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Ciência de Dados

Nature destaca pesquisa sobre ressonância de coerência em redes complexas

Trabalho inédito tem contribuição do pesquisador Tiago Pereira do CeMEAI

 

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Usualmente, ruídos são entendidos como algo ruim, que precisam ser descartados. Em alguns contextos, eles podem trazer importantes contribuições, como no artigo denominado Coherence resonance in influencer networks, que acaba de ser publicado pela Nature e tem colaboração do pesquisador Tiago Pereira, do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e professor Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos.

Sabe-se que as redes de influenciadores possuem um conjunto de elementos conectados que impedem o aparecimento de comportamento coletivo quando a interação entre os elementos é baixa. Os pesquisadores mostraram que quando a força do ruído é ideal em uma rede de influenciadores, ocorre a sincronia entre os elementos e os grupos passam a ter uma ordem global.

“O que se sabia era sobre o efeito construtivo do ruído para casos homogêneos”, comenta Tiago Pereira.  Ele explica ainda que as redes complexas são abundantes na natureza e muitas contêm nós que são altamente conectados (hubs). “Alguns desses hubs são chamados de influenciadores porque eles se acoplam fortemente à rede. Surpreendentemente, apesar da abundância de redes com influenciadores, pouco se sabe sobre sua resposta ao ruído. Neste artigo, mostramos que submeter os influenciadores a uma intensidade ótima de ruído pode resultar em sincronização de rede aprimorada”.

A contribuição da pesquisa torna-se relevante em estudos, por exemplo, de epilepsia ou Parkinson, quando a sincronização dos neurônios tem papel fundamental. Ou ainda em redes do coração, quando quebrar a coletividade é um dos desafios.

“A publicação deste artigo na Nature, uma das principais fontes científicas internacionais, traz a possibilidade de compartilhar resultados inéditos e que podem auxiliar em pesquisas que utilizam-se desses parâmetros para importantes descobertas sobre efeitos construtivos da aleatoriedade”, finalizou Tiago.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar / IMECC-UNICAMP / IBILCE-UNESP / FCT-UNESP / IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Raquel Vieira – Comunicação CeMEAI

 

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Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Sistema usa Inteligência Artificial para monitorar e alertar sobre enchentes

Protótipo foi construído em São Carlos com tecnologia usada nos carros autônomos

 

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A temporada das chuvas mal chegou e o município de São Carlos, no interior de São Paulo, já viveu alagamentos com grandes prejuízos à população.

Essas imagens foram registradas no início do mês de dezembro pelas câmeras de uma nova tecnologia que está sendo desenvolvida por pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com coordenação do professor Jó Ueyama do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos.

O sistema completo, denominado e-NOE, visa monitorar e alertar os moradores, não apenas de São Carlos, mas de todos os municípios onde a tecnologia for implantada.

Neste momento da pesquisa, o pós-doutorando Francisco Erivaldo Fernandes Junior foi o responsável por uma evolução do sistema, implantando algoritmos de Inteligência Artificial de última geração, encontrados apenas em carros autônomos.

Ele explica que esta nova etapa implantada ao e-NOE diz respeito a captação das imagens nos rios. Um sensor, consistindo de uma câmera, capta as imagens de cinco em cinco minutos e as envia para um servidor na nuvem.

O segundo passo é detectar a superfície do rio realizando uma Segmentação Semântica a partir de uma imagem de entrada, com ajuda de uma Rede Neural Profunda.

 

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Utilizando Visão Computacional, o pesquisador chega ao terceiro passo que é detectar o nível do rio, a partir da distância (em verde) de uma linha de referência (em azul) para a superfície segmentada da água (em vermelho).

 

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A emissão de alerta da enchente ocorre caso o nível do rio seja igual ou maior a 2,70 metros (considerando o ponto onde o protótipo está instalado no município de São Carlos). O trabalho consiste em desenvolver um aplicativo onde a população receberia o alerta, no entanto, atualmente, esse alerta já pode ser feito por e-mail ou acompanhado no website do projeto.

“Já temos condições, por exemplo, de enviar à Defesa Civil de São Carlos o aviso para que em um tempo máximo de 10 minutos, providências sejam tomadas a fim de evacuar a área que sofreria a enchente e preservar vidas”, explica Francisco.

Ainda segundo ele, houve muitos ganhos com a implantação de Inteligência Artificial nas câmeras de captação de imagens. “Uma das vantagens desse sistema proposto é que ele dispensa a utilização de sensores de pressão e vazão. O preço e manutenção de cada nó é muito mais baixo do que os outros sistemas e o mais importante, é que há mais tempo disponível para que a população se proteja das enchentes”.

Francisco trouxe experiências de seu doutorado na Oklahoma State University. “Esse sistema de monitoramento já foi implantado com eficácia comprovada em muitas cidades americanas e lá, o alerta é feito pelas próprias operadoras diretamente para os celulares da população. Aqui no Brasil, temos a intenção de, ao final da pesquisa, ter um aplicativo acessível a todos os interessados”.

O coordenador da pesquisa, Jó Ueyama comemorou a tecnologia desenvolvida por Francisco. “Quando iniciamos o projeto, nós detectávamos as enchentes usando sensores de altura do rio que ficavam submersos no córrego. Entretanto, tais sensores sofrem com corrosão e assoreamento (banco de areia móveis), levando-os às manutenções periódicas. Assim, esta tecnologia (uso da câmera para detectar enchentes automaticamente, sem a necessidade de um operador monitorando as imagens) vem para solucionar isso, de maneira que os sensores analógicos não sejam mais utilizados. Importante também ressaltar que as câmeras instaladas são multifuncionais e servem para monitorar as pessoas e o trânsito; um avanço nesta tecnologia que visa beneficiar a população e os motoristas. Lembramos que cabe ao poder público ou empresas privadas o uso das mesmas, com parcerias como a que já firmamos com a prefeitura de São Carlos”, finalizou Jó.

 

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Ferramenta que monitora Covid- 19 em SP registra aumento de casos suspeitos

Crescimento foi registrado na grande São Paulo e capital, enquanto interior mantém estabilidade e queda


A ferramenta Info Tracker, desenvolvida por professores da Unesp e da USP, que monitora o avanço da pandemia e utiliza matemática e inteligência artificial para projetar o número de infecções, óbitos e pacientes recuperados da Covid-19 no estado de São Paulo e demais regiões do Brasil, registrou entre os meses de agosto e novembro, aumento no número de casos suspeitos, especialmente na região da grande São Paulo. Esse dado corresponde às pessoas consideradas suspeitas de estarem com Covid-19 e que atualmente ou estão aguardando a realização ou divulgação de resultado de teste, ou ainda casos que foram diagnosticados como Síndrome Gripal (SG) ou Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG). 

No caso da Grande São Paulo, os números não seguem uma tendência de estabilidade ou de queda, como tem ocorrido na maioria das regiões pesquisadas no interior do estado.

A ferramenta mostra que, entre 1 de agosto e 5 de novembro, as regiões analisadas do interior do estado apresentaram uma queda gradual nos casos suspeitos. Por exemplo, na região de Ribeirão Preto, houve uma redução drástica, de 84%, de 7.483 para 1.200 casos no período. No mês de outubro a redução foi de 39%, de 2.098 para 1.282 casos.

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Figura 1: casos suspeitos das regiões (departamentos regionais de saúde) do interior do estado. Fonte: Info Tracker.

 

Depto. Regional de Saúde 01-agosto 05-novembro aumento/queda
Campinas 8.496 4.789 -44%
Taubaté 7.670 5.597 -27%
Ribeirão Preto 7.483 1.200 -84%
São José do Rio Preto 4.550 3.692 -19%
Sorocaba 2.762 1.677 -39%

Tabela 1: Variação nos casos suspeitos do interior do estado. Fonte: Info Tracker.

Dados apontam para uma possível segunda onda da doença

O cenário é diferente quando são analisadas as regiões da Grande SP. Na Grande SP Sudeste, região onde há maior concentração de casos suspeitos, houve alta de 75%, tendo os casos suspeitos saltando de 43.494 para 76.188, no mesmo período de análise.

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Figura 2: casos suspeitos das regiões (departamentos regionais de saúde) da Grande SP. Fonte: Info Tracker.

 

Depto. Regional de Saúde 01-agosto 05-novembro aumento/queda
Grande SP Sudeste 43.494 76.188 75%
Grande SP Leste 3.328 3.731 12%
Grande SP Oeste 10.679 18.760 76%
Grande SP Sudoeste 5.967 8.395 41%

Tabela 2: variação nos casos suspeitos na Grande SP. Fonte: Info Tracker.

 

Quando a análise passa apenas para a capital paulista, também há um aumento expressivo nos casos suspeitos, da ordem de aproximadamente 50% no período, subindo de 339.934 (em 1 agosto) para mais de meio milhão de casos, 504.949 suspeitos (em 5 novembro).

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Figura 3: casos suspeitos na capital paulista. Fonte: Info Tracker.

 

"A ferramenta é de fácil entendimento e pode ser acessada por qualquer pessoa interessada. Os dados são coletados diretamente dos boletins epidemiológicos dos municípios que são acompanhados pela plataforma. Nosso principal objetivo ao desenvolvê-la foi dar amparo técnico à análises do comportamento da doença no estado de São Paulo, contribuindo assim com a tomada de decisão dos gestores, especialmente das áreas de saúde e governos. Devemos estar atentos aos números não somente de casos confirmados, óbitos e internações, mas também outros dados que sejam relevantes nesse contexto como casos suspeitos e casos descartados, pois eles nos permitem avaliar a pandemia de forma mais aprofundada e sob diferentes ângulos”, comenta um dos pesquisadores que desenvolveram a ferramenta, Wallace Cassaca, professor da Unesp e pesquisador do CeMEAI-USP.

“A diferença no número de casos suspeitos do interior paulista com relação à grande SP e capital aponta para a possibilidade de que o estado possa estar vivenciando o começo de uma segunda onda de Covid-19, que tem tomado forma na região da Grande SP. Portanto, o alerta e precaução são fundamentais para que se tenha ações mais efetivas para tentar conter o avanço da doença enquanto", disse.

 

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Como o MBA em Ciências de Dados mudou as carreiras dos participantes

Alunos da primeira turma comentam resultados obtidos nas empresas em que atuam

 

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Quem está no mercado de trabalho sabe a dificuldade que é arrumar tempo para tarefas que não sejam as atribuições que o próprio emprego exige. Ao mesmo tempo, a capacitação profissional é uma necessidade. E quanto mais ágil, eficiente e de qualidade os cursos, melhor o aproveitamento. 

No início deste ano, cumprindo sua principal premissa de fazer interagirem a matemática e indústria, o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), em parceria com o Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/USP) lançaram o MBA em Ciências de Dados, o primeiro da área oferecido a distância por uma universidade pública.

A proposta de mudar a vida profissional dos participantes em um ano foi percebida quase na totalidade. Arion Melkan de Freitas é Engenheiro de Software no Itaú Unibanco e integra a primeira turma. "Quando soube que esse MBA estava sendo oferecido, não pensei duas vezes. Passado esses 10 meses de curso, só tenho a agradecer, especialmente pela relação da teoria com a prática. Quando você entra nesse curso, você não tem um certificado garantido. É preciso muita dedicação para realizar as atividades, provas e o trabalho de conclusão de curso, além da assimilação dos conhecimentos. Tive muitos ganhos na percepção de padrões que encontramos quando tratamos os dados, trabalho melhor com python, com análise exploratória e identificação dos dados que realmente geram informação ao cliente. Além disso, o MBA já me ajudou a prestar alguns processos seletivos para direcionar a minha carreira para área de Ciências de Dados, esse é um objetivo que eu tenho", disse Arion.

Para Ricardo Grego, Senior Business Analyst no NuBank, o MBA em Ciências de Dados se destacou pela carga teórica, aliada às aplicações práticas." É um ótimo equilíbrio para entender muito bem o que é Ciências de Dados e como utilizar todo esse ferramental matemático e estatístico. O formato de aulas e monitorias EAD foram muito bem estruturados, com equipe de professores e monitores de altíssimo nível. Eu, que trabalho com análise de dados, já enxergo muitas aplicações em minha atividade profissional atual e diversas possibilidades de desenvolvimento de carreira".

Um dos diferenciais do curso é o fato de contar com uma das melhores equipes de cientistas da computação, estatística e matemática aplicada do país. "Ministrar o curso de Aprendizado Dinâmico para o MBA foi uma experiência interessantíssima, pois pude discutir temas relevantes para a análise de dados coletados ao longo do tempo, como modelos de séries temporais, redes dinâmicas e análise de sobrevivência. No curso, trabalhamos com problemas práticos atuais, precedidos de desenvolvimentos teóricos e com referências de qualidade. Como o curso é oferecido pela USP, os alunos têm acesso amplo à infraestrutura online da universidade, como repositórios de livros e artigos. Tive retornos extremamente positivos dos alunos. Analisamos dados de diversas naturezas, como aplicações das áreas médica, financeira, biológica, e inclusive dados epidemiológicos de COVID-19. Os tutores fizeram um excelente trabalho também, oferecendo todo o apoio teórico e computacional para o desenvolvimento das práticas propostas em cada aula. Considero o curso um sucesso, que traz retorno a curto prazo à carreira dos alunos, como inclusive já foi relatado por alguns deles", comentou Cibele Russo, Professora Doutora em Estatística do ICMC. 

"Não menos importante é destacar que a primeira edição do MBA realmente trouxe problemas das empresas onde os participantes trabalham para que fossem solucionados por nossa equipe de especialistas, sendo que, o nosso maior objetivo, de dar aos alunos as ferramentas e o conhecimento para tomadas de decisões nas empresas que atuam, foi cumprido. Ganham os profissionais e as indústrias de forma geral.", observou o coordenador do MBA, Francisco Louzada Neto

Francisco lembra ainda que o MBA oferece diploma chancelado pela USP, um diferencial em qualquer currículo." Convido a todos para integrar esse novo mundo da informação digital. O processo seletivo para a segunda turma já começou!".

 

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Pesquisa do CeMEAI irá auxiliar censo com moradores de rua de Franca

Modelo aplicado em São Carlos servirá como referência para grupo de extensão da Unesp

 

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Uma pesquisa desenvolvida em parceria entre a prefeitura de São Carlos e Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) chamou a atenção do grupo de extensão Núcleo de Cidadania Ativa, da Unesp de Franca, que atua na concretização dos direitos para a população em situação de rua.

Os alunos orientados pelo professor Murilo Gaspardo entraram em contato com os pesquisadores do CeMEAI e já realizaram reuniões para troca de experiências com base no trabalho que, em São Carlos, está desenvolvendo ferramentas computacionais para auxiliar em políticas públicas voltadas para essa população.

Brenda Schiezaro Guimaro é aluna de Direito na Unesp de Franca, faz parte do grupo de extensão e conta que fez o primeiro contato com a ONG Projeto se Mudando - que atua com os moradores em situação de rua em São Carlos. “Conversando com eles sobre nossa intenção de realizar um censo sobre a população em situação de rua de Franca, eles nos contaram do projeto que estava sendo desenvolvido com coordenação do professor Alexandre Delbem e começamos a conversar”, disse.

“A primeira reunião já foi muito produtiva, nos ajudou muito, pois estávamos com dúvidas principalmente no quesito de metodologia do censo. Eles nos explicaram de forma detalhada a maneira como desenvolveram os questionários, bem como a maneira de processamento dos dados, o que auxiliou a dar um norte para nosso trabalho. Além disso, eles nos deram dicas referentes à quantidade de perguntas, pois pretendíamos realizar muitas delas e eles já haviam reparado que tal método não funcionava”.

Francisco Louzada Neto está coordenando as análises e soluções do ponto de vista da Estatística e comentou sobre a importância da qualidade do questionário. “Estamos desenvolvendo os indicadores que irão nos apontar, por exemplo, qual é o nível de aproximação desse morador com os serviços que são oferecidos pela prefeitura, olhando para a estrutura toda. Conseguimos saber qual a porcentagem de utilização desses serviços de uma forma holística, lembrando que essa análise será automática.”

“É importante enfatizar a importância das questões e ter pessoas capacitadas para aplicar o questionário, uma vez que há questões sensíveis como uso de drogas ou bebidas que eles podem não querer contar. A realidade e qualidade das respostas é de extrema importância nos resultados”, observa.

“A pesquisa demonstrou até aqui que as informações vão mudando ao longo do tempo, menos dados com mais qualidade, podem ser mais interessantes do que muitos dados sem qualidade”, observou Cristiano Jose dos Santos, aluno de doutorado de Alexandre Delbem e que participou de todo processo, inclusive da aplicação do questionário em campo.

Delbem também comentou sobre a importância de trabalhar junto com todas as equipes em todo cronograma. “É importante destacar que a metodologia baseou-se no conhecimento prévio de todas as formas já existentes de interação da sociedade com os moradores em situação de rua de São Carlos e isso possibilitou um amplo acesso a eles, o que deve beneficiar as análises.”.

Dessa forma, a tecnologia do CeMEAI é transferida para auxiliar no mesmo problema em outros municípios. O censo na cidade de Franca está sendo desenvolvido pelo Conselho Municipal de Políticas sobre Drogas de Franca (COMAD), FATEC Franca, em parceria com a Secretaria de Ação Social (SEDAS), Centro de Referência Especializado para População em Situação de Rua (Centro Pop), Abrigo Provisório, Casa de Passagem e a Equipe do Consultório na Rua (eCR).

Túlio Boso Fernandes dos Santos está no grupo de extensão. É presidente do Conselho Municipal de Políticas Públicas sobre Drogas de Franca (COMAD) e mestrando da Unesp.  “Esta experiência de São Carlos vai nos ajudar a conhecer melhor o projeto e replicar em nossa cidade”. Contato com o grupo de extensão podem ser feitos pelo e-mail Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo..

 

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Pesquisadores criam ferramenta para predizer a evolução da Covid-19 em São Paulo

Sistema analisa diagnósticos específicos para cada região do estado

 

 

Professores da Unesp e da USP desenvolveram uma ferramenta que utiliza matemática e inteligência artificial para predizer o número de infecções, óbitos e pacientes recuperados no estado de São Paulo. Utilizando dados fornecidos pelas prefeituras municipais e concentrados na plataforma Info Tracker, os pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), apoiado pela Fapesp, conseguem apontar resultados individuais para cada uma das 22 regiões do estado.

Os dados sobre a Covid-19 já existentes são utilizados para calibrar os parâmetros do modelo matemático, que se baseia na modelagem SIR – amplamente utilizada para analisar qualitativamente a dinâmica de epidemias. Com inteligência artificial, os pesquisadores conseguem analisar esses dados preexistentes e fazer com que o modelo aponte as tendências para os próximos dias, incluindo o número efetivo de reprodução do vírus em cada região.  “Utilizar um modelo epidemiológico já bem estabelecido na literatura científica aliado à robustez da inteligência artificial é unir o melhor dos dois mundos. Assim, conseguimos resultados acurados e customizados para a realidade de cada uma das regiões do estado”, analisa Wallace Casaca, professor da Unesp em Rosana.

Ferramenta foi disponibilizada pelos pesquisadores nesta semana

“A inteligência artificial permite descobrir quais parâmetros melhor modelam cada região. Descobrir os parâmetros do modelo matemático é mais útil que predizer os dados diretamente, pois permite analisar as tendências das curvas em cada região”, completa Fábio Amaral, aluno da Pós-graduação em Matemática Computacional da Unesp em Presidente Prudente.

Em resumo, os pesquisadores utilizam os dados coletados das últimas semanas para treinar o modelo, a fim de analisar um comportamento qualitativo e também quantitativo nas regiões do estado. Assim, os resultados obtidos para os dias seguintes refletem com mais precisão as tendências das curvas de infecções, óbitos e recuperações. “Com dados atuais e projeções curtas, é possível ser mais assertivo nos resultados. Além disso, fazer essas análises de forma individual para cada região do estado é a maneira mais adequada, porque os resultados levam em consideração as peculiaridades de cada uma delas e as ajudam a tomar as decisões de forma mais eficiente”, destaca Cassio Oishi, professor da Unesp em Presidente Prudente.

A ferramenta já está disponível na internet e pode ser acessada por qualquer interessado. A esperança é que as predições ajudem os governos a combater a pandemia com mais aporte. “A previsão é sempre excelente, porque com ela os governos podem se preparar, inclusive com leitos hospitalares, planejando a volta gradual das atividades e muito mais. A eficiência da previsão depende muito dos dados oferecidos. Esse trabalho pode ter mais sucesso do que outros porque a coleta e o armazenamento dos dados são feitos com informações de cada município, o que aumenta o nível de detalhes obtidos”, finaliza José Alberto Cuminato, diretor do CeMEAI.

 

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Leonardo Zacarin - Comunicação CeMEAI

 

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Estudos comparativos indicam inconsistências em boletins de São Paulo sobre Covid

Divulgação dos dados contém diferenças entre os próprios documentos liberados pela Prefeitura

 

Nas últimas semanas, a cidade de São Paulo tem dado passos na direção da reabertura gradual do comércio e da flexibilização das medidas de isolamento social. Porém, um estudo comparativo realizado por um pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) mostra que os dados sobre óbitos por Covid-19 divulgados pela Prefeitura têm sofrido alterações retroativas nos boletins emitidos diariamente.

Nas imagens abaixo, retiradas dos boletins da Prefeitura, é possível observar que o número de mortes pode ter sido atualizado de forma retroativa – ou seja: se, por exemplo, uma vítima da Covid no dia 15 de julho teve o diagnóstico da doença como causa da morte apenas no dia 20, seu óbito será contabilizado no dia 15, e não no dia 20. Dessa forma, o número de óbitos diários é mitigado, já que as mortes estariam sendo distribuídas nos dias anteriores.

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Os boletins dos dias 13 e 14 de julho de 2020 mostram os mesmos números de óbitos nos dias anteriores

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Já o boletim do dia 15 de julho de 2020 altera os números que permaneceram iguais nos boletins anteriores

 

Observando a tabela a seguir, que também utiliza dados dos boletins da Prefeitura, é possível perceber o efeito prático de uma mudança dessa natureza na divulgação. Se os óbitos fossem contabilizados de acordo com a data de constatação da Covid, como no boletim do dia 14, e não a partir da data da morte em si, como no boletim do dia 15, os dados de óbitos no período entre os dias 9 e 13 de julho seria praticamente o dobro do que foi informado.

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*Tabelas de evolução de óbitos - MSP (SIM / SMS-SP) dos Boletins Epidemiológicos da Prefeitura de São Paulo.

Essa prática também ajuda a explicar o gráfico abaixo. Comparando os dados da Lombardia, na Itália, e da cidade de Nova Iorque, nos Estados Unidos, com os números informados pela Prefeitura de São Paulo, pode-se perceber que não houve um pico abrupto de óbitos diários na capital paulista – ao contrário do que ocorreu nas outras duas regiões. Dessa forma, a partir desses dados, não é possível identificar ao certo se já houve o pico na capital, ou, ainda, que o declínio dos óbitos diários observado na Lombardia e em Nova Iorque ocorrerá em São Paulo.

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“Analisando os dados e os gráficos de Nova Iorque e da Lombardia, é possível observar que as duas curvas apresentam comportamentos similares, isto é, uma espécie de assinatura de como a pandemia se comportou nessas regiões. Isso não é possível constatar na curva de São Paulo. Uma hipótese poderia ser a questão da ausência de uma testagem massiva, ou ainda, por outro lado, como o resultado - positivo - do isolamento social adotado nos primeiros meses da pandemia. Nesse sentido, São Paulo parece estar esticando a curva, o que em um primeiro momento é algo positivo. Porém, é importante ponderar que, como o número de novos óbitos ainda se mantém elevado, essa regularidade acaba sendo prejudicial, já que, ao contrário das outras regiões, não vemos indícios fortes de quedas no número de óbitos”, explica Wallace Casaca, responsável pelo estudo comparativo entre as cidades.

A análise do número de casos confirmados também mostra alguns pontos inconsistentes. Como observado na ferramenta InfoTracker, que também é alimentada por dados oficiais, entre os dias 10 e 22 de julho, os dados de casos diários positivos de Covid-19 em São Paulo se mantiveram cerca de 90% abaixo do que foi observado com relação às médias semanais anteriores ao dia 10. Pode-se perceber no gráfico a seguir – também criado a partir de dados divulgados pela Prefeitura – que há uma queda abrupta no número de casos diários em São Paulo.

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Entre os dias 10 e 21, o número máximo de casos diários foi de 600, ocorridos no dia 16. Porém, os casos diários do dia 22 chegaram a 18.601, o que corresponde a um crescimento de quase 10% em relação ao número total de casos durante todo o curso da pandemia. A própria Prefeitura, em boletim, confirma que os dados do E-SUS não são atualizados desde o dia 9 de julho.

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Desta forma, não é possível ter certeza se os dados entre os dias 10 e 22 foram se acumulando e divulgados apenas ao fim do período ou se eles não foram corretamente levantados.

O estudo completo, com explicações técnicas e metodológicas, pode ser acessado aqui.

 

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Parceria auxilia São Carlos em políticas para moradores de rua

Pesquisadores utilizam a matemática para análise das informações

 

Parceria auxilia São Carlos em políticas para moradores de rua

Em parceria com a Prefeitura Municipal de São Carlos, pesquisadores do CEPID - CeMEAI realizam um projeto para entender o perfil de moradores em situação de rua na cidade. Após um censo com cerca de duzentas pessoas, os dados irão receber análise matemática e poderão contribuir com políticas públicas para quem está nessa situação. Conheça melhor o trabalho:

Publicado por CEPID - CeMEAI em Quarta-feira, 15 de julho de 2020

 

A Prefeitura de São Carlos em parceria com pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) realizam um projeto para entender o perfil de moradores em situação de rua. Após um censo com cerca de duzentas destas pessoas, os dados irão receber análise matemática que poderão contribuir com políticas públicas para essa população.

O coordenador do projeto é o pesquisador do CeMEAI e professor do ICMC, Alexandre Delbem. “Precisamos entender todos os processos deste sistema complexo e em conjunto, desenvolver as ferramentas matemáticas que podem esclarecer aspectos importantes e colaborar nas políticas”, disse.

Para a secretária de Cidadania e Assistência Social de São Carlos, Glaziela Solfa Marques, comentou os benefícios da parceria. “Este trabalho com a universidade gera economia de recursos, são processos que faríamos de uma outra forma e agora estão sendo digitalizados, com uma análise diferenciada e trazer a área da matemática, de informações de dados com essa realidade social tem sido muito interessante e tem mostrado esse lado de que essa junção de saberes pode ser potente”.

 

Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar / IMECC-UNICAMP / IBILCE-UNESP / FCT-UNESP / IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI

 

Mais informações

Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609

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Estudo analisa efetividade das medidas de saúde na transmissão da Covid-19

Resultado demonstra por cidades que isolamento e máscaras reduzem contágio

 

Uma nova pesquisa que conta com o apoio do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), via Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), tem como foco a transmissão doméstica da COVID-19 no Brasil, com uma análise da eficiência das medidas de saúde pública como isolamento social/ quarentena e uso de máscaras na mitigação da transmissão do vírus no país.

O estudo tem como autores Thiago Christiano Silva, Leandro Anghinoni e o pesquisador Zhao Liang, todos da Universidade de São Paulo (USP). Eles trabalharam com uma abordagem inovadora e desenvolveram um modelo que permite estimar as taxas de transmissão de cada uma das cidades brasileiras. E entre as conclusões, a eficiência do uso de máscaras como demonstrada na figura abaixo.

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“Plotamos duas linhas verticais, a primeira linha vertical é o início da quarentena em SP, enquanto que a segunda representa a data de uso da recomendação de máscara pelo governo federal. O eixo vertical representa a média semanal da taxa de crescimento de infectados pela Covid-19 em municípios de SP. Cada curva representa subgrupos de municípios que tinham baixa, média e alta taxas de distanciamento social anteriormente à entrada da quarentena em SP. Podemos ver que o crescimento de infectados pela doença tem uma diminuição substancial para os três grupos após a segunda linha vertical, ou seja, há menores taxas de crescimento de infectados pela Covid-19 após a recomendação do governo federal sobre o uso de máscaras. Vale ressaltar, no entanto, que os nossos resultados tratam de associações e não causalidade.”, explicou Zhao.

 “Embora a doença tenha se espalhado por quase todo o mundo, o isolamento social ainda é uma política de saúde pública controversa e os governos de muitos países ainda duvidam de seu nível de eficácia. Essa situação cria impasses em locais onde há discrepância entre as políticas municipais, estaduais e federais. O aumento exponencial do número de pessoas infecciosas e mortes nos últimos dias mostra que essa desordem política pode levar a resultados muito sérios. Neste trabalho, estudamos a evolução da Covid-19 com modelos clássicos de epidemiologia e com redes complexas somente com dados de início de pandemia”, disse Zhao.

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O método pode ser resumido em três etapas. “Primeiro, construímos a rede de transmissão Covid-19 entre cidades, ajustando a estrutura da rede a partir de dados de infectados em cada município brasileiro por meio de algoritmos de aprendizado de máquina e redes complexas. Segundo, medimos a propensão da rede de espalhar o coronavírus pelas cidades usando uma análise espectral de grafos. E por fim, propomos uma metodologia para quantificar a eficácia das políticas públicas de saúde usando a dinâmica do modelo SIR e da teoria das redes espectrais”.

Segundo os pesquisadores, o trabalho se difere dos demais uma vez que a rede de transmissão da Covid-19 é aprendida a partir de dados municipais de cada município acometido com casos locais da doença. “Ajustamos esses dados a um modelo autoregressivo vetorial com regularização, que estima canais de transmissão direcionais de Covid-19. Nossos resultados revelam que o isolamento social e, principalmente quando utilizado em conjunto com o uso de máscaras, estão associados a menores taxas de transmissão do Covid-19 no Brasil durante período analisado”, conclui o estudo.

Como exemplo, a pesquisa mostra que a adoção dessas duas medidas potencialmente diminuiria o pico de infectados em São Paulo (SP) e Brasília (DF) em 15% e 25%, respectivamente, no período analisado (2 a 8 de maio em São Paulo e de 2020).

“Temos a sexta maior população do mundo, o que torna o impacto humano substancial. O efeito da Covid-19 também deve ser estudando levando em conta as disparidades socioeconômicas e culturais nos 5.570 municípios brasileiros. Portanto, as taxas de transmissão e mortalidade por COVID-19 podem diferir amplamente entre as cidades, como evidenciamos nesta pesquisa. O modelo proposto neste artigo é capaz de estimar essas cidades específicas e as taxas de transmissão e tem a intenção, por intermédio dos aspectos regionais da transmissão, auxiliar no planejamento de medidas de saúde pública”, finalizou Zhao.

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Sobre o CeMEAI

O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional.

Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar / IMECC-UNICAMP / IBILCE-UNESP / FCT-UNESP / IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.

 

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Universidades brasileiras criam rede para tornar cidades inteligentes

Projeto terá início por Canaã dos Carajás (PA) e é apoiado pelo CEPID-CeMEAI

 

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Reunião no CeMEAI discutiu, no início deste ano, detalhes da implantação da rede

 

Você já parou para pensar como serão as cidades do futuro? Talvez nem seja preciso ir tão longe. Algumas delas já estão sendo construídas no presente. As Smart Cities utilizam tecnologias como Inteligência Artificial e Internet das Coisas para gerar eficiência nas operações urbanas, mantendo o desenvolvimento econômico ao mesmo tempo que melhoram a qualidade de vida da população.

No Brasil, um projeto apoiado pelo Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), via Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), está criando uma rede de cidades inteligentes. É a Inteligência Artificial Recriando Ambientes (IARA), trabalho coordenado pelos professores André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), da USP em São Carlos e Carlos Renato Francês Lisboa, do Laboratório de Tecnologias Sociais da Universidade Federal do Pará, em Belém, que integra cerca de vinte universidades do país e do exterior, governos e iniciativa privada.

A rede IARA terá sedes em todas as universidades parceiras e, em São Carlos, é apoiada pelo Instituto Inova.  “Esse projeto tem como meta criar uma rede de pesquisa nacional, com sedes próprias e governança compartilhada e polos nos estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Espírito Santo, Maranhão, Pernambuco e Pará. O principal objetivo é o desenvolvimento de pesquisa e tecnologia nas áreas de Inteligência Artificial e Internet das Coisas de 5a geração, mas já visando a 6a geração com modelos focados no desenvolvimento de eixos principais como comunicação, energia, mobilidade, saneamento, segurança, saúde, educação e lazer”, explicou André.

“As transformações das cidades refletem os anseios e os novos comportamentos da sociedade. A tecnologia tem que aprender com a realidade, auxiliar pessoas e é possível fazer isso a partir da coleta de milhares de dados. As máquinas aprendem com seus habitantes e sugerem sistemas computacionais para que seus problemas sejam solucionados ou reduzidos, como ter menos trânsito, energia limpa, educação e saúde personalizadas, e uma série de aplicações que darão aos gestores dos municípios parâmetros reais para que utilizem a inteligência artificial a favor da administração e gestão de recursos, o que reduz custos e gera mais qualidade de vida para seus moradores”.

A rede contará com cidades piloto para implantação dos primeiros modelos que serão depois implantados em outras cidades brasileiras. As primeiras cidades alvos do estudo serão Canaã dos Carajás (PA) e São Carlos (SP). Tratativas estão adiantadas com outras cidades.

 

Canaã dos Carajás é a primeira a implantar o modelo

Canaã dos Carajás, no estado do Pará, é a primeira a implantar o modelo de cidade inteligente amplamente estudado neste projeto da rede IARA. Mas essa visão de futuro teve início em 2015, com o Programa Canaã 2035, como explica o coordenador de fomento econômico Jorge Trajane. “O governo criou naquele ano um Fundo Municipal de Desenvolvimento Sustentável com recursos arrecadados da exploração minerária (CFEM), a principal fonte de renda da cidade, em 2018, a lei foi modificada para incluir várias formas de fomentar o desenvolvimento econômico, como a verticalização de cadeias produtivas primárias e investimentos em sistemas computacionais de utilidade pública. Firmamos parcerias com universidades do estado, como ocorreu com a Universidade Federal do Pará (UFPA), por intermédio do professor especialista em Sistemas de Telecomunicações Carlos Renato Lisboa Francês e iniciamos o estudo para a implantação do Projeto Smart Cities em Canaã dos Carajás”, explicou.

Um convênio com a UFPA permitiu chegar já à fase de aquisição de equipamentos como drones, câmeras, sensores e outros sistemas, bem como supercomputadores, para implantação do modelo que agora é feito também em parceria com a rede IARA. “Em breve, estaremos prontos para dar início à coleta de milhares de dados e realizar a extração de padrões e conhecimentos que irão nortear os gestores nas tomadas de decisões nas mais diferentes áreas”, disse o professor Carlos Renato Lisboa Francês.

Ainda segundo ele, a experiência dos pesquisadores da área de Inteligência Artificial da USP de São Carlos é essencial no sucesso do projeto. “Por esse motivo, começamos a trabalhar com o professor André, que coordena uma equipe referência nesta área e estamos empolgados em fazer parte dessa parceria que criará uma rede de cidades inteligentes no Brasil. É a primeira vez que efetivamente o conceito de Smart City com Inteligência Artificial será viabilizado no país”, conta.

Para Francês, a experiência de Canaã dos Carajás será importante nas demais implantações. “Toda infraestrutura que envolve dispositivos de coleta e processamento de dados é universalmente definida e estamos gerando esse modelo que servirá para outras cidades, respeitando as especificidades e necessidades de cada uma delas”.

“Aqui em Canaã dos Carajás a nossa expectativa com a implantação do projeto está diretamente ligada à criação de mecanismos proporcionadores de pesquisa aplicada em tecnologia, impulsionando oportunidades para novas empresas de tecnologia, como startups e spin-offs, sediadas no município, para gerar emprego e renda, principalmente aos nossos jovens. Ser uma cidade inteligente gerará à população melhorias na área de saúde, segurança, acessibilidade, mobilidade, educação e etc. Estaremos em uma era de interatividade entre a cidade e o cidadão, permitindo melhor gestão do recurso público e uma proximidade efetiva entre o poder público e o cidadão, principalmente os mais carentes”, finalizou Jorge Trajane.

 

Diversidade de conhecimentos em rede

Por reunir dezenas de cientistas especialistas em diferentes áreas de atuação, a rede IARA cria uma capilaridade única de conhecimentos que poderão ser aplicados no desenvolvimento das cidades brasileiras.

Este aspecto foi destacado pelo professor Carlos Renato Lisboa Francês. “A natureza e a diversidade dos pesquisadores envolvidos conseguem atender em todas as fases do processo as habilidades necessárias para implantação das cidades inteligentes. Reunimos infraestrutura sofisticada em uma ponta e inteligência artificial na outra para extrair os melhores padrões para tomadas de decisão dos governantes ou dos próprios cidadãos. Somos um grupo de pesquisadores e empresas parceiras heterogêneo no sentido positivo, com diferentes habilidades que se complementam”, disse.

O professor usou a atual pandemia para exemplificar como as cidades inteligentes poderiam estar vencendo a luta contra o novo coronavírus. “Por intermédio de dispositivos de captação de imagens, não só poderiam estar sendo apontadas as mais eficientes ações, como a proteção em tempo real das pessoas que poderiam ser identificadas com temperaturas acima do esperado. O conceito de individualizar o cidadão, comparando padrões e sugerindo políticas públicas específicas interferem positivamente na saúde, na educação e outras formas de qualidade de vida. E este futuro já está efetivamente sendo construído. Estamos montando a primeira estrutura de verdade, fim a fim, do país. O que há até hoje são protótipos, mas nessa dimensão e com a complexidade que estamos criando, é a primeira experiência do Brasil. O modelo de Canaã dos Carajás vai servir pra não repetir erros, manter e aprimorar acertos em outras cidades onde os sistemas serão implantados”, completou Francês.

Dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) demonstram que no Brasil a concentração urbana chega a aproximadamente 84% de toda a população. Esse índice reforça a necessidade de se construir cidades adaptadas às necessidades atuais e que, ao mesmo tempo, estejam preparadas para o futuro.

 “É nesse sentido que estamos trabalhando, gerando tecnologia e contribuindo para que as pessoas deixem de imaginar como será viver em uma cidade inteligente e possam fazer uso de fato dos recursos e tecnologias que não estão mais no futuro e sim, no presente, na ciência gerada por essa diversidade de conhecimentos em rede, o projeto IARA”, finalizou André.

 

Como fazer parte

Para conhecer detalhes do projeto ou tirar dúvidas basta entrar em contato com Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo..

 

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