Levando o mundo do aprendizado de máquina para a Howard West, nos Estados Unidos, com o Google Cloud Platform

Usando as ferramentas do Google Cloud Platform, como o Cloud Datalab e o TensorFlow, a professora Gloria Washington, da Universidade Howard, ajuda os alunos da Howard West a entender a prática de resolver problemas com o aprendizado de máquina e o poder de acreditar em si mesmo.

Gloria Washington, hoje professora de ciência da computação da Universidade Howard, fez doutorado na Universidade George Washington. Ela lembra que as pessoas questionavam se ela era inteligente o bastante para conseguir o diploma. Segundo Gloria, "Um professor me disse que eu não era inteligente o bastante. Psicologicamente, isso pode prejudicar muito alguém, ainda mais quando você tem todas as notas necessárias para estar ali". No entanto, essas pessoas não iriam impedir Gloria de realizar os sonhos dela.

"Quero aumentar o número de mulheres negras com doutorado em ciência da computação."

Gloria Washington, Universidade Howard, professora de ciência da computação

Um novo interesse: a Interação Humano-Computador

Como membro do National Physical Science Consortium na Universidade George Washington, Gloria conheceu a Interação Humano-Computador (IHC), um campo que tem como foco o usuário final dos aplicativos. "Eu sempre soube que queria trabalhar no suporte aos usuários finais combinado à engenharia de software porque queria ajudar as pessoas. Esse campo realmente me interessa porque envolve muito mais do que ficar sentado programando. Você interage com os usuários, conhece a história deles, entende o que funciona ou não para eles e desenvolve aplicativos com base nisso", ela conta. Com o desejo de usar a ciência da computação para ajudar outras pessoas e uma grande força de vontade, Gloria seguiu em frente e concluiu o doutorado em IHC.

Depois de se formar e trabalhar para organizações como a Agência de Segurança Nacional (NSA, na sigla em inglês) e a Booz Allen Hamilton, Gloria percebeu que sua real vocação estava no mundo acadêmico. "Eu percebi que minhas ideias não eram minhas. Infelizmente, elas eram ideias da empresa. Isso é ótimo, mas quando você está subindo de posição e tentando se firmar como especialista em uma área com doutorado, tudo complica porque você não é reconhecido pelo seu trabalho". Gloria decidiu que era hora de ensinar: "Eu posso ser dona das ideias e influenciar alguém como eu a fazer um doutorado".

Gloria leva o amor pela educação para a Universidade Howard

Desde que começou a trabalhar na universidade, o objetivo dela sempre foi inspirar os alunos e ajudá-los a alcançar os próprios objetivos. Gloria se concentra no aconselhamento às minorias que são ignoradas no ensino superior. "Quero aumentar o número de mulheres negras com doutorado em ciência da computação", ela afirma. E apenas dois anos depois de começar como professora na Universidade Howard, ela viu sua primeira aluna negra de doutorado se formar.

Gloria continua estimulando a coragem dos alunos, mas ainda enfrenta desafios na sala de aula. "Infelizmente, na Universidade Howard, não temos muitos recursos financeiros, por isso, alguns dos computadores são velhos", ela conta. O hardware mais antigo não tem o poder de processamento necessário para realizar os tipos de tarefa em que os alunos dela de ciência da computação estão trabalhando.

Então, como um programa com poucos recursos torna as aulas mais eficientes e incorpora tecnologia avançada para auxiliar a aprendizagem dos alunos? Gloria acredita que a resposta é usar o Google Cloud Platform (GCP). Segundo ela, "Se pudermos nos conectar ao GCP, poderemos superar o obstáculo do hardware e a dificuldade que ele cria".

Usando o Google Cloud Platform para ajudar os alunos a criar aplicativos com facilidade

Em algumas das turmas, Gloria geralmente atribui um aplicativo local para os alunos, o que pode desacelerar o desenvolvimento para dispositivos móveis. Mas agora, usando diferentes produtos do GCP, ela consegue resolver esse problema. "Eu queria que os alunos tivessem acesso a um back-end que realmente funcionasse e que fosse fácil de configurar. Não queria que eles se concentrassem tanto em criar um banco de dados enorme e desenvolver em PHP. Queria um sistema baseado em APIs que eles pudessem facilmente conectar aos aplicativos para dispositivos móveis deles e que ele capturasse os dados usados pelos alunos", conta Gloria.

Gloria destacou o sucesso que uma aluna teve usando o Firebase, a plataforma do Google para dispositivos móveis que ajuda a desenvolver de forma fácil e rápida aplicativos de alta qualidade. "Ela criou um aplicativo em que você tira uma foto de si mesmo, seja franzindo a testa, sorrindo ou apenas com uma expressão neutra, e ele sugere uma playlist com base na emoção detectada. As imagens foram mantidas no Firebase para que pudessem ser acessadas depois. O Firebase realmente ajudou. Ela só precisou usar a API para conectá-lo ao aplicativo para dispositivos móveis".

"Eu escolhi o Datalab para podermos ter tudo pronto rapidamente sem precisar fazer downloads."

Gloria Washington, Universidade Howard, professora de ciência da computação

Mostrando o poder do aprendizado de máquina para os alunos

Como professora de laboratório da aula inaugural da Howard West no campus principal do Google em Mountain View, Gloria ministrou uma aula de ciência da computação sobre o aprendizado de máquina junto com a Googler Sally Goldman. Os alunos aprenderam a lidar com problemas de aprendizado de máquina usando o Cloud Datalab e o TensorFlow do GCP.

O Datalab é uma poderosa ferramenta interativa criada para explorar, analisar, transformar e ver dados, além de criar modelos de aprendizado de máquina que funcionam no Google Compute Engine do GCP. O TensorFlow é uma biblioteca de software de código aberto para computação numérica que usa gráficos de fluxo de dados para facilitar o trabalho dos desenvolvedores na criação e no treinamento de algoritmos de aprendizado de máquina. As duas ferramentas do GCP ajudaram Gloria e os alunos na sala de aula.

Segundo Gloria, "O Datalab foi muito importante porque os alunos não precisavam fazer o download do TensorFlow com a biblioteca e verificar se tinham as bibliotecas compatíveis necessárias no laptop. No momento, o Datalab é executado no Jupyter, por isso, se eles quisessem inserir dados no TensorFlow, poderiam fazer isso facilmente com uma pequena chamada de código, e os dados seriam executados na interface real. Ele é muito rápido porque está conectado ao serviço na nuvem, onde está armazenada uma cópia dos bancos de dados que nós tínhamos. Estou torcendo muito para poder levar o Datalab comigo quando voltar para a Universidade Howard".

Gloria tinha um motivo claro para usar o Datalab na Howard West: "Eu escolhi o Datalab para que nós pudéssemos começar rapidamente sem precisar fazer downloads". Em menos de um dia, ela conseguiu colocá-lo em funcionamento. Com o Datalab, foi muito fácil para ela e os alunos usarem as APIs e os algoritmos de aprendizado de máquina do TensorFlow.

Segundo Gloria, "Quando começamos, tudo foi muito rápido. A única coisa que eu fiz foi dar aos alunos a chance de se familiarizarem novamente com o Python para que eles soubessem como fazer determinadas chamadas de API para o TensorFlow. Em termos de semanas do semestre, isso foi ótimo porque se fosse necessário fazer o download de uma biblioteca, também seria necessário mostrar para eles como chamá-la em um computador, e com o Datalab não é preciso fazer isso".

Possibilitando a aprendizagem em apenas cinco semanas

Usar o Datalab e o TensorFlow permitiu que Gloria criasse um curso de férias centrado em projetos e aplicativos, com foco em ajudar os alunos a compreender a prática de resolução de problemas usando o aprendizado de máquina, em comparação a uma ênfase na tecnologia nos bastidores.

"Isso foi fundamental para nós porque só tínhamos cinco semanas para o curso. Se você gasta uma semana para que os alunos façam o download das bibliotecas e, depois, ainda precisa verificar se eles têm os comandos certos para poder executar a partir do shell, isso cria um nível de complexidade com a qual não queríamos lidar. A complexidade foi realmente reduzida."

Na volta para a Universidade Howard, Gloria não imagina mais ensinar sem as ferramentas do Google. "Eu espero poder usar o Datalab e o Codelabs do Google Developers nos projetos de pesquisa futuros na universidade. Hoje eu sei que se precisasse ensinar sobre o aprendizado de máquina na universidade sem o Datalab, eu enlouqueceria", afirma Gloria.

Além de capacitar os alunos com tecnologia, Gloria oferece conselhos sobre como eles podem superar obstáculos e crescer academicamente.

"Eu pensei muito sobre o que diria para a Gloria de 20 anos. Uma pessoa não determina seu sucesso. Se você se dedicar, ninguém pode determinar seu sucesso, só você mesma. Não deixe a opinião de uma pessoa sobre você mudar o que você quer fazer para o resto da vida. Trabalhe em uma organização profissional em que as pessoas se incentivem, em que o importante não seja apenas os cargos e a competição, em que as pessoas cresçam juntas. Faça atividades fora da sala de aula por você. Por exemplo, se tem interesse na computação centrada nas pessoas, leia artigos por conta própria para que ninguém diga que você não sabe do que está falando", conclui Gloria.

Perfil da organização

A Howard West foi uma experiência imersiva de 12 semanas durante as férias do meio de ano que levou os alunos de ciência da computação da Universidade Howard, em Washington, D.C., ao Google para um programa de residência exclusivo no Googleplex em Mountain View, na Califórnia, Estados Unidos. Os alunos participaram de um currículo baseado em experiências, com aulas ministradas pelos professores da universidade e pelos engenheiros do Google, no campus do Google durante os últimos dois anos do programa de ciência da computação. Os alunos formaram equipes de projeto para aprender e participar diretamente de atividades profissionais/acadêmicas no Google. Esse modelo ofereceu aos alunos a chance de participar de projetos com aplicações no "mundo real" e de desenvolver habilidades que permitirão que eles estejam "prontos para o trabalho" após a formatura. Os objetivos gerais do programa eram fortalecer as relações entre o Google, o Vale do Silício e a comunidade afro-americana, e aumentar a presença de negros na indústria de tecnologia.

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