Dois projetos de pesquisa do Colégio Farroupilha foram premiados na edição de 2023 da Mostra Internacional de Ciência e Tecnologia (MostraTec), em cerimônia realizada na última sexta-feira, 27 de outubro, no Teatro Feevale. Os projetos foram feitos por estudantes da 1ª série do Ensino Médio e possuem um ponto convergente: a busca de soluções para o tratamento do câncer. 

As alunas Anita Sehn Brose e Priscila de Lacerda Gerhardt pesquisaram sobre a identificação de células mamárias cancerígenas por meio de machine learning. A dupla explica que o projeto surgiu após um estágio realizado durante o programa Summer Code Camp, promovido pela parceria com a PoaTek.

“Nosso projeto surgiu após o estágio que fizemos na PoaTek no início do ano. Essa experiência expandiu a nossa curiosidade na área. Começamos a ver as notícias sobre a incidência de câncer de mama no Rio Grande do Sul. Depois, fizemos uma visita ao Instituto Caldeira e vimos o plano de transformar o estado em um polo tecnológico. Unindo essas informações, desenvolvemos uma forma de diminuir a mortalidade devido ao câncer de mama, com diagnóstico mais rápido”, explicou Anita Sehn Brose. 

O projeto foi premiado com a 4ª colocação na categoria Ciências da Computação. O próximo passo é buscar parcerias para ampliar o estudo e colocar em prática. 

Já os estudantes João Pedro dos Santos Hartmann e Marco Antônio Conde pesquisaram sobre os aceleradores de partículas e a sua influência na progressão do tratamento do câncer. A dupla ficou na 4ª colocação na categoria Ciências Planetárias, Terrestres e Matemática e Física, venceu o Voto Popular da MostraTec e foi convidada a participar da WISPO – World Innovative Science Project Olympiad, feira de inovação que ocorre na Indonésia entre 14 e 17 de dezembro. 

“O nosso projeto tem o objetivo de analisar tratamentos que utilizam aceleradores de partículas. Busca mapear as vantagens e desvantagens dos aceleradores de partículas no tratamento do câncer, construir um protótipo de um acelerador linear e comparar os métodos de tratamento da doença utilizados ao longo do tempo em patologias específicas”, afirmou Marco Antônio Conde. 

Na manhã de terça-feira, dia 31 de outubro, os estudantes e seus orientadores participaram de uma conversa com a Diretora Pedagógica do Colégio Farroupilha, Marícia Ferri, sobre a premiação. “É muito gratificante ver o resultado de trabalhos como estes, que são inovadores e essenciais, pois buscam soluções para problemas reais da sociedade. Essas possibilidades podem, no futuro, proporcionar diagnósticos e tratamentos mais precisos”, destacou Marícia Ferri. 

MostraTec 2023

O Colégio teve oito projetos selecionados para a MostraTec 2023. O evento foi realizado entre os dias 23 e 27 de outubro, na FENAC, em Novo Hamburgo. A MostraTec é uma feira de ciência e tecnologia realizada, anualmente, pela Fundação Liberato, na cidade de Novo Hamburgo. No evento, são apresentados projetos de pesquisa em diversas áreas do conhecimento humano realizados por jovens cientistas da Educação Infantil ao Ensino Médio, incluindo a Educação Profissional Técnica de Nível Médio. Além da exposição de projetos, a Mostratec conta com eventos integrados como SIET- Seminário Internacional de Educação Tecnológica,  Robótica Educacional e atividades esportivas e culturais. Em 2023, o evento contou com representantes de mais de 20 países, além de cerca de 800 projetos de pesquisa e 40 mil visitantes aos estandes e banners com os trabalhos. 

Confira os trabalhos premiados. 

Identificação de células mamárias cancerígenas por meio de machine learning.

O trabalho pode ser conferido aqui.

Categoria: Ciências da Computação

Título do trabalho: Identificação de células mamárias cancerígenas por meio de machine learning

Estudantes: Anita Sehn Brose  e Priscila de Lacerda Gerhardt 

Turma: 21B

Orientadora: Elisabete Rambo 

Coorientadora: Alessandra Faedrich Martins Rosa

Resumo do projeto

O projeto intitulado Identificação de Células Mamárias Cancerígenas por meio de Machine Learning (tradução livre: Aprendizado de Máquina), desenvolvido no Colégio Farroupilha, tem como objetivo desenvolver um algoritmo através de dados quantitativos com o intuito de impulsionar a automação e aceleração da identificação de tumores mamários malignos por meio do uso de Machine Learning. A razão para o desenvolvimento dessa pesquisa se deve ao fato de tal tecnologia ser uma possível solução para melhorar a eficiência de seu diagnóstico e tratamento, considerando que a detecção precoce é crucial para o tratamento bem-sucedido de tumores mamários. No entanto, este pode ser um processo complexo e demorado, dependendo da avaliação minuciosa de exames de imagem e biópsias por parte dos médicos. A partir dessa problematização, evidencia-se o motivo da crescente utilização de tecnologias automatizadas na área da saúde. Assim, o presente estudo, embasado na metodologia descritiva, busca escolher uma plataforma e um conjunto de dados médicos relevantes para desenvolver um protótipo de algoritmo de Machine Learning. Modelos de algoritmo são então programados para identificar células mamárias cancerígenas. Com base na matriz de confusão, são calculadas métricas de avaliação e os modelos são ajustados com base nas métricas quantitativas até que alcancem resultados favoráveis. O trabalho encontra-se ainda em pleno desenvolvimento, mas já é possível contar com alguns resultados parciais que permitem demonstrar a eficiência do primeiro protótipo realizado com o modelo Catboost filtrado, totalizando uma acurácia de 95,4% e precisão de 98%. Os próximos passos serão a programação de no mínimo três outros modelos de algoritmo, no objetivo de impulsionar os resultados e suas métricas. A expectativa é de que a acurácia e precisão tenham um aumento significativo com a otimização do modelo mais promissor. Palavras-chave: Ciências Exatas e Engenharias; Machine Learning; Câncer de mama.

Aceleradores de partículas e a sua influência na progressão do tratamento do câncer.

O projeto pode ser conferido aqui.

Categoria: Ciências Planetárias, Terrestres e Matemática e Física

Título do trabalho: Aceleradores de partículas e a sua influência na progressão do tratamento do câncer. 

Estudantes: João Pedro dos Santos Hartmann, Marco Antônio Conde 

Turma: 21F

Orientador: Bruscato 

Coorientadora: Alessandra Faedrich Martins Rosa

Resumo do projeto

O projeto tem como objetivo analisar a contribuição de partículas no tratamento do câncer. Nesse sentido, busca-se mapear as vantagens e desvantagens dos aceleradores de partículas no tratamento do câncer, construir um protótipo de um acelerador linear e comparar os métodos de tratamento da doença utilizados ao longo do tempo em patologias específicas. A razão para o desenvolvimento desta pesquisa deve-se ao fato de o câncer ser a segunda principal causa de morte do mundo, além de que a evolução tecnológica exige a análise dos diversos tratamentos existentes a fim de aperfeiçoar o conhecimento sobre eles. Foram consultados os seguintes artigos como embasamento para este projeto: MONTEIRO (2011), AMALDI (1999), ROSENFELD (2013), PIRES (2019) e RANDALL (2013). Serão realizadas pesquisas e análises de diversos artigos científicos encontrados no Google Acadêmico, em Porto Alegre, buscando comparar os procedimentos e focando, principalmente, no que utiliza os aceleradores de partículas. A metodologia adotada neste projeto é explicativa e seguirá as seguintes etapas: (i) pesquisa bibliográfica sobre os aceleradores de partículas; (ii) pesquisa bibliográfica sobre os diferentes tipos de tratamento do câncer; (iii) entrevistas com especialista na área da medicina nuclear e (iv) comparação entre os meios de tratar a doença. As análises até o momento permitem afirmar que os riscos do método quimioterápico quando se trata de atingir outros órgãos é maior do que o do tratamento que utiliza os aceleradores. Além disso, percebeu-se que a nanotecnologia desses equipamentos é mais precisa para o tratamento do câncer, atingindo somente a região afetada.