Titulo Estágio
RANs - Modelo Computacional de Cognição, Personalidade e Emoção
Área Tecnológica
Inteligência Artificial
Local do Estágio
DEI-FCTUC
Enquadramento
Num contexto de crescente incidência de doenças neurodegenerativas, psiquiátricas e psicológicas nas populações dos países industrializados, é útil dispor de um modelo computacional cognitivo que permita a simulação de fenómenos como a percepção, atenção, emoção, memória, cognição e personalidade humanas, que em última análise se exprimem como decisões, mudanças internas de estado, comportamentos, ou acções.
O modelo proposto — RAN (Regulated Activation Networks) — terá potenciais aplicações no auxílio ao diagnóstico e tratamento de patologias mentais como referido acima, mas também poderá dar um contributo na compreensão de fenómenos cognitivos como os sonhos e a expressão das emoções.
O modelo RAN tem como objectivo primário constituir uma ferramenta de representação da mente de um ser humano particular, pelo que cada instância do modelo será a representação (parcial) da mente de um só indivíduo.
Consistirá numa rede de nós cuja semântica é definida pelo utilizador, mas tipicamente incluirá nós que representam percepções sensoriais, outros que representam emoções, memórias, conceitos, expectativas, acções individuais, comportamentos complexos, etc., percorrendo uma variedade de diferentes graus de abstracção e de significado conforme seja conveniente para o utilizador.
É no significado de cada nó, na topologia da rede, e nos valores de alguns dos seus parâmetros que se materializa a representação da mente/personalidade do ser humano modelado. Assim, a própria topologia da rede é alterável e dinâmica, sendo possível acrescentar e eliminar nós. A criação de novos nós e de novos arcos poderá ser usada para modelar fenómenos de aprendizagem e criatividade, e a eliminação de nós e de arcos poderá ser usada para modelar fenómenos de esquecimento, ou perda cognitiva (e.g., resultante de um insulto cerebral como um AVC, ou de uma patologia neuro-degenerativa como Alzheimer, Parkinson, e outras).
No contexto deste estágio apenas se considerará o modelo restrito ao caso de topologia estática (RANs - RAN static topology), não permitindo portanto a adição ou remoção de nós.
O modelo RAN não tem aspirações a ser neuro-anatomicamente realista, abstraindo-se desse nível de detalhe, mas apenas a capturar as características funcionais mentais em estudo de um indivíduo. Está orientado para capturar os aspectos de percepção, emoção, cognição e actuação humanas, tendo a preocupação de ser compatível, tanto quanto possível, com os resultados estabelecidos em outras áreas tais como neurologia, psiquiatria, e psicologia.
Objetivo
Os principais objectivos deste estágio são:
1) a definição formal do modelo RAN de topologia estática e identificação das suas principais propriedades
2) a concepção de um use-case do modelo
3) a implementação de um protótipo do modelo e a análise do comportamento do protótipo no use-case
4) a submissão a uma conferência internacional da área de um artigo científico resumindo o trabalho efectuado
Plano de Trabalhos - Semestre 1
* Análise do problema e leitura das documentações relevantes [Setembro 2013]
* Análise do estado da arte de modelos cognitivos, análise de ferramentas e frameworks de desenvolvimento potencialmente utilizáveis nos projecto [Outubro 2013]
* Definição de objectivos intercalares e respectivos deadlines [Outubro 2013]
* Definição formal do model RAN de topologia estática [Novembro 2013]
* Identificação e análise das principais propriedades do modelo [Novembro 2013]
* Escrita de relatório intermédio [Outubro - Dezembro 2013]
Plano de Trabalhos - Semestre 2
* Reflexão sobre a avaliação intermédia; integração das alterações sugeridas pelo júri [Janeiro 2014]
* Concepção de um use-case do modelo [Fevereiro 2014]
* Desenho da arquitectura detalhada do protótipo modelo [Fevereiro 2014]
* Implementação do protótipo [Fevereiro-Março 2014]
* Validação do protótipo implementado [Março-Abril 2014]
* Análise do comportamento do protótipo no use-case [Abril-Maio 2014]
* Escrita do artigo científico de resumo dos trabalhos [Março-Maio 2014]
* Escrita da Tese Final [Fevereiro - Junho 2014]
Condições
O local de trabalho do estágio será o DEI-FCT-UC usando o aluno o seu própio laptop pessoal.
O/a aluno/a seleccionado/a para esta Dissertação/Estágio beneficiará de uma bolsa de 3000 Euros, paga em 4 prestações mensais de 750 Euros, atribuída pelo CISUC.
Os candidatos deverão cumprir os seguintes requisitos mínimos:
* Conhecimentos sólidos sobre programação e algoritmia (C ou C++ ou Java)
* Conhecimentos sólidos dos principais tópicos de Inteligência Artificial
* Conhecimentos sólidos de matemática
* Elevada capacidade de análise e síntese
* Interesse por tópicos da psicologia
* Fluência em inglês
* Entregar CV com detalhe de classificação nas disciplinas realizadas no 1º e 2º ciclo.
Observações
Este é um Estágio de carácter científico que irá decorrer em consonância com o projeto europeu FP7 ConCreTe, pelo que o/a aluno/a pode vir a colaborar com outros investigadores/doutorandos da UC e de outras universidades europeias que estejam a trabalhar neste tópico.
Espera-se que o aluno colabore na escrita de um artigo científico, apresentando um resumo do trabalho efectuado, que será submetido a uma conferência internacional da área.
Orientador
Alexandre Miguel Pinto
ampinto@dei.uc.pt 📩