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Professor Omar Carmona fala de modelagem computacional aplicada à medicina e economia

Em entrevista, o pesquisador comenta sobre seus estudos de uso de redes neurais convolucionais para classificar COVID-19 e câncer de mama, além de pesquisa sobre o uso de modelos computacionais no despacho econômico de energia.
  • Por Yane Botelho, Ascom IFMA
  • publicado 20/11/2020 17h07
  • última modificação 20/11/2020 18h27
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Professor do IFMA, Omar Carmona é doutor em Ciências da Computação e Matemática Computacional pela USP

Os estudos do professor Omar Carmona, do Instituto Federal do Maranhão (IFMA), ganharam destaque em 2020, com mais de 10 publicações (artigos divulgados conferências e revista, além de um capítulo de livro). Entre os trabalhos, muitos produzidos com alunos e colegas, uma análise do uso de redes neurais convolucionais para classificar COVID-19 em tomografias computadorizadas e a transferência de aprendizagem de modelos para a classificação da doença em imagens de raios X. Seguindo ainda na área de biomedicina, o pesquisador investiga também o uso de redes neurais convolucionais para classificar câncer de mama. Já na área econômica, conseguiu desenvolver e aplicar modelos computacionais focados no despacho econômico de energia.

Doutor em Ciências da Computação e Matemática Computacional pela Universidade de São Paulo (2004), Omar Carmona é professor do Curso de Sistemas de Informação, do IFMA Campus São Luís-Monte Castelo; professor permanente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Computação e Sistemas (PECS) da Universidade Estadual do Maranhão (UEMA) e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeroespacial (PPGAero) da Universidade Federal do Maranhão (UFMA). É ainda professor colaborador do Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PPGCC) da UFMA. Em entrevista, o pesquisador comenta sobre o uso de modelos computacionais para a resolução de problemas de natureza econômica e da área de medicina. 

Boa parte das suas pesquisas diz respeito à utilização de modelos computacionais para a resolução de problemas da área econômica e médica. O senhor poderia descrever um pouco como desenvolveu seu interesse por esse tipo de pesquisa aplicada?

Omar Carmona – Eu venho trabalhando com IA [Inteligência Artificial] aplicada já tem um bom tempo. Comecei lá no final da década de 1990, mas como ainda era muito iniciante as aplicações eram em sua maioria o que se chama de testes de mesa, ou benchmarks, que são funções matemáticas parecidas com as de problemas reais. Mais recentemente, há uns quatro anos mais ou menos, comecei a ter interesse pelas aplicações médicas, que hoje estão impulsionadas com a Medicina 4.0, que tenta explorar ao máximo as capacidades da IA na área médica. Já a pesquisa aplicada em sistemas de energia veio desde o finalzinho da graduação, pois meu orientador na época é dessa área. Desde então temos desenvolvido pesquisa em parceria.

Como modelos computacionais podem ser ferramenta de auxílio à tomada de decisões no campo de produção e consumo de energia?

Omar Carmona – Nessa área tenho focado no despacho econômico de energia. Esse problema é de otimização e visa produzir a energia demandada, por uma cidade por exemplo, ao menor custo possível. A partir desse derivam-se dois outros problemas mais complexos que são o despacho econômico dinâmico de energia e o despacho econômico-ambiental. No primeiro, o problema do despacho econômico é estendido para diferentes demandas, ou seja, uma demanda para cada hora do dia. Isso se aproxima bem mais do que realmente acontece, já que diferentes horas do dia demandam diferentes quantidade de energia.

O segundo, adiciona-se ao problema a questão ambiental, ou seja, não basta apenas diminuir o custo de produção de energia, mas também as leis de emissão de poluentes devem ser obedecidas. Esse problema é particularmente interessante e desafiante por ser multiobjetivo, isto é, à medida que se reduz o custo de produção, aumenta-se o custo de emissão. Assim, busca-se encontrar um conjunto de soluções na qual um especialista deve analisar o custo-benefício de cada uma delas. Esses problemas em sistemas de energia são resolvidos sob o ponto de vista de quem a produz. Agora estamos nos direcionando a considerar também o preço pago pelo cliente no despacho econômico dinâmico. Assim adicionamos ao problema a perspectiva de quem compra a energia, que no fim das contas deseja pagar o menor valor ao longo do dia. 

Como o senhor avalia a resposta da comunidade científica (pelo menos a da sua área) à situação gerada pelo surgimento do vírus COVID-19? 

Omar Carmona – A comunidade científica respondeu rapidamente a essa pandemia. Pesquisas na área de COVID, seja para diagnóstico ou seja para o desenvolvimento de medicamentos ou vacina, tem sido em massa. No nosso grupo tenho um orientando de mestrado que está desenvolvendo uma app baseada em redes neurais para classificar COVID com base em imagens de raio X. Essa app será particularmente interessante em locais onde os recursos são limitados e se tem acesso somente a esse tipo de imagem. Outro aluno está fazendo testes semelhantes em imagens de tomografia computadorizada.

O que o senhor vislumbra como próximas etapas de sua atividade de pesquisador? Poderia, por favor, mencionar talvez algum ou alguns problemas que o ocupem no momento ou que podem ocupá-lo em um futuro próximo?

Omar Carmona – Essas pesquisas iniciais em COVID têm nos fornecido um bom ‘know-how’ na área de classificação de imagens. Minha intenção é continuar me aprofundando nessa área. E claro, não deixarei de lado as outras aplicações, já que gosto muito dessa área de metaheurísticas e otimização. No momento, gostaria também de expandir os trabalhos em detecção de câncer de mama para detecção de metástase, o que demanda um poder computacional muito maior. Para isso, tenho convênio com outras instituições, como a UFMS [Universidade Federal de Mato Grosso do Sul], que nos permite utilizar seu supercomputador. O aluno que desenvolveu a pesquisa de detecção está prestes a entrar no mestrado como meu orientando. Eu gostaria que ele continuasse esse trabalho, mas deixo as portas abertas se ele quiser seguir em outra direção.

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