O Paradoxo da Computação Universal

Gilberto CâmaraDiretor Geral, INPEhttp://www.dpi.inpe.br/gilberto

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XXIX Congresso da SBC, Bento Gonçalves, Julho 2009

A Computação é uma Ciência Natural?

“Computer science is not actually a science. It does not study natural objects. It’s about getting to do something, rather than dealing with abstractions.” (Richard Feynman)

A Computação é uma Ciência Natural?

“Computing is the study of natural and artificial information processes.” (Peter Denning)

Donde vem esta imagem?

Donde vem esta imagem?

Mapa da Web (Barabasi) (mas poderiam ser conexões no cérebro ou entre cientistas)

Fluxos de informação na Natureza

Colônias de formigas vivem num mundo químico

Conexões e fluxos são universais

Interações entre proteínas de levedura(Barabasi e Boneabau, SciAm, 2003)

Interações entre cientistas do Vale do Silício(Fleming e Marx, Calif Mngt Rew, 2006)

Fluxos de informação no cérebro

Neurônios transmitem informações elétricas, que geram a consciência e as emoções

Fluxos de informação geram cooperação

Leucócitos atacam uma célula cancerosa (atividade cooperativa)

Foto: National Cancer Institute, EUA http://visualsonline.cancer.gov/

Fluxos de informação no planeta Terra

Transferência de massa e energia entre componentes do planeta

Terrestrial

Airborne

Near-Space

LEO/MEO Commercial Satellites and Manned Spacecraft

Far-Space

L1/HEO/GEO TDRSS & CommercialSatellites

Depl

oyab

le

Perm

anen

t

Forecasts & Predictions

Aircraft/Balloon Event Tracking and Campaigns

Society

Vantage Points Capabilities

Temos cada vez mais dados sobre a Terra

fonte: Group on Earth Observations

Atmospheric Physics/Dynamics

Tropospheric Chemistry

Global Moisture

Ocean Dynamics

MarineBiogeochemistry

Terrestrial Ecosystems

Terrestrial Energy/Moisture

Climate Change

Pollutants

CO2

CO2

Soil

Land Use

Physical Climate System

Biogeochemical Cycles

Human Activities

(from Earth System Science: An Overview, NASA, 1988)

Precisamos de modelos integrados

Ciência do Sistema Terrestre modela interações entre natureza e sociedade

Natureza: Equações físicasdescrevem processos

Sociedade decide como usar os recursos terrestres

A Computação é uma Ciência Universal?

Modelar os fluxos de informação na natureza é fazer Computação

http://www.red3d.com/cwr/boids/

Bird Flocking (Reynolds)

Exemplo de modelo computacional1. Não há autoridade central2. Cada pássaro reage ao vizinho3. Modelo baseado em interações

bottom-uphttp://www.red3d.com/cwr/boids/

Um fluxo de informação modelado com sucesso: Xadrez

Fischer x Tal (1961) Herbert Simon (1958)

Kasparov x DeepBlue (1997)

Computação Universal

Computação estuda os fluxos de informação em sistemas naturais...

...e como representar e tratar fluxos de informação em sistemas artificiais

Quatro formas de Computação

Agentes naturais, ambiente artificial

Agentes artificiais, ambiente artificial Agentes artificiais, ambiente natural

Agentes naturais, ambiente natural

fonte: Helen Couclelis (UCSB)

Se Computação é Universal, porque houve queda no interesse dos alunos?

Percentual de alunos em Computação na UCLA (1971-2007) Relação candidato/vaga (FUVEST, 2009)

Paradoxo da Computação Universal

Computação está em todos os lugares e sistemas…

...exceto nos departamentos de Computação das universidades!

Porque caiu o interesse em Computação?

Porque nossos cursos formam gente em Computação Comercial (que é muito chata!)

Vamos também formar gente em Computação Universal (que é muito mais inspiradora!)

Como fazer parte da Computação Universal?É preciso ampliar os horizontes da Computação

Onde há fluxo de informação, existe espaço para pesquisa em Computação

O que ensinamos e o que precisamos...

Computação comercial Computação universal

Teoria de computação Teoria da Computação

Análise de Algoritmos Análise de algoritmos

Programação orientada-a-objetos Programação funcional

Software como serviço Design de sistemas complexos

Workflows e XML (uugh!) Sistemas dinâmicos

Bancos de dados relacionais Bancos de dados não-estruturados

Compiladores Cibernética e Vida Artificial

Interfaces WIMP Jogos e Simulação

Lua and the Web

Where is Lua?

Inside BrazilPetrobras, the Brazilian Oil CompanyEmbratel (the main telecommunication company in Brazil)many other companies

Outside BrazilLua is used in hundreds of projects, both commercial and

academicCGILua still in restricted use

until recently all documentation was in Portuguese

Vamos ensinar jogos em lugar de ensinar interfaces!

[Ierusalimschy et al, 1996]source: the LUA team

Fazer a Computação mais próxima da vida

Só 50% dos modelos propostos em Computação são testados

90% dos modelos propostos nas Ciências Naturais são testados

Large Hadron Collider

W. Tichy, “Should Computer Scientists Experiment More?”, IEEE Computer, 1998

O dilema atual da Computação é mundial...

Tem mais gente em busca de novos caminhos…

(Julho 2009)

“the curriculum lacks fundamental components that are essential in the construction of large systems” (R. Dewar, CACM, Julho 2009)

Qual o futuro da Computação?Podemos fazer e valorizar a pesquisa interdisciplinar…

…ou correr o risco de extinção (ou pior,

da irrelevância)