Para que se faz pesquisa? Metodologia de Pesquisa – aula 1 Gilberto Câmara

Objetivo do curso Aprender como organizar a atividade de pesquisa e como comunicar resultados de pesquisa Qual é a estrutura do método científico? Como planejar uma pesquisa? Como sustentar uma hipótese? Como fazer uma tese? Como escrever artigos científicos? Como fazer apresentações?

O que esperamos que voces aprendam Como organizar seus pensamentos Como colocar suas idéias no papel Como comunicar-se de maneira adequada no meio científico

Aspectos Específicos Preparação de apresentações Elaboração de propostas de tese Preparação de papers Elaboração da tese ou dissertação Melhoria de estilo de escrita Participação em conferências científicas

Objetivos de Pesquisa Fazer uma contribuição inovadora para a Ciência Deve responder a uma pergunta de interesse para a comunidade científica ainda não respondida anteriormente de relevância para o interesse social (caso de tecnologia) A parte mais difícil é: achar a pergunta certa !

Pesquisa Uma atividade organizada e cooperativa você deve conhecer o campo de pesquisa em irá contribuir Tem suas próprias regras Uso de citações, plágio, e produção cooperativa Produto da pesquisa teses, livros, artigos produção na literatura aberta

O objetivo da Ciência é resolver problemas! Qual o problema que você está resolvendo? Comece de um desafio prático Extraia daí um problema teórico Certifique-se que o problema é relevante não-resolvido resolvível

Exemplo: Copernico Problema Teoria existente Hipótese Experimento A explicação ptolomaica do movimento dos planetas era extremamente complicada (epicclos) Teoria existente Visão geocêntrica do universo Hipótese Visão heliocêntrica do universo Experimento Computar posições dos planetas nas duas teorias, comparar resultados com observações

Quais são os critérios da Ciência? Produção científica vem em muitas formas tem alguns princípios gerais segue procedimentos racionais investiga fenômenos recorrentes busca resultados generalizáveis trabalha incrementalmente (quase sempre)

Atividade de Pesquisa Deve produzir uma contribuição inédita em sua área do conhecimento Contribuição pode ser puramente teórica baseada em teoria com base em experimentação Pode ser uma melhoria de técnicas existentes deve ter resultados que possam ser generalizados Produção tecnológica (e.g., software) um programa não é uma contribuição de pesquisa ! Ilustra ou materializa conceitos teóricos Deve-se mostrar que o programa é “melhor” em algum sentido prático.

Pesquisa: Teoria x Prática O Quadrante de Pasteur

Escopo de Atuação Programas de pos-graduação Algumas questões Sensoriamento Remoto Computação Aplicada (Ciência da Computação) Algumas questões O Sensoriamento Remoto é uma ciência ou uma técnica? Qual o fundamento metodológico de uma tese em SR? A Computação é uma ciência ou uma técnica? Qual o fundamento metodológico de uma tese em CC?

Tipos de Pesquisa Nem toda pesquisa é feita da mesma forma Os métodos de pesquisa são bem diversos dependendo do campo de conhecimento Quais são os tipos mais comuns de pesquisa no ambiente do INPE?

Sensoriamento Remoto Remote Sensing involves gathering data and information about the physical "world" by detecting and measuring radiation, particles, and fields associated with objects located beyond the immediate vicinity of the sensor device(s). Remote Sensing is a technology for sampling electromagnetic radiation to acquire and interpret non-immediate geospatial data from which to extract information about features, objects, and classes on the Earth's land surface, oceans, and atmosphere.

Sensoriamento Remoto Conhecer física do imageamento Tipo do sensor Comportamento espectral do alvo Conhecer objetos estudados Domínio do conhecimento – disciplinas específicas Características dos objetos Problema da resolução temporal Objetos interessantes – variam no tempo Imagem é uma retrato num instante de tempo

Sensoriamento Remoto: Ciência ou Técnica? Ciência do Sensoriamento Remoto Comportamento Espectral de Alvos Física de Radiação Construção de Detectores e Sensores Análise de Desempenho dos Sensores Processamento de Imagens de Sensores Remotos Aplicações Emergentes Imagens Superespectrais e hiperespectrais

Organização tradicional de Teses em SR Introdução Revisão Bibliográfica (opcional) Descrição da Área de Estudo Materiais e Métodos Resultados Conclusões e Estudos Futuros Até que ponto esta organização reflete um trabalho científico ou um simples relatório de projeto?

Estrutura das teses de SR Justifica o artigo “Is the scientific paper a fraud?” A tese de Sensoriamento Remoto (na forma inpeana dos orientadores) é uma fraude! Apresenta a metodologia como uma “inspiração divina” Fraude conceitual: não explica o que realmente aconteceu! Consequência: leitor (aluno) não consegue entender como o trabalho foi feito.

Organização melhorada de Teses em SR Introdução Problema científico (questão e contribuição esperada) Metodologia Revisão bibliográfica Indicação da contribuição da tese Experimento (Estudo de Caso) Descrição da Área de Estudo (Materiais) Conclusões e Estudos Futuros Separar materiais e métodos! Vantagem: contribuição teórica fica destacada

O que fazer se seu orientador é conservador? Melhorar a estrutura padrão Escrever a introdução como muito cuidado Destacar sua contribuição Separar os materiais e métodos Coloque os métodos antes dos materiais Dê o paper do Medawar para o orientador ler!

Temas de Trabalho Sensoriamento Remoto Geoinformação Computação Experimentação com dados em campo Geoinformação Organização de dados e conceitos Computação Construção de artefatos

Exemplos de Temas de Tese Murilo: Áreas de Risco para Raiva em Áreas Rurais Explicar a ocorrência da raiva através da análise espacial da distribuição dos morcegos hematófagos e dos animais afetados Marcelo: Análise da Criminalidade em São Paulo A partir de indicadores intra-urbanos, é possível determinar áreas de risco para certos tipos de criminalidade Hipótese implícita: seu processo de análise permitirá ter acesso a dados socioeconômicos que até pouco tempo não estavam disponíveis e poderemos mudar as conjecturas sobre criminalidade

Exemplos de Temas de Tese Delano: Prospecção de Hidrocarbonetos na Amazônia “Utilização da imagem TM integrado num ambiente de geoprocessamento para identificação de possíveis áreas de petróleo e gás” Hipótese É possível observar fenômenos naturais de forma indireta pelos seus efeitos sobre outras propriedades do ambiente (relação causa-efeito) Através de uma medida multiespectral é possível discriminar entre diferentes fenômenos naturais porque as características físico-quimicas dos materiais são diferentes para diferentes comprimentos (causa-efeito) Cadeia de relações de causa-efeito Conjectura - modelo prospectivo (sofisticado) representável computacional

Estrutura de Teses em Computação Computation is synthetic in the sense that many of the phenomena computer scientists and engineers study are created by humans rather than occurring naturally in the physical world. Fred Brooks When one discovers a fact about nature, it is a contribution per se, no matter how small. Since anyone can create something new [in a synthetic field], that alone does not establish a contribution. Rather, one must show that the creation is “better”.

Estrutura de Teses em Computação Brooks noted that researchers in a synthetic field must establish that their creation is better. “Better” can mean many things “solves a problem in less time,” “solves a larger class of problems,” “is more efficient of resources,” “is more expressive by some criterion,” “is more visually appealing in the case of graphics,” “presents a totally new capability,” etc.

Estrutura de Teses em Computação A key point about this type of research is that the “better” property is not simply an observation. Rather, the research will postulate that a new idea — a mechanism, process, algorithm, representation, protocol, data structure, methodology, language, optimization or simplification, model, etc. — will lead to a “better” result. For researchers in the field, making the connection between the idea and the improvement is as important as quantifying how much the improvement is. The contribution is the idea, and is generally a component of a larger computational system.

De que vale a integração num ambiente de geoprocessamento? É o ponto principal dos trabalhos (raiva, homícidios, detecção de hidrocarbonetos)? Qual o papel da “integração num ambiente de geoprocessamento”? Ferramenta de observação e de inferência Vai dar para determinar um modelo de risco para a raiva O que acontece quando passamos dos conceitos para um modelo de dados computacional? Transformar visão de mundo em idéias Transformar idéias em modelo quantitativo formal (escolha de uma representação computacional)

De que vale a integração num ambiente de geoprocessamento? O que há de comum entre raiva, homicídios e óleo? Construção de um modelo de dados para representar computacionalmente um fenômeno Escolha de atributos (baseados em pressupostos) Escolha de representação do espaço Escolha de procedimentos computacionais que geram uma superficie de resposta (partição do espaço) Análise do resultado (refutabilidade) Conhecimento como construção Materialização de conceitos em modelos de inferência Grande número de pressupostos (devem ser evidenciados)

Pesquisa Teórica ou Pesquisa Aplicada? “Minha convicção pessoal é que a separação do trabalho teórico da prática é artificial. Muito do trabalho prático feito em Computação não tem solidez porque as pessoas que o fazem não tem uma compreensão objetiva dos princípios fundamentais de sua área. Boa parte da pesquisa teórica e abstrata é estéril por não ter ponto de contacto com a realidade. Todos os grupos de pesquisa em Computação deveriam criar uma atmosfera em que esta separação não venha a ocorrer”. Tony Hoare