eScience revoluciona a forma como se faz ciência

Por Elton Alisson da Agência FAPESP

Um software de visualização de dados astronômicos pela internet permite que cientistas em diversas partes do mundo acessem milhares de imagens de objetos celestes, coletadas por grandes telescópios espaciais, por observatórios e por instituições internacionais de pesquisa em astronomia.

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Novas ferramentas de computação possibilitam fazer ciência de forma melhor, mais rápida e com maior impacto, diz Tony Hey, vice-presidente da Microsoft Research (foto:E.Cesar/FAPESP) 

 

Por meio desses dados, os usuários podem realizar análises temporais e combinar observações realizadas em vários comprimentos de onda de energia irradiada pelos corpos celestes, como raios X, radiação infravermelha, ultravioleta e gama e ondas de rádio, para elucidar os processos físicos que ocorrem no interior desses objetos e compartilhar suas conclusões.

Denominado World Wide Telescope, o software, que começou a ser desenvolvido em 2002 pela Microsoft Research, em parceria com pesquisadores da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, é um exemplo de como as novas tecnologias da informação e comunicação (TICs) mudaram a forma como os dados científicos passaram a ser gerados, administrados e compartilhados, além da própria maneira como se faz ciência hoje, afirma Tony Hey, vice-presidente da Microsoft Research.

“Os telescópios espaciais, assim como as máquinas de sequenciamento genético e aceleradores de partículas, estão gerando um volume de dados até então nunca visto. Para lidar com esse fenômeno e possibilitar que os cientistas possam manipular e compartilhar esses dados, precisamos de uma série de tecnologias e ferramentas de ciência da computação que possibilitem fazer ciência de forma melhor, mais rápida e com maior impacto. É isso o que chamamos de eScience”, disse Hey durante o Latin American eScience Workshop 2013, realizado nos dias 14 e 15 de maio no Espaço Apas, em São Paulo.

Promovido pela FAPESP e pela Microsoft Research, o evento reuniu pesquisadores e estudantes da Europa, da América do Sul e do Norte, da Ásia e da Oceania para discutir avanços em diversas áreas do conhecimento possibilitados pela melhoria na capacidade de análise de grandes volumes de informações produzidas por projetos de pesquisa.

A cerimônia de abertura do evento foi presidida por Celso Lafer, presidente da FAPESP, e contou com a presença de Michel Levy, presidente da Microsoft Brasil, e de José Tadeu de Faria, superintendente do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento no Estado de São Paulo, representando o ministro.

Também conhecida como ciência orientada por dados, a área de eScience integra pesquisas em computação a estudos nas mais variadas áreas por meio do desenvolvimento de softwares específicos para visualização e análise de informações.

A integração permite a interpretação dos dados, a formulação de teorias, testes por simulação e o levantamento de novas hipóteses de pesquisa com base em correlações difíceis de serem observadas sem o apoio da tecnologia da informação.

“Algumas tecnologias utilizadas na ciência da computação vão ajudar a resolver problemas científicos. Em contrapartida, a utilização dessas ferramentas para solucionar problemas científicos também possibilitará o próprio desenvolvimento da ciência da computação”, disse Hey, que foi professor da Universidade de Southampton, no Reino Unido.

Segundo Hey, a análise, visualização, prospecção (data mining, na expressão em inglês), preservação e compartilhamento de grandes volumes de dados representam grandes desafios não só na ciência hoje, mas também no setor privado.

Por isso, na opinião dele, é preciso treinar os cientistas para lidar com o big data – como é chamado o conjunto de soluções tecnológicas capaz de lidar com a acumulação contínua de dados pouco estruturados, capturados de diversas fontes e  da ordem de petabytes (quatrilhões de bytes) – tanto para realização de projetos científicos, como também para atuarem, eventualmente, em empresas. “O data scientist [cientista capaz de lidar com grandes volumes de dados] será um requisito imprescindível para o cientista”, disse Hey.

A ciência intensiva em dados não é nova, mas as escalas espaciais e temporais de estudos realizados atualmente sobre temas relacionados às mudanças climáticas globais, por exemplo, são cada vez maiores, exigindo novas ferramentas. Por meio de novas tecnologias da informação, também é possível analisar dados gerados em tempo real, como no monitoramento de hábitats.

De acordo com Hey, desde 1950 se começou a utilizar computadores para explorar, por meio de simulações, áreas da ciência até então inacessíveis. “No início, no entanto, os cientistas não sabiam o que era ciência da computação e os profissionais da computação não entendiam a complexidade dos problemas científicos”, disse.

“Foi necessária a realização de um trabalho conjunto, de longo prazo, para que os dois lados entendessem qual era a contribuição que cada um poderia dar em suas respectivas áreas, e iniciar o desenvolvimento de novos algoritmos, hardware, software e da programação de linguagens para possibilitar a realização de experimentos em diversas áreas”, contou.

Oportunidades em temas ousados

Durante o evento da FAPESP e da Microsoft Research foram apresentados diversos projetos por pesquisadores que utilizam o eScience em diversos países, em áreas como energias renováveis, mudanças climáticas globais, transformações sociais, econômicas e políticas nas metrópoles contemporâneas, caracterização, conservação, recuperação e uso sustentável da biodiversidade, medicina e saúde pública.

Um desses projetos, coordenado pela professora Glaucia Mendes Souza, coordenadora do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN), pretende desenvolver um algoritmo para o sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar e, com isso, possibilitar o desenvolvimento de variedades da planta com maior quantidade de sacarose e mais resistente a pragas e às mudanças climáticas.

“A colaboração entre a FAPESP e a Microsoft tem aberto para a comunidade científica do Estado de São Paulo inúmeras oportunidades de realizar pesquisas em temas ousados relacionados com o uso de tecnologias da informação em áreas como a de energia e meio ambiente”, disse Carlos Henrique de Brito Cruz, diretor científico da FAPESP, na sessão de abertura do workshop.

“Temos grandes expectativas em relação à eScience. Se soubermos utilizá-la adequadamente, ela poderá trazer grandes avanços não só em pesquisas mas também na própria maneira de se fazer ciência”, disse Brito Cruz.

Ele disse que a FAPESP planeja lançar em breve um programa voltado para apoiar pesquisas na área de eScience.

“Temos a clara convicção de que um papel importante da FAPESP é estar na vanguarda da inovação e do conhecimento, e consideramos muito importante o apoio à pesquisas em eScience, cuja aplicação em áreas como a de meio ambiente é inequívoca, mas que também apresenta um grande potencial de utilização nas Ciências Humanas, por exemplo”, disse Celso Lafer, presidente da FAPESP.

Levy destacou a parceria da Microsoft com a FAPESP e os investimentos em pesquisa e desenvolvimento realizados pela empresa no país. “A Microsoft tem aumentado seus investimentos na área de pesquisa e desenvolvimento no Brasil nos últimos anos e um dos mais importantes exemplos disso é a parceria bem sucedida que mantemos com a FAPESP”, afirmou.

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