Inteligência Artificial

Inteligência Artificial

A linha de pesquisa de Inteligência Artificial investiga e desenvolve artefatos computacionais que possuam características associadas às habilidades envolvidas com a inteligência. Tais habilidades incluem a representação de conhecimento, a percepção e atuação em um ambiente, o raciocínio e explicação do processo de tomada de decisões, o aprendizado a partir de experiência e a partir de interações com o ambiente, a manipulação e criação de abstrações, a aquisição e manipulação de linguagem, e a adaptação de conhecimento para ajustar-se a novas situações. Considerando a abrangência das possibilidades de atuação dos métodos de IA em diversas áreas sensíveis, a linha de pesquisa também investiga os aspectos de ética, responsabilidade e confiabilidade dos sistemas de IA, com o ser-humano no centro. A linha também investiga a aplicação e evolução das habilidades citadas para resolver problemas do mundo real, incluindo cidades, governos, redes sociais, saúde e bem-estar social.

Disciplinas

Obrigatórias da Linha de Pesquisa

  • Aprendizado de Máquina
  • Inteligência Artificial
  • Inteligência Computacional
  • Lógica e Especificação
  • Mineração de Dados
  • Sistemas Multiagentes

Optativas

  • Inteligência Coletiva
  • Processamento de Linguagem Natural

Obrigatórias do Curso Recomendadas

  • Estrutura de Dados e Algoritmos
  • Teoria da Computação
  • Tratamento de Incertezas

Tópicos de pesquisa:

Aprendizado de Máquina Relacional

A maioria das abordagens de Aprendizado de Máquina assume que os exemplos são independentes e distribuídos de forma homogênea. Entretanto, dados do mundo real são compostos de múltiplos objetos heterogêneos, suas propriedades e seus relacionamentos. Nesse tópico de pesquisa, investigamos métodos de aprendizado de máquina que aprendam a partir de dados dependentes e distribuídos de forma heterogênea, para contemplar os aspectos relacionais dos dados. As abordagens investigadas incluem aprendizado estatístico relacional, transferência de aprendizado e adaptação de modelos relacionais, e aprendizado de representações em formato de embeddings para grafos e bases de conhecimento.

Aprendizado de Representações para Linguagem Natural

Neste tópico, investigamos métodos para aprender representações vetoriais (embeddings) a partir de textos, usando modelos de linguagem. Tais representações são parte essencial da resolução de tarefas de Processamento de Linguagem Natural usando Aprendizado de Máquina. As tarefas incluem transferência de estilo em textos, classificação de textos, e busca usando linguagem natural. Os métodos investigados têm como ponto focal a transferência de aprendizado, para o aproveitamento de bases e recursos. Damos preferência aos textos e informações escritas na língua Portuguesa.

Cidades Inteligentes e Sustentáveis

Neste tópico abordamos temas de pesquisa associados a diferentes setores estratégicos do tema: Cidades Inteligentes, Digitais e Sustentáveis. Em termos de métodos, utilizamos técnicas tradicionais e inovadoras da Inteligência Artificial, Inteligência Computacional e Processamento de Alto Desempenho. Em termos de aplicações, incluímos os segmentos de: Mobilidade Urbana e Social, Energias alternativas/Renováveis, Transporte Urbano e Transporte Multi-modal, Veículos Verdes (Drones, carros elétricos, etc.), Logística Reversa (coleta de diferentes tipos de lixo urbano, logística e planejamento estratégico no segmento de entregas e de devolução de mercadorias no e-commerce entre outros).

Evolução do Conhecimento e Lógica

Neste tópico estudamos como podemos representar o conhecimento em sistemas multi-agentes. Como a comunicação (pública ou privada) entre agentes muda o conhecimento dos mesmos. Baseados nesses modelos, estudamos a evolução de informações em redes sociais. Como modelo usamos lógicas modais: lógicas temporais, lógicas de conhecimento e crença em sistemas multi-agentes e lógicas epistêmicas dinâmicas.

IA Explicável

Métodos caixa-preta têm alcançado o estado-da-arte em muitas aplicações que utilizam IA. Entretanto, a dificuldade em interpretar a decisão tomada por tais modelos pode ser um empecilho para a ampla adoção de IA na solução de problemas críticos. Nesse tópico, investigamos, em particular, a criação de modelos interpretáveis baseados em lógica e o aprendizado de explicações a partir de tarefas de linguagem natural.

IA para bem-estar social

Nesse tópico, construímos aplicações que estejam relacionadas com as metas de desenvolvimento sustentável da Agenda ONU 2030. Espera-se que a Inteligência Artificial possa contribuir para o desenvolvimento de ações que ajudem na criação de um mundo mais justo, próspero e sustentável para as futuras gerações. Em particular, temos contribuído para o objetivo 3 (saúde e bem-estar), com aplicações envolvendo saúde mental, 16 (paz, justiça e instituições eficazes), com aplicações envolvendo o processo eleitoral e documentos da área jurídica, 4 (educação de qualidade), com aplicações de letramento midiático para combater a desinformação, 5 (igualdade de gênero), com aplicações para combater discurso ofensivo e de ódio e vieses em modelos de linguagem, e 11 (cidades e comunidades sustentáveis), com tópico próprio nesta página.

IA para Saúde

Nesse tópico, estudamos e construímos aplicações de aprendizado de máquina nas áreas da saúde. Está alinhado com a Visão Estratégica da Saúde Digital para o Brasil 2020-2028, publicado pelo Ministério da Saúde. Os temas estudados incluem a natureza dos dados clínicos e o uso do aprendizado de máquina para estratificação de risco, modelagem da progressão de doenças, medicina de precisão, suporte ao diagnóstico, descoberta de subtipos de doenças, e aprimoramento de fluxos de trabalho. Nesse contexto, podem ser utilizados modelos lineares generalizados, análise de sobrevivência, inferência causal, inferência Bayesiana, aprendizado por reforço, redes neurais (CNNs, RNNs, …), e outros. Os dados de treinamento incluem imagens médicas (TC, RM, Raio-X, …), sinais fisiológicos (ECG, EEG, …), dados clínicos estruturados e semi-estruturados, públicos ou privados, este último com a aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa.

IA para Segurança e Defesa

Neste tópico, abordamos técnicas inovadoras da Inteligência Artificial, Inteligência Computacional, Otimização e Processamento de Alto Desempenho para propor soluções em diversos problemas que surgem em setores estratégicos no contexto de Segurança & Defesa. Uma das nossas prioridades atuais se refere ao tema: “Segurança Pública em centros urbanos” fazendo uso de tecnologias que incluem o uso de câmeras fixas e móveis (VANTS/Drones), biometrias e multi-biometrias, Localização otimizada de facilidades no contexto de segurança pública, Perícias, Engenharia Legal entre outras questões.