Bits,GeneseSistemas

ArlindoOliveira

ThomasHobbes•  Whenamanreasoneth,hedoes

nothingelsebutconceiveasumtotal,fromaddi6onofparcels;orconceivearemainder,fromsubtrac6onofonesumfromanother…Theseopera6onsarenotincidenttonumbersonly,buttoallmannerofthingsthatcanbeaddedtogether,andtakenoneoutofanother.

CharlesBabbage

Osprimeirosprogramas:LadyLovelace

Again,itmightactuponotherthingsbesidesnumber,wereobjectsfoundwhosemutualfundamentalrela6onscouldbeexpressedbythoseoftheabstractscienceofopera6ons,andwhichshouldbealsosuscep6bleofadapta6onstotheac6onoftheopera6ngnota6onandmechanismoftheengine.Supposing,forinstance,thatthefundamentalrela6onsofpitchedsoundsinthescienceofharmonyandofmusicalcomposi6onweresuscep6bleofsuchexpressionandadapta6ons,theenginemightcomposeelaborateandscien6ficpiecesofmusicofanydegreeofcomplexityorextent.

MáquinasdeTuringeotestedeTuring

AlanTuring

Colossus

AtesedeChurch-Turing

QualqueroperaçãoquesejacomputávelécomputávelporumamáquinadeTuring

Tudoécomputação,execuçãodealgoritmos

Evoluçãodasespécies Processamentodeimagemnocérebro,raciocínio,tomadadedecisões

ExecuçãodeumprogramanumCPU

RNA,DNA,Proteínas Impulsoseléctricos,sinaisbioquímicos

Sinaiseléctricos,electrõeselacunas,fotões

Análiseesimulaçãodesistemasbiológicos

Adescobertadogenomahumano

Odesvendardogenomahumano

IIIasJornadasdeEngenhariaBiológica

Clone-by-clone shotgun sequencing Human Genome Project

Whole-genome shotgun sequencing Celera Genomics

(BACs)

14/03/17 JEEC08 11

Sequenciação:oprincípio,nãoofim

SequencingusingEulerianpaths

Odogmacentraldabiologia

Transcrição

mRNAGene(DNA)

Tradução

Proteína

Previsãodaestruturadeproteínas

1r693icb

Célulasepopulaçõesdecélulas

YEASTRACT

www.yeastract.com

14/03/17 16

UdlizadoresYEASTRACT

14/03/17 17

YEASTRACT

CONHECIMENTO

nãoapenas DADOS

Simulaçãodecélulaseredesdecélulas

Graphanalysisofbrainnetworks

Poderáumcomputadorsimularocérebrohumano?

Cérebrohumano

•  1011neurónios(100milharesdemilhões)•  1014–1015sinapses(100-1000milhõesdemilhões)•  10-3segundos(mili-segundos)•  ~1018operações/segundo

ProcessadorIntelCorei7•  109transistores(1000milhões)•  10-9segundos(nano-segundos)•  ~1018operações/segundo

Em2015•  1021transistoresnomundo•  1025sinapses

Engenhariainversadocérebrohumano

•  Objecdvomaisambiciosodahumanidade

•  Idendficaropadrãodetalhadodeinterconexõesdocérebro

•  Simular,duplicaretelecomunicaressainformação

•  Possívelouimpossível•  Tarefaparaospróximos50,500ou5.000anos?•  Quetecnologiaspermidrãoadngiresseobjecdvo?

•  Quaisasconsequênciassociais,polídcasefilosóficas?

Evoluçõesexponenciais

0

2E+11

4E+11

6E+11

8E+11

1E+12

1.2E+12

1.4E+12

1.6E+12

1970 1975 1980 1985 1990 1995 20000

5E+15

1E+16

1.5E+16

2E+16

2.5E+16

3E+16

3.5E+16

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

0

1E+20

2E+20

3E+20

4E+20

5E+20

6E+20

7E+20

8E+20

1990 1995 2000 2005 2010 2015 20200

2E+244E+246E+248E+241E+25

1.2E+251.4E+251.6E+251.8E+25

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Aevoluçãoexponencialdatecnologia:transistoresebasesdeADN

•  1956– 1tonelada,5MB(5x106)

•  2011–  31.3x12.4x3.4mmtamanho,8GB(8x109)

Programa

•  IntroduçãoàBiologiaComputacional•  Grafosegenédca•  Alinhamentodesequências•  Modelosprobabilísdcos•  Expressãogenédca•  Clustering,biclustering•  Filogenia•  Técnicasdeaprendizagem•  Integraçãoeanálisededados

Perfil

Arquiteturas de Software MTP 1

Sistemas de Apoio à Decisão IA 1

Processamento e Recuperação da Informação SI 1

Biologia Computacional MTP 1

Computação Paralela e Distribuída MTP 2

Informática Biomédica SI 2

Computação em Nuvem e Virtualização ASO 2

Algoritmos Avançados MTP 2

Empreendedorismo, Inovação e Transferência de Tecnologia DEEC 2

Seráverdade,umdia,oquehojeéficçãocienqfica:asingularidade?