Laboratório de Aprendizagem de Máquina Interpretável em Física de Eventos Extremos - LAMIFE

Publicado em 26/08/2025 11h22 Atualizado em 26/08/2025 11h54

Laboratório de Aprendizagem de Máquina Interpretável em Física de Eventos Extremos

Equipe Atual no INPE:

Supervisão do LAMIFE:
Reinaldo Roberto Rosa (COPDT)

Pesquisadores, Tecnologistas e Pós-Graduandos:

Eduardo dos Santos Pereira (COPDT)
Stephan Stephany (COPDT)
Francisco Carlos Rocha Fernandes (DIAST)
José Roberto Cecatto (DIAST)
Luan Orion Baraúna (pos-Doutorando / DIAST)
Andressa Ferreira (PIBIC-INPE)
Carlos Falanges (Mestrando - CAP)
Fernando de Oliveira Pereira (Doutorando - CAP)
Salatiel Jordão (Mestrando - CAP)

O LAMIFE – Laboratório de Aprendizagem de Máquina Interpretável em Física de Eventos Extremos é um núcleo de investigação avançada dedicado ao estudo, monitoramento, detecção e previsão de anomalias e eventos transientes em sistemas físicos complexos, com aplicações em física espacial e física ambiental. O termo “eventos extremos” [1] abrange fenômenos críticos observados em múltiplos domínios, incluindo astrofísica, física solar, clima espacial, plasmas em tokamaks, desastres naturais e induzidos pelo homem no meio ambiente terrestre.

O LAMIFE atua no âmbito do Grupo de Computação e Matemática Aplicada da COPDT (antigo LABAC-CTE) para P&D em frameworks de deep learning interpretável (XAI) [2], com destaque para arquiteturas baseadas em LSTM [3], LSTM-Autoencoder [4] e Gradient Pattern Analysis [5], validadas a partir de modelos não lineares como p-model [6], Ginzburg-Landau [7] e Coupled-Map-Lattices (CML) [8]. Entre as inovações do grupo, destacam-se os protótipos CyMorph [9] e AEDeep (Anomaly Explorer with Deep Learning) [10], concebido com apoio da FAPESP (projetos temáticos e PIPE) e em contínuo refinamento no âmbito de dissertações e teses do Programa de Computação Aplicada (CAP-INPE) [11]. Esse sistema orienta aplicações críticas em espaço, clima e energia, contribuindo diretamente para as missões do INPE/MCTI, como: (i) Monitoramento e previsão do clima espacial (EMBRACE – Estudo e Monitoramento Brasileiro do Clima Espacial) [12]; (ii) Desenvolvimento de brokers para transientes astrofísicos, com participação ativa no consórcio ISSC-LSST [13]; (iii) Modelagem de disrupções em plasma no contexto do programa internacional ITER [14]; (iv) Participação em iniciativas da DIAST-INPE [15] e BRICS-Astronomy [16], com ênfase em projetos de Radioastronomia.

O grupo é composto atualmente por dois doutorandos, três mestrandos da CAP, três graduandos em iniciação científica e dois pós-doutorandos, mantendo uma rede de colaboração com oito pesquisadores de instituições nacionais e internacionais, incluindo IP&D-UNIVAP, USP, UnB, CBPF, UFRJ, UFF, UERJ, ICTP, Universidade do Chile, Universidade de Oxford, Nordita, Universidade Livre de Bolzano e a Organização ITER. O LAMIFE integra atualmente ainda dois projetos temáticos da FAPESP (processos No 2025/03076-5 e No 2025/11753-7 ), além de atuar no BPG-LSST[17] e em dois INCTs: e-Universe/LineA [18] eSistemas Complexos/CBPF [19].

Além das suas linhas de pesquisa em eventos extremos, o núcleo empenha-se continuamente em capacitação em MLOps [20], promovendo a customização e escalabilidade de suas ferramentas para aplicações em outras áreas do INPE que demandam detecção de anomalias e suporte à tomada de decisão em ambientes críticos, sempre com foco em inteligência artificial interpretável. Assim, o laboratório consolida-se como um núcleo de excelência interdisciplinar, alinhado à missão do INPE-MCTI, contribuindo com soluções inovadoras em ciência de dados e IA interpretável para compreender e prever fenômenos críticos na interface entre espaço, clima e energia.