Inteligência em TI,
O backbone da inovação

Equipe do Centro de Cálculo Numérico da USP trabalha com o IBM-1620, primeiro computador científico do estado de São Paulo, comprado em 1962 Reprodução YouTube

Tudo começou com míseros 15 kilobytes. Esta era a capacidade de memória do primeiro computador comprado pela Universidade de São Paulo (USP): um IBM-1620, movido a transistores e cartões perfurados, em 1962 — por coincidência, o mesmo ano de criação da FAPESP. Comparativamente, qualquer smartphone hoje tem, no mínimo, um milhão de vezes mais memória do que isso. Naquela época, porém, a chegada do IBM-1620 representava uma revolução tecnológica fabulosa, que já apontava o caminho para o maravilhoso — e por vezes assustador — reinado da tecnologia da informação (TI) sobre nossas vidas.

E assim, como em qualquer outra revolução científica ou tecnológica que passou por São Paulo nos últimos 60 anos, a FAPESP se fez presente nesta desde os seus primórdios. Em 1965, a recém-criada Fundação financiou um projeto para expandir a memória do computador da USP para 40 kilobytes, quase triplicando a capacidade de processamento da máquina. Com isso, pesquisadores do Centro de Cál­culo Numérico (CCN) da USP — criado especificamente para abrigar a supermáquina — processavam o vestibular da USP e faziam a previsão da inflação para o então ministro da Fazenda, Delfim Netto, entre outras aplicações.

Foi o primeiro computador instalado em uma univer­sidade do estado de São Paulo e o segundo do Brasil, depois de um Burroughs B-205, instalado na Pontifícia Universi­dade Católica do Rio, em 1960.

Pouco tempo depois, o físico Oscar Sala, um dos três professores da USP responsáveis por trazer o IBM-1620 para a universidade (ao lado de José Octávio Monteiro de Camargo e Flávio Fausto Manzoli), se tornaria diretor científico (de 1969 a 1975) e presidente (de 1985 a 1995) da FAPESP, selando para sempre o casamento da Fundação com o desenvolvimento das ciências da computação e da TI como um todo no Brasil.

Oscar Sala, diretor científico e presidente da FAPESP, em 1988
BV FAPESP

“A história da FAPESP está relacionada à da TI em São Paulo desde o comecinho”, diz o diretor científico da Fundação, Luiz Eugênio Mello. Ele cita como referência o texto História do Centro de Cálculo Numérico e suas Contribuições, organizado pelo professor Siang Wun Song, que reúne memórias de vários dos pesquisadores que ajudaram a escrever a história do CCN: Cláudio Leonardo Lucchesi, Isu Fang, José Dion de Melo Teles, Paulo Feofiloff, Routo Terada, Tomasz Kowaltowski e Valdemar Setzer — além do próprio Song, que começou como estagiário do Centro e hoje é professor titular do Instituto de Matemática e Estatística (IME) da USP.

“O envolvimento da Fundação nessa área aparece tanto na aquisição de computadores de grande porte como no apoio a centros de pesquisa e inovação e difusão na área de ciências da computação”, acrescenta Mello. “Um grande projeto, por exemplo, é o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), sediado na USP, em São Carlos; mas existem outros, e vários deles com contribuições relevantes, não só no âmbito da produção de ciência de qualidade, mas de impacto para a sociedade.” 

Tomasz Kowaltowski, professor do Instituto de Computação da Unicamp, em 2004
IC Unicamp

Desde esses primórdios, os investimentos da FAPESP em TI se dividiram em três áreas principais. “A primeira é a de infraestrutura e conectividade. Isso é feito para tornar possível que as universidades possam se comunicar com o mundo usando a internet ou uma banda de conectividade para transferir seus dados. A FAPESP está cada vez mais perseverante e inovadora nesse aspecto”, diz o físico João Eduardo Ferreira, também professor titular do IME e coordenador da Research and Education Network de São Paulo (Rednesp) — a antiga Rede ANSP, criada e financiada pela FAPESP desde 1988 (leia mais sobre a Rede ANSP aqui), que conecta as instituições de ensino e pesquisa à internet no estado de São Paulo. A segunda área, completa ele, é a de infraestrutura computacional, que contempla investimentos em computadores e servidores para processamento de dados, enquanto a terceira refere-se à formação e treinamento de recursos humanos para operar, desenvolver e produzir ciência com base nesses sistemas.

Engana-se, portanto, quem pensa que a tecnologia da informação se resume a um serviço técnico de operação de máquinas e softwares. “Ela permeia nossa vida, hoje, em todos os sentidos”, resume a professora Claudia Bauzer Medeiros, titular do Instituto de Computação da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e co-coordenadora do Programa FAPESP de Pesquisa em eScience e Data Science, que busca integrar pesquisadores da computação com os de outras áreas do conhecimento — incluindo as ciências sociais e as humanidades. Trata-se, na verdade, de uma área de pesquisa multidisciplinar e superdinâmica, na qual a máquina mais poderosa de inovação continua sendo o cérebro humano.

Centro de Inteligência Artificial (C4AI) reúne mais de 100 pesquisadores de diversas instituições
Inova-USP

Na base científica de tudo está a matemática da computação, sem a qual “nada seria desenvolvido”, reflete Claudia. “Insisto que o nome TI não é apropriado, porque é associado pelo público a atividades que não envolvem pesquisa.” Para que as tecnologias de informação possam evoluir, é necessário investir nas diversas áreas de pesquisa que a compõem, como microeletrônica, robótica, desenvolvimento de sensores e redes. “A FAPESP financiou e continua financiando uma quantidade muito grande de pesquisas em todas elas”, afirma Claudia. A integração com outras áreas do conhecimento, por sua vez, é essencial para garantir que as tecnologias oriundas dessas pesquisas estejam em sintonia com as demandas e os desejos da sociedade.

Um tema que ressurgiu com força na última década, e que já se configura como uma das áreas de pesquisa e desenvolvimento tecnológico mais importantes do século XXI, é a inteligência artificial (IA) — ramo da TI que trabalha com o processamento e a análise de grandes quantidades de informações. É um conceito amplo, que recebe tantas definições quanto os significados diferentes que damos à palavra “inteligência”. “Quando se trata de definir a IA, surgem dificuldades, especialmente porque o que se entende por inteligência em si apresenta muitas definições, nem sempre concordantes”, pondera Lucia Santaella, professora do programa de Pós-Graduação em Comunicação e Semiótica da Pontifícia Universidade Católica (PUC) de São Paulo e titular da Cátedra Oscar Sala do Instituto de Estudos Avançados (IEA) da USP. “Quando se acrescenta o adjetivo ‘artificial’, as dificuldades só tendem a aumentar.”

Engana-se quem pensa que a TI se resume a um serviço técnico: “Ela permeia nossa vida, hoje, em todos os sentidos”

Numa definição breve e relativamente consensual, diz ela, pode-se dizer que a IA envolve o uso de sistemas computacionais para simular diferentes processos da inteligência humana, como a capacidade de buscar e interpretar informações, reconhecer padrões, equacionar problemas, aprender por experiência e propor soluções — tudo isso de forma autônoma. O campo de aplicações práticas e conceituais dessa tecnologia é amplo. Hoje mesmo, a IA está presente em sistemas de previsão meteorológica, aplicativos de trânsito, assistentes virtuais, sistemas de reconhecimento facial e numa série de outras ferramentas digitais empregadas na medicina, na agricultura, em processos judiciários, no desenvolvimento de veículos autônomos e em várias outras tecnologias de fronteira.

“Carros, geladeiras, tratores, aviões, aparelhos hospitalares e sinais de trânsito usam tecnologia da informação e nós nem sabemos, ou não temos interesse em saber”, diz Claudia. “Podem ou não ter sistemas de inteligência artificial dentro deles — aviões, por exemplo, têm montes de IA.”

Veículo autônomo desenvolvido no ICMC USP utiliza inteligência artificial para navegar, 2013
Léo Ramos Chaves / Pesquisa FAPESP

A grande aposta da FAPESP para escalar o Brasil como player nessa área é o Centro de Inteligência Artificial (C4AI, na sigla em inglês para Center for Artificial Intelligence), lançado em outubro de 2020, em parceria com a IBM e a USP. Uma iniciativa ambiciosa, envolvendo mais de 100 pesquisadores e com investimentos previstos da ordem de R$ 40 milhões em cinco anos — R$ 2 milhões por ano da FAPESP, R$ 2 milhões por ano da IBM, mais R$ 4 milhões por ano da USP, na forma de infraestrutura, recursos humanos, manutenção de laboratórios e outros custos operacionais. Fisicamente, o C4AI fica sediado no Centro de Pesquisa e Inovação da USP (Inova.USP), em São Paulo, com uma unidade satélite no Instituto de Ciências Matemáticas e da Computação (ICMC) da USP em São Carlos, no interior paulista.

Tecnologia da informação é peça central na agricultura moderna, inclusive no controle de máquinas no campo
Léo Ramos Chaves / Pesquisa FAPESP

“Nossos objetivos são amplos na área de inteligência artificial”, diz o engenheiro Fabio Cozman, professor titular da Escola Politécnica da USP e diretor do C4AI. Entre as prioridades iniciais estão o uso da IA em processamento de linguagem natural, processamento de dados oceânicos, diagnóstico automático de acidente vascular cerebral (AVC), tomada de decisões na cadeia do agronegócio e estudos sobre o impacto da inteligência artificial no futuro do trabalho — esta última, uma área de grande preocupação ética e social relacionada à tecnologia. “Nossa meta é difundir o conhecimento para a sociedade e debater com ela a tecnologia”, afirma Cozman.

O projeto integra o Programa Centros de Pesquisa em Engenharia (CPE) da FAPESP, voltado para grandes projetos de parceria entre universidades e empresas. Além dessa dobradinha com a IBM, a Fundação manteve, de 2007 a 2019, o Instituto Microsoft Research-FAPESP de Pesquisas em Tecnologia da Informação, uma parceria com a gigante da informática americana para o financiamento de projetos de pesquisa em TI voltados para “desafios sociais e econômicos de comunidades desfavorecidas”.

A cada real ou dólar que a FAPESP investia no instituto, a Microsoft aplicava igual valor. Entre os projetos financiados esteve o Sinbiota 2.0, voltado para as demandas dos usuários no sistema de informação ambiental; o E-Farms, que buscava promover a ligação de pequenas fazendas com o mundo em rede; o E-cidadania, envolvendo o uso de redes sociais virtuais para estimular a inclusão social; e um projeto para contribuir com a prevenção da cegueira, chamado Triagem automática de retinopatias diabéticas: Tecnologia da Informação contra a cegueira prevenível.

Direcionamento

Para Lucia Santaella, a FAPESP teve e continua a ter um papel fundamental no fomento às pesquisas em TI e, mais recentemente, IA. “Quando um campo de conhecimento inovador começa a aparecer sem o amparo apropriado, suas pesquisas não podem se desenvolver”, pondera ela. “Uma comparação simples nos ajuda a compreender: é como um bebê recém-nascido que pereceria sem os devidos cuidados de que necessita.”

Daí a importância de uma agência de amparo à pesquisa ter a sensibilidade necessária para discernir o novo, enxergar a fronteira do conhecimento e saber avaliar para onde ela se move. É o que FAPESP faz. “Em um país como o Brasil, em que os centros de pesquisa estão dentro das universidades, nem sempre com verbas disponíveis para seus desenvolvimentos, são as agências de fomento que precisam estar equipadas para cumprir essa demanda, por meio de avaliações competentes de pares”, diz Santaella.

REPOSITÓRIO DE DADOS CRIADO DURANTE A PANDEMIA ABRIU ESPAÇO PARA DIVERSAS PESQUISAS SOBRE A COVID-19

A pandemia do novo coronavírus foi o campo de testes perfeito para isso. Atenta às demandas emergenciais da sociedade e da própria comunidade científica para lidar com uma crise sanitária avassaladora, a FAPESP uniu forças com a USP e alguns dos maiores hospitais e laboratórios de análises clínicas do país para lançar, em junho de 2020, o Covid-19 Data Sharing/BR, um grande repositório de informações clínicas sobre a covid-19. Os dados são abertos, anonimizados (para proteger a privacidade dos pacientes) e atualizados em tempo quase que real, para uso em pesquisas sobre a doença.

Um ano após o lançamento, o repositório já somava 50 milhões de dados clínicos, referentes a 800 mil pacientes, e cerca de 300 mil registros de atendimento e internação. “Há informações sobre todo mundo que fez exame de covid-19, não importa se o resultado foi positivo ou negativo. Ele serve para realizar pesquisas sobre a doença e também sobre comorbidades, porque tem junto exames de colesterol, por exemplo, e uma série de outras informações que podem ser cruzadas, que outros repositórios não informam”, explica Claudia Bauzer, uma das pesquisadoras à frente do projeto.

Mapa elaborado pelo projeto Sinbiota 2.0 mostra a distribuição atual de diversas formações vegetais pelo estado de São Paulo. Confira aqui.
Atlas Sinbiota

Vale ressaltar que a extração de informações cientificamente relevantes de um banco de dados deste tamanho só é possível, justamente, graças ao avanço das técnicas de bioinformática e inteligência artificial — que permitem enxergar padrões e correlações nos dados que seriam praticamente impossíveis de se detectarem sem essas ferramentas. Um dos estudos publicados com base no repositório, por exemplo, usou os dados clínicos do banco para identificar por que homens idosos tinham maior risco de desenvolver formas graves de covid-19.

Os investimentos da FAPESP, aliás, foram decisivos também para o surgimento e o desenvolvimento nacional da bioinformática — ciência que utiliza ferramentas da computação para analisar dados de origem biológica, como no caso de informações genéticas. O Programa Genoma da FAPESP, lançado em 1997 com o objetivo inicial de sequenciar o DNA da bactéria Xylella fastidiosa (uma praga dos laranjais paulistas), foi um dos mais importantes no apoio à pesquisa em computação até meados dos anos 1990. “Ele lançou o Brasil no primeiro mundo na área de pesquisa em bioinformática e genômica”, destaca Claudia Bauzer. “Certamente foi um marco em pesquisa de ponta multidisciplinar, em uma área que, na época, era dominada pelos Estados Unidos e alguns países europeus.”

Tomasz Kowaltowski, professor titular aposentado da Unicamp, especialista em linguagens de programação, destaca também o papel fundamental exercido pela FAPESP na formação das primeiras gerações de cientistas da computação no país, via concessão de bolsas de doutorado no exterior — numa época em que não existiam programas de doutorado sobre esse tema no Brasil. “Não adianta você ter equipamentos, comprar coisas prontas, se você não vai ter gente que vai saber usá-las”, resume ele.

SciELO

Classificado pela revista Science, em 2009, como um “exemplo de difusão da produção científica de países em desenvolvimento”, o Scientific Electronic Library Online (SciELO), uma biblioteca eletrônica virtual de periódicos científicos publicados no Brasil, foi uma iniciativa pioneira em nível mundial da FAPESP. Hoje um programa da Fundação, ele começou a nascer em meados dos anos 1990, quando o bioquímico Rogério Meneghini e o mestre em biblioteconomia Abel Packer se conheceram.

Em 1997, Packer era coordenador de sistemas de informação do Centro Latino-Americano e do Caribe de Informação em Ciências da Saúde (conhecido até hoje como Bireme, em função de seu nome original, Biblioteca Regional de Medicina), vinculado à Organização Pan-Americana da Saúde (Opas), em São Paulo. Meneghini, por sua vez, era professor titular do Instituto de Química da USP e adjunto da Diretoria Científica da FAPESP. “Nós dois, então, desenvolvemos um projeto-piloto para criar esse modelo de publicação”, lembra Packer.

A proposta foi aprovada e incorporada pela Fundação como um programa de apoio à infraestrutura de pesquisa, com o intuito de “promover, divulgar, apoiar e dar sustentabilidade científica ao projeto”, explica Packer. “O programa teve essa característica de ser uma parceria entre uma agência nacional de fomento e um organismo internacional (a Bireme).”

Scielo

O SciELO começou a funcionar em 1997, em caráter experimental, com 10 periódicos científicos do Brasil. Em 1998, passou a operar regularmente, indexando e publicando em acesso aberto na internet uma coleção selecionada de periódicos, com o objetivo de aumentar a visibilidade, acessibilidade, qualidade, uso e impacto dessas publicações. Hoje a biblioteca abriga 383 periódicos do Brasil, com quase 445 mil documentos indexados e mais de 11 milhões de citações. “Além disso, são feitos um milhão de downloads por dia”, informa Packer.

“A grande característica do SciELO foi mudar o meio de comunicação científica do papel para a internet digital. Foi uma transição do Brasil como um todo, com capacidade progressiva de fazer publicação digital on-line no estado da arte. Se continuássemos na metodologia de papel, depois PDF, cópia, nunca chegaríamos nesse estado”, avalia ele.

No fim dos anos 1990, quando o programa nasceu, a discussão sobre acesso aberto e universal a publicações científicas ainda era nascitura, lembra o diretor científico da FAPESP, Luiz Eugênio Mello. A maior parte das revistas ficava depositada em bibliotecas físicas, espalhadas por diferentes instituições, dificultando o acesso de pesquisadores e da sociedade às informações. Com a chegada do SciELO, isso mudou. “O SciELO agregou não apenas periódicos e coleções nacionais, mas também coleções latino-ame­ricanas e de outros países, e constituiu uma iniciativa absolutamente pioneira pela qual o Brasil é reconhecido, ainda hoje, em termos de discussão de acesso aberto e universal”, destaca Mello.

Tudo isso só se tornou possível graças aos investimentos históricos da FAPESP em tecnologia da informação — a Fundação foi pioneira na adoção da internet em São Paulo, com a rede ANSP. “O SciELO nasceu dessa infraestrutura e a usa hoje como mecanismo para seguir adiante”, diz Pa­cker. “Se a FAPESP não tivesse desenvolvido essa capaci­dade da área acadêmica de São Paulo, de ter acesso pleno e eficiente à internet e à tecnologia da informação, o SciELO até poderia vir a existir, mas com muito mais limitações e dificuldades.”

Hoje, o SciELO está presente nos principais sistemas de informação científica do mundo e é multilíngue. “Trabalhamos em português, espanhol e inglês”, diz Packer. “A solução que nós desenvolvemos para as revistas científicas do Brasil é adotada hoje em 17 outros países, da América Latina e Caribe, além de Espanha, Portugal e África do Sul.”

O projeto também opera coleções temáticas em saúde pública, ciências sociais e biodiversidade. Mantido pela FAPESP, o SciELO conta com apoio do CNPq desde 2002 e tem sua infraestrutura institucional estabelecida na Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) por meio da Fundação de Apoio à Unifesp.