02/04/2024

Workshop da FGV une Matemática e Indústria e faz sucesso entre os participantes

Durante uma semana, evento desafiou alunos e professores a testarem soluções matemáticas para problemas reais 

Com o propósito de incentivar a interação entre a academia e a indústria, a Escola de Matemática Aplicada da Fundação Getulio Vargas (FGV EMAp) organizou, entre 29 de janeiro e 2 de fevereiro, o workshop “Matemática na Indústria”. Esta foi a primeira edição do encontro, que tem por objetivo aumentar a integração entre as atividades acadêmicas da FGV e os desafios da indústria e dos profissionais da área no mercado de trabalho.

Workshop “Matemática na Indústria” da FGV EMAp teve saldo positivo com soluções de alunos para problemas de empresas do mercado - Foto: Divulgação

Workshop “Matemática na Indústria” da FGV EMAp teve saldo positivo com soluções de alunos para problemas de empresas do mercado - Foto: Divulgação

O workshop é voltado para profissionais do setor produtivo e de outras áreas do conhecimento, estudantes de pós-graduação, alunos do último ano de graduação e pesquisadores com formação em Matemática, Estatística, Ciência de Dados, Computação e áreas correlatas.

Professores da FGV EMAp supervisionaram equipes de profissionais durante o workshop - Foto: Divulgação

Professores da FGV EMAp supervisionaram equipes de profissionais durante o workshop - Foto: Divulgação

A FGV testemunhou a organização de grupos de trabalho com a participação de estudantes, professores, pesquisadores e profissionais de empresas públicas e privadas. Cada agrupamento se dedicou a um problema específico proposto pelas empresas participantes do workshop. As soluções foram apresentadas no último dia. 

Foram propostos cinco problemas pelas instituições participantes do workshop, com enfoques em agronegócio, energia, oncologia, combate à dengue e ativos judiciais. Cada um deles foi supervisionado por um professor da FGV EMAp.

Ao todo, foram 54 alunos inscritos, além dos professores da Escola e dos profissionais das empresas que estiveram presentes no evento. Estiveram presentes alunos dos estados de Alagoas, Mato Grosso, Minas Gerais, Paraná, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul, São Paulo, Tocantins e do Distrito Federal, além de alunos do Peru.

Desafios abordados

No setor de agronegócio, o Professor Dário Oliveira supervisionou uma equipe de desenvolvedores da Bioflore, em que foram explorados modelos de aprendizado profundo para o mapeamento automático de espécies arbóreas do Cerrado. Os modelos utilizam como dados de entrada imagens RGB de altíssima resolução obtidas por drones com dados de inventário florestal.

>Apresentação da empresa Bioflore por Dário Oliveira, professor da FGV EMAp - Foto: Divulgação

Apresentação da empresa Bioflore por Dário Oliveira, professor da FGV EMAp - Foto: Divulgação

“A ideia era voar com um drone por cima da floresta e fazer anotações a partir das imagens disponíveis e estimar dados para a área inteira de floresta desejada. O objetivo é usar Inteligência Artificial para poder encontrar a população de árvores naquela área para cada espécie e escalar tal método para áreas imensas”, complementa Dário, reforçando o processo mais rápido e menos custoso do que o habitual. 

O grupo relacionado ao setor energético ficou sob supervisão do Professor Bernardo Freitas Paulo da Costa. A empresa participante foi o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), órgão responsável pela coordenação, controle e planejamento da operação das instalações de geração e transmissão de energia elétrica no Brasil.

O planejamento da operação é executado com apoio de uma cadeia de três modelos computacionais principais, contemplando horizontes e resoluções temporais sucessivamente menores e acoplados pela passagem de funções de custo futuro.

Sessão de trabalho do tema Otimização em Energia com a ONS - Foto: Divulgação

Sessão de trabalho do tema Otimização em Energia com a ONS - Foto: Divulgação

Neste contexto, as decisões de unit commitment, que acionam um recurso de geração por um número mínimo de estágios, não são adequadamente consideradas se tomadas ao final do horizonte, pois as funções de custo estão despreparadas para tal tipo de efeito colateral. Desta forma, o desafio consistia em propor uma modificação do acoplamento entre modelos capaz de considerar os efeitos colaterais de tais decisões.

Quanto ao tema ativos judiciais, o Professor Jorge Poco ficou encarregado de acompanhar membros da Primo Capital, empresa de Recife especialista na aquisição de Precatórios Federais alimentares para indivíduos em todo o Brasil. Um dos problemas enfrentados pelo grupo é relacionado à efetividade de suas operações comerciais no mercado.

Sessão de trabalho do tema de ativos jurídicos com a empresa recifense Primo Capital - Foto: Divulgação

Sessão de trabalho do tema de ativos jurídicos com a empresa recifense Primo Capital - Foto: Divulgação

Atualmente, os operadores comerciais atuam de forma aleatória na base de clientes, que é bastante ampla e que conta com uma equipe super ativa. Com isso, aumenta a probabilidade de um subaproveitamento de oportunidades estratégicas.

Por isso, no workshop, a equipe de alunos dividiu-se para focar em análise exploratória de dados numéricos e categóricos e no desenvolvimento de um modelo de decisão. Foram testados vários modelos de classificação, incluindo regressão logística e floresta aleatória, culminando em um modelo de decisão promissor, embora limitado aos dados disponíveis no evento.  

Os resultados levam a Primo Capital a considerar uma parceria contínua com a equipe da FGV EMAp, com planos já em andamento para projetos de longo prazo e reuniões futuras para definir estratégias de desenvolvimento.

Por isso, o avanço proposto pelos participantes foi a criação de um modelo de prospecção que classifique a base de clientes com base em relevância. Assim, a Primo Capital teria à sua disposição uma abordagem mais estratégica e eficiente para com seus clientes, direcionando e otimizando seus esforços para os casos com maior probabilidade de conversão de leads. 

O setor de saúde originou dois temas bem amplos e que geraram ótimos debates: Processamento de Linguagem Natural (PLN) para extração de eventos de interesse à navegação de pacientes da área de Oncologia e classificação de dados para otimizar o tratamento contra a dengue. 

O Professor Guilherme Tegoni Goedert ficou responsável pelo tema relacionado à Oncologia em parceria com o Grupo Hospitalar Conceição. A partir de bases anonimizadas de textos médicos, a proposta foi identificar eventos prioritários no tratamento de pacientes com câncer, desenvolver uma instância personalizada do software OLIM e implementar uma interface para alimentar o sistema de navegação de pacientes com resultados.

Apresentação do tema de navegação de pacientes oncológicos, tema supervisionado por Guilherme Tegoni Goedert, Professor da FGV EMAp - Foto: Divulgação

Apresentação do tema de navegação de pacientes oncológicos, tema supervisionado por Guilherme Tegoni Goedert, Professor da FGV EMAp - Foto: Divulgação

O objetivo era proporcionar um controle mais eficaz para pacientes com câncer em países de baixa renda. “Em uma semana de workshop, conseguimos fazer uma imersão nesse problema. Passamos horas e horas analisando prontuários de pacientes para entender o problema de forma mais profunda. Isso é algo que levaria meses para conseguirmos do modo normal e correríamos riscos de cometer vários erros. Por isso, essa semana foi valiosíssima que serviu como um acelerador para formularmos os problemas e produzir um produto viável”, comemora Goedert. 

Finalmente, o quinto tema explorado no evento foi relacionado à classificação de dados de dengue em Florianópolis, supervisionado pelo Professor Luiz Max Fagundes de Carvalho. A Secretaria de Saúde da capital catarinense, por meio da médica Ana Cristina Vidor, trouxe a seguinte demanda: como classificar de forma acurada casos de dengue? 

O problema elencado para o workshop foi o desenvolvimento de um painel com as características dos casos rotulados como “em investigação”. O intuito foi desenvolver estratégias operacionais que aceleram o processo, comparar tais características com os casos confirmados e descartados e estabelecer a probabilidade de confirmação das ocorrências, permitindo um modelo de predição mais acurado para Florianópolis.

Apresentação do tema Confirmação de casos de Dengue no workshop da FGV - Foto: Divulgação

Apresentação do tema Confirmação de casos de Dengue no workshop da FGV - Foto: Divulgação

Durante o evento, cinco alunos, desde graduação até doutorado, e um pesquisador de pós-doutorado se dividiram em duas tarefas primordiais: exploração de dados e modelagem. Construíram-se modelos matemáticos baseados em equações diferenciais ordinárias para fazer projeções da probabilidade pré teste para uma semana epidemiológica usando dados de semanas anteriores. 

A equipe pretende, futuramente, montar sistemas de alerta locais que troquem informações e tecnologia com o projeto Infodengue da FGV EMAp em parceria com a Fundação Oswaldo Cruz e com financiamento do Ministério da Saúde.

Saldo positivo

Para a sua primeira edição, o workshop “Matemática na Indústria” excedeu as expectativas, tanto da organização da FGV quanto das empresas. No total, o evento reuniu 54 participantes, entre eles alunos de graduação e pós-graduação que voltaram para casa empolgadíssimos com a bagagem adquirida ao longo da semana. 

Para Bernardo, a semana do workshop serviu como uma espécie de intensivo para vários alunos se concentrarem em resolução de problemas reais, um dos cernes da Matemática Aplicada. 

“O feedback foi muito bom. Todas as empresas ficaram muito satisfeitas com o trabalho, com a qualidade acadêmica que a FGV EMAp colocou em prática. Todas as considerações foram positivas em relação às parcerias que poderiam vir do trabalho iniciado no Workshops. Os estudantes entraram e saíram muito empolgados a partir do contato com as empresas na solução dos problemas e até com contato com outros estudantes de outras instituições. Foi bastante recompensador também ver os alunos trabalhando e, de certa forma, ganhando uma certa independência”, avalia.

Workshop da FGV possibilitou interação entre alunos, professores e profissionais do mercado - Foto: Divulgação

Workshop da FGV possibilitou interação entre alunos, professores e profissionais do mercado - Foto: Divulgação

Por sua vez, Luiz Max crê que o objetivo do workshop reforça a importância da missão da FGV, que é fomentar o desenvolvimento do Brasil e estimular a maior interação das atividades da Escola com a sociedade civil. 

“A FGV EMAp se insere no compromisso da FGV fazendo a Matemática Aplicada ser, de fato, aplicada, uma Matemática que dá retorno positivo diretamente à sociedade com todas as dificuldades que trazem. É muito difícil traduzir problemas práticos para pesquisas, pois ou você resolve problemas práticos ou você faz problemas de pesquisa. A beleza se dá quando você encontra um problema complexo suficiente para dar margem à pesquisa acadêmica e também é importante para dar um retorno mais imediato à sociedade”, analisa o pesquisador.

Goedert corrobora ao externar a importância da Matemática Aplicada para setores distintos da sociedade. “É bastante difícil fazer Matemática Aplicada. Fazer a ponte entre os profissionais da linha de frente, médicos, enfermeiras, epidemiologistas, administradores e os matemáticos, os cientistas da informação, especialistas da Inteligência Artificial. Há muitos processos que pessoas de fora não imaginam e precisam ser informadas para criarem um senso crítico na resolução desses problemas. Essa comunicação interativa, essa linguagem interativa para se resolver um problema de forma objetiva, demanda muito tempo e muito esforço. Por isso, esse workshop fez uma baita diferença para todos os envolvidos”, avalia. 

O resultado do workshop cria uma semente para uma parceria a longo prazo da FGV EMAp com as empresas envolvidas. Essa é a visão de Poco, um dos pesquisadores ativos ao longo do evento em 2024. 

“As empresas se mostraram bastante satisfeitas e o evento abre a possibilidade de uma parceria mais a longo prazo. Porque uma semana é um tempo muito curto. As empresas têm consciência de que aquele resultado foi satisfatório para o período de uma semana, mas eles têm claramente o objetivo de ver o que se dá para fazer em um tempo maior”, opina. 

Por fim, Dário entende que o encontro foi muito produtivo para os profissionais entenderem como a Matemática Aplicada facilita os processos em sua respectiva empresa. “Os dois desenvolvedores da empresa  provavelmente eram as pessoas mais capacitadas que a empresa tinha do ponto de vista matemático, mas era um pessoal de formação de Agronomia. Eles obviamente sabem um pouco de Estatística, isso ajuda bastante, mas há sempre o desafio de você encontrar um diálogo comum, que é um desafio desse evento. Por isso, creio que a iniciativa foi muito bem-sucedida, pois une backgrounds distintos. Creio que foi muito melhor do que imaginávamos”, reconhece o pesquisador da FGV EMAp.

Agilidade e proatividade de alunos da FGV impressionou

Engenheiro de Metodologias e Modelos da ONS, Lucas de Souza Khenayfis lembra que a entidade coordena uma das principais responsabilidades energéticas do Brasil, já que cuida do abastecimento pelo preço mais acessível. E a atividade realizada na FGV EMAp foi de extrema importância para explorar horizontes rumo à evolução das atividades da empresa.

“A ONS coordena quais usinas vão gerar energia para podermos atender todo o Brasil com segurança energética, e pelo menor preço possível. Isso é feito com base em modelos matemáticos que estão em constante evolução. Nós trouxemos para o evento uma das aberturas de evolução em andamento hoje e queríamos ver ideias que a FGV poderia trazer, possíveis soluções, melhorias para fazer ter cada vez mais a apuração de energia mais segura e mais barata. E posso te dizer que fiquei bastante impressionado”, opina Khenayfis.

ONS ficou impressionado com as soluções propostas por alunos da FGV em workshop e avalia parceria futura - Foto: Divulgação

ONS ficou impressionado com as soluções propostas por alunos da FGV em workshop e avalia parceria futura - Foto: Divulgação

“O tema do setor elétrico é bastante específico. Poucas pessoas ouviram falar da ONS, muito menos o que fazemos. E os alunos no workshop entenderam rapidamente e já, no primeiro dia, conseguiram criar um pequeno protótipo programado. Ou seja, eles já tinham o entendimento do problema e um plano de trabalho claro e propositivo. Fiquei bastante impressionado pela agilidade e existe a possibilidade de continuar esse trabalho, pois está no topo das prioridades a curto prazo da ONS”, completa o engenheiro, abrindo portas para alunos da FGV EMAp fomentarem seus projetos na ONS. 

Edição de 2025 promete

A elevada taxa de participantes e o excelente feedback da sociedade na edição inaugural do workshop faz a FGV já projetar o próximo. A intenção da FGV EMAp é realizar o evento anualmente, já que ele fará parte do ciclo de atividades do Programa de Verão, entre janeiro e fevereiro. 

“Pelo que ouvi de elogios do pessoal que fez as apresentações, todas as considerações foram positivas em relação às parcerias que poderiam vir do trabalho iniciado no workshop. Temos a sorte de nossa equipe ser composta por pesquisadores de áreas distintas. Então, a expectativa é que em 2025 a participação de empresas seja ainda maior e com uma perspectiva de parcerias com mais instituições a médio e longo prazo. E tudo isso nos deixa ainda mais empolgados para a próxima edição”, finaliza Bernardo. 

Está claro que este evento não terminou, de fato, no começo de fevereiro. O workshop “Matemática na Indústria” é também o início de parcerias concretas entre a academia e a indústria, confirmando a FGV EMAp mais uma vez no centro do processo.

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