professor Cláudio (à esquerda) e Lucas: trabalho abarcou geração de conteúdo, avaliação e testes

Além de desenvolver conteúdos para diversão, o orientador diz que essa técnica pode ser utilizada em outras áreas. Ele conta que é possível, por exemplo, usar o modelo na recuperação de pessoas com algum tipo de lesão, tratamento de fisioterapia ou, então, ajudar idosos a combater doenças que vêm com a idade, fazendo com que eles se movimentem e exercitem a memória e a atenção. Com isso, seria possível um tratamento de baixo custo nos hospitais públicos. Com todas essas ideias em mente, o professor busca atrair parcerias com empresas para realizar pesquisas nesta área, além de novos talentos para o ICMC.

Mais de uma centena de pessoas já jogaram as fases desenvolvidas pelo aluno de mestrado, oriundas de vários lugares do mundo. Quem desejar passar pela experiência, basta clicar aqui.  As pesquisas desenvolvidas já resultaram em dois artigos aceitos em congressos internacionais. No momento, o estudante está escrevendo um artigo final com todo o resultado de seu mestrado para a revista Evolutionary Computation, do Instituto de Tecnologia de Massachussets (MIT). Em setembro, Lucas irá fazer doutorado na Universidade da Califórnia na mesma área de atuação.

Texto: Henrique Fontes - Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

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