A automação da maior parte das capacidades humanas exige a capacidade da visão. Para aprimorar exploração submarina ou exploração espacial, por exemplo, a visão artificial é essencial. Por essa razão, muitos pesquisadores no mundo se dedicam à área de Visão Cibernética, que cresce a cada ano. O Instituto de Física de São Carlos é sede de um grupo dedicado à área, único do Brasil empenhado nesse tipo de pesquisa.
A área de visão cibernética se dedica, basicamente, a uma fusão entre a visão biológica e a visão artificial. Segundo o professor Luciano da Fontoura Costa, docente, membro do Grupo de Computação Interdisciplinar e fundador do grupo de Visão Cibernética do IFSC, muitos dos mecanismos e das técnicas utilizadas nos desenvolvimentos de visão computacional têm uma forte ligação com o funcionamento da visão natural, e têm até mesmo sido utilizados para um melhor entendimento desse funcionamento.
Por se tratar de um tipo de pesquisa extremamente multidisciplinar, interagindo a Física com a Matemática e a Biologia, por exemplo, é possível trabalhar com conceitos e métodos bem versáteis, o que permite que se tenha desenvolvimentos que podem ser aplicados em várias áreas, desde o aspecto teórico, mais básico, até o mais aplicado. Segundo Fontoura, as aplicações das pesquisas já beneficiaram desde a Medicina até a Filosofia. “Por se tratarem de conceitos e metodologias bastante gerais, podem ter vasta aplicação em diferentes campos de pesquisa”, explica.
Mais recentemente, o grupo tem se dedicado aos estudos da forma dos neurônios, mais especificamente, à maneira que a forma dos neurônios auxilia na conexão entre eles e o sistema nervoso e define sua função. “Isso quer dizer que se o neurônio é mais simples, ele vai se ligar menos; se é comprido, vai se ligar a certos alvos mais específicos, e percebendo isso procuramos entender como a forma influencia o funcionamento dos neurônios, e vice-versa, pois o oposto também é possível”, explica Fontoura.
Este estudo, que é conduzido há bastante tempo por Fontoura, também se estende à pesquisa sobre raízes e suas interações. A relação está no fato de que as raízes, sendo transmissoras de fungos e doenças, dependem de sua forma e da distância entre outras raízes para propagar epidemias. O trabalho, desenvolvido em colaboração com a Universidade de Cambridge, verificou que raízes mais uniformes, com forma mais regular, são mais suscetíveis à transmissão de doenças. “Isso também vale para neurônios: transmissão de doenças em sistemas neuronais são beneficiadas quando as células são mais regulares em forma”, explica.
Este é apenas um exemplo da interação da Computação e da Física com área médica, biológica, agronômica, etc. Além disso, o grupo também estuda a forma das mitocôndrias, e ainda tem estudos relativos a redes complexas, que é uma versão “modernizada” da teoria dos gráficos. O gráfico é uma estrutura importante no sentido em que pode representar quase qualquer coisa no mundo. É composto por nós que se conectam através de ligações, arestas. Um exemplo do que o gráfico pode representar é a própria sociedade, se pensarmos em cada indivíduo como um nó que estabelece ligações, através de suas relações com outros indivíduos, e cada tipo de relação estabelece uma estrutura gráfica diferente. Esse tipo de estudo pode ser aplicado, novamente, à transmissão de doenças: é possível verificar de que maneira as doenças se propagam em tipos diferentes de estruturas gráficas.
Todas estas pesquisas se dedicam ao estudo da forma, que é fundamental no estudo da visão. “Isso tudo se refere à caracterização automática das formas: dimensão fractal, alongamento, complexidade, ou seja, as características geométricas dos objetos. Estes conceitos que utilizamos são conceitos da Análise de Imagem, que é uma parte do estudo da visão”
Apesar de todos os avanços, a visão cibernética ainda não é uma área bem resolvida. Ainda há muitos desafios e mistérios a serem trabalhados. O maior desses desafios é o reconhecimento automático de padrões, ou seja, a identificação de categorias de objetos. “Se os objetos são bastante diferentes, é fácil dizer o quê é o quê, mas, em geral, os objetos começam a ter características mais semelhantes, começam os problemas”, conta o pesquisador. Este tipo de procedimento é base de, por exemplo, diagnóstico automático de exames médicos, nos quais é preciso procurar por doenças nos padrões, e muitas vezes não há uma diferença óbvia.
Já a área de redes, que é extremamente moderna, tem revolucionado as ciências e pode ser aplicada em quase todas as áreas. Por isso a interação entre as duas áreas, tão fortemente trabalhada pelo grupo de Visão Cibernética no IFSC, é tão interessante e tão bem vista pelo meio acadêmico. E de fato, a área de redes complexas tem contribuído nesses desafios, como é o caso de uma tese de doutorado que desenvolveu um trabalho relacionado à leucemia.
Para os que tiveram sua curiosidade aguçada, o site do grupo de pesquisa do docente oferece mais informações e pode ser acessado através do endereço http://cyvision.ifsc.usp.br
Nicolle Casanova/Assessoria de Comunicação
Data: 26 de janeiro
