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Google premia pesquisas em inteligência artificial da Unicamp

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Docentes e estudantes de computação do IC e da Feec conquistaram bolsas de estudo pelos trabalhos acadêmicos com diagnósticos automáticos por imagem de melanoma e retinopatia diabética

Pelo segundo ano consecutivo, dois grupos de pesquisa na área de inteligência artificial da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) foram premiados pelo Google Research Awards for Latin America. Na edição 2017 do prêmio foram distribuídos US$ 600 mil entre os 27 projetos selecionados e, na Unicamp, os trabalhos campeões são do Instituto de Computação (IC) e da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (Feec) (ver serviço).

Os dois sistemas da Unicamp propõem diagnosticar, de modo automático, por meio da análise de imagens, doenças como o melanoma (câncer de pele) e a retinopatia diabética, uma das causas da cegueira em muitos pacientes. A finalidade deles é projetar para o futuro ferramentas e equipamentos capazes de otimizar e auxiliar o trabalho de profissionais da área da saúde, médicos e enfermeiros, por exemplo.

Criado em 2013, o programa anual do Google concede bolsas de pesquisa de um ano para docentes e estudantes de pós-graduação em áreas específicas da Ciência da Computação. De acordo com o regulamento do concurso da multinacional norte-americana da área de tecnologia, aluno do mestrado pode concorrer por dois anos seguidos e, do doutorado, por três anos ininterruptos.

Laureados

Na Unicamp, os alunos de doutorado premiados neste ano são Michel Fornaciali (Feec) e Ramon Pires (IC). Os do mestrado são Júlia Tavares e Afonso Menegola, da Feec. O grupo de docentes campeão inclui Jacques Wainer, Siome Goldenstein e Sandra Avila, do IC; Flávia Vasques Bittencourt (da Universidade Federal de Minas Gerais); Herbert Jelinek (da Charles Sturt University – Austrália); e Lin Tzy Li (da Samsung).

Além do Google, os trabalhos da Unicamp na área de inteligência artificial receberam apoios, em diferentes fases, da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e das multinacionais de tecnologia Microsoft e Samsung.

Precisão

De acordo com o professor Eduardo Valle, cientista da computação da Feec e responsável pelo projeto com o melanoma, as bolsas concedidas pelo Google têm sido muito importantes para a evolução do trabalho acadêmico no Brasil em um momento de dificuldade econômica. Segundo ele, a pesquisa a partir do desenvolvimento de algoritmos capazes de treinar o computador para reconhecer imagens específicas foi iniciada em 2013, e a triagem automática conseguiu alcançar 87% de precisão.

“As lesões de pele são bastante difíceis de diagnosticar. Os formatos e as cores variam muito e há diferenças sutis entre pintas, manchas, etc.”, explica. “Os próximos passos agora são ampliar a eficácia dessa tecnologia para atingir, por exemplo, o patamar de 95% de acerto já obtido pelo sistema do IC projetado para identificar imagens de pacientes de retinopatia diabética”, informa Valle, comentando sobre a outra pesquisa da Unicamp premiada pelo Google, iniciada em 2009 e coordenada pelo professor Anderson Rocha.

Homem x máquina

Atualmente, o projeto da retinopatia diabética aguarda parecer do Comitê de Ética da Unicamp para iniciar os testes conjuntos com a equipe de oftalmologia do Hospital das Clínicas (HC) da universidade. Quando essa avaliação for autorizada, os pacientes do HC continuarão sendo atendidos normalmente pelos médicos, mas serão avaliados também pelo sistema de informática desenvolvido, porém, apenas de modo simulado.

Depois de encerrado o prazo experimental, será averiguado se os dados apurados pelas ferramentas eletrônicas coincidem com as informações identificadas nos diagnósticos dos médicos. “Nessa etapa, um dos objetivos é demonstrar aos médicos a confiabilidade dos sistemas, além de trocar experiências com eles para ampliar ainda mais a precisão dos diagnósticos eletrônicos,” explica Valle.

“Outro propósito agora”, salienta, “é buscar atrair empresas, como fabricantes de equipamentos médicos, para serem parceiras no projeto e fazerem investimentos em soluções comerciais inéditas com equipamentos com base nos sistemas de inteligência artificial desenvolvidos. “Eventuais interessados devem procurar o Laboratório de Pesquisa Reasoning for Complex Data (Recod) da Unicamp”, informa (ver serviço).

Serviço

Recod Unicamp
Blog do Google com os premiados em 2017

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página II do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 27/09/2017. (PDF)

Vigilância eletrônica da Poli-USP monitora a Cidade Universitária

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Até 2022, Projeto Smart Campus pretende abarcar todo o câmpus da zona oeste da capital; tecnologia pioneira ajuda a prevenir acidentes, monitorar atitudes suspeitas e deslocar rapidamente equipes de socorro

O Smart Campus, projeto executado pelo Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos da Escola Politécnica (Poli) da Universidade de São Paulo (USP), tem por meta seguir até 2022 instalando câmeras e sensores nas ruas e estacionamentos da Cidade Universitária, localizada na zona oeste da capital. Coordenada pelo pesquisador Sérgio Takeo Kofuji, a ação da Pró-Reitoria de Pesquisa na área de cidades inteligentes, pioneira no País, teve início em 2015, e propõe oferecer um ambiente mais seguro e assistivo.

Baseado em inteligência artificial, o Smart Campus usa do chamado aprendizado de máquina (Deep Learning) para reconhecer pessoas, veículos e diversos tipos de objetos, possibilitando, assim, identificar situações de risco e atitudes suspeitas. Segundo o professor Kofuji, físico e doutor em engenharia elétrica da Poli-USP, o sistema permite detalhar, por exemplo, o rosto de um indivíduo em uma multidão, informando, inclusive, as cores de suas roupas, se o mesmo carrega celular, mochila nas costas, etc.

O projeto da Poli-USP é realizado em parceria com a multinacional Huawei. Todo ano, a empresa chinesa aporta R$ 2 milhões e esse recurso é direcionado para comprar equipamentos e financiar a formação de profissionais. Em contrapartida, o grupo investidor terá direito a receber royalties de eventuais patentes de projetos decorrentes surgidos no âmbito do Smart Campus até o fim do contrato firmado com a universidade, previsto para 2022.

Privacidade

O Smart Campus visa a aumentar, gradativamente, a vigilância e a sensação de segurança para uma população flutuante estimada em mais de 50 mil pessoas, de modo menos ostensivo e invasivo. Assim, lança mão da tecnologia para proteger a comunidade acadêmica e mais, ciclistas, corredores e moradores da região, além de outros grupos presentes cotidianamente nas imediações e vias do entorno da Cidade Universitária.

“Uma das apostas será diminuir acidentes com os pedestres, pois os locais com mais ocorrências passam a ser monitorados, assim como a velocidade dos veículos”, observa Kofuji, destacando o fato de a privacidade ser um dos pilares fundamentais do projeto. “Toda a concepção do Smart Campus foi elaborada em conjunto com a Faculdade de Direito da USP, de modo a não expor ninguém e respeitar à risca direitos humanos e individuais”, ressalta.

“Por outro lado, o sistema foi projetado de modo a permitir ajudar um paciente com doença crônica, como, por exemplo, uma pessoa com asma. Basta ela solicitar a ajuda formalmente”, informa. “Assim, quando o mesmo é identificado pelo sistema, de acordo com o modo como caminha, é possível solicitar auxílio rapidamente caso seja identificada qualquer alteração no padrão de seus passos nas imagens”, destaca Kofuji.

Conectividade

De acordo com o cientista da computação Anderson Alves da Silva, pós-doutorando também comprometido com o projeto, a Internet das Coisas (conexão integrada de dispositivos) e a inviolabilidade dos dados coletados são outras duas questões-chave presentes no Smart Campus. Além das câmeras, o sistema de informática é alimentado por diversos conjuntos de sensores de temperatura, altura, peso e iluminação, entre outros.

“Todos os pontos do Smart Campus são interconectados e a inviolabilidade dessas ligações é uma preocupação permanente. Assim, para proteger as informações e conexões da rede contra hackers e invasores, usamos chaves digitais de criptografia e todos os dados são armazenados na nuvem de computação da USP”, explica Silva.

Cidades inteligentes

De acordo com o professor Silva, a maioria dos sensores está instalada em áreas externas do câmpus, mas alguns deles também ficam em ambientes internos do Living Lab. “Trabalhamos nesse Laboratório da Poli-USP onde iniciamos o projeto piloto do Smart Campus”, revela. Ao seu lado, o pesquisador Stelvio Ignácio Barboza destacou uma apresentação recente do projeto, realizada no dia 12 de julho.

Nessa oportunidade, informou Barboza, foi assinado acordo de intenções entre a diretoria da Poli-USP com a Prefeitura de Joinville (SC), para a realização de pesquisas na área de cidades inteligentes. Outro destaque nessa área é o campo permanente de provas mantido pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) em Xerém (RJ). “Esse centro mantém intercâmbio permanente de troca de informações sobre pesquisas com cidades inteligentes com a Poli-USP”, conclui o pesquisador.

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página I do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 31/08/2017. (PDF)

Sistema de reúso duplo da água de chuva é inovação da USP São Carlos

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Viabilidade do projeto de automação foi comprovada na casa do criador da tecnologia, professor Eduardo Simões, do ICMC

De olho em uma eventual crise hídrica e disposto a possibilitar a seus alunos pôr em prática algumas das lições transmitidas em sala de aula, o professor Eduardo Simões, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), da Universidade de São Paulo (USP), câmpus de São Carlos, projetou e instalou em sua casa sistema inédito de automação.

A partir do duplo reúso de água da chuva, o conjunto usa uma cisterna enterrada no solo com capacidade de até 5 mil litros. Esse volume consegue oferecer, durante o ano inteiro, banhos gratuitos e quentes na banheira, cujo aquecimento é solar. A água consumida na higiene pessoal será reutilizada para irrigar o jardim de 400 metros quadrados da residência.

Docente do Departamento de Sistemas de Computação do ICMC-USP, o professor revela ter utilizado equipamentos simples no projeto, como calhas, canos e uma bomba elétrica para elevar a água da cisterna para a caixa-d’água no telhado, de onde ela é redistribuída para as descargas nas privadas dos banheiros e diversas torneiras. O restante da casa continuará sendo atendido pelo sistema municipal de abastecimento.

Premissa

Construída entre os anos de 2010 e 2011 em um condomínio residencial, a casa da família de Simões foi projetada por ele, engenheiro elétrico com doutorado em robótica, com o auxílio de um engenheiro civil. Sua última inovação, o sistema de irrigação automatizado, foi tema do Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) do aluno Tiago Tapparo, apresentado no ICMC em novembro.

Além da colaboração de Tiago, o projeto abarca mais nove TCCs e projetos de iniciação científica de estudantes de graduação da USP São Carlos, orientados por Simões, dos cursos de Ciências da Computação, Sistemas de Informação, Engenharia de Computação e Engenharia Elétrica. “Os desafios impostos a eles eram reais, todos com a mesma premissa: possibilitar a economia e o uso racional da água”, explica.

Prática

Em seus projetos, os estudantes receberam apoio de órgãos públicos de fomento. Os custos de compra e de instalação dos equipamentos, por estarem em uso em sua casa, foram bancados por ele próprio.

“Os alunos tiveram de pesquisar e desenvolver soluções funcionais, seguras e esteticamente agradáveis nas áreas de hidráulica, robótica, controles de motores, acionadores, programação, leitura de sensores de umidade, entre outros temas”, explica o docente. “O resultado final foi um conjunto completo de automação, incluindo software, hardware e parte mecânica, com peças modeladas e produzidas em impressora 3D, utilizadas para encaixar o sistema de motorização dos aspersores”, explica.

Artificial

No sistema de irrigação, uma câmera monitora o jardim o ano inteiro. As informações colhidas alimentam uma rede neural, por meio de inteligência artificial, concebida para irrigar somente as áreas mais secas e amareladas do gramado e canteiros, especialmente no período entre abril e outubro. “O sistema, inteligente, foi programado para aprender quando e quais locais deve molhar”, informa.

O acionamento dos quatro aspersores do jardim está condicionado à medição da umidade do solo. Essa aferição, realizada por um conjunto de sensores, consegue identificar se choveu nas últimas horas e qual foi o volume de água captado. A variável seguinte, antes da tomada de decisão de acionar ou não a irrigação, considera nos cálculos a previsão do tempo para os próximos três dias, dado coletado de modo automático pelo sistema na internet.

Se a possibilidade de chover for igual ou superior a 85%, o sistema não é acionado. “A grama pode esperar até a chegada natural da água”, esclarece Simões. Entretanto, se a probabilidade de chover for de até 30%, a irrigação artificial será acionada. Quando a previsão de chuva oscila na faixa intermediária, entre 30% e 85%, o sistema calcula a quantidade exata de água a ser aspergida na grama.

Econômico

De todo o sistema, a única parte em processo de patenteamento no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi) é o conjunto de aspersores robotizados. Há expectativa de concluir essa etapa até o final do ano que vem. “O investimento total foi de R$ 4 mil, porém, pode-se amortizar esse montante em aproximadamente quatro anos, considerando- se a economia mensal de R$ 100 na conta de água”, esclarece.

A calha custou R$ 500; a cisterna R$ 1,5 mil (mão de obra inclusa); a caixa-d’água extra para a água da chuva R$ 300; os dispositivos eletrônicos e os processadores R$ 400 (o computador central custou R$ 150); o encanamento R$ 400; os aspersores e os servomotores R$ 400; e o material de consumo e outros itens, R$ 300. O sistema permite poupar R$ 300 na conta de água nos meses mais frios e secos; e, em média, R$ 120 nos mais quentes e chuvosos.

De acordo com o professor, o conjunto instalado de captação de água tem vida útil de no mínimo 50 anos e não exige mão de obra especializada para a sua construção e instalação. “Pode-se adaptá-lo para áreas rurais, inclusive com redução de custos”, observa. “Interessados em saber mais sobre o sistema ou quem pretende construir projetos autossustentáveis similares em prédios e condomínios deve entrar em contato com o ICMC-USP”, observa Simões (ver serviço).

Serviço

Departamento de Sistemas de Computação do ICMC-USP
Telefone (16) 3373-9333
E-mail ssc@icmc.usp.br

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 12/07/2017. (PDF)