30 anos, portuguesa, matemática. E escreveu a melhor tese da Europa

Margarida Carvalho parece uma miúda. Trinta anos, nasceu e estudou no Porto. Depois da licenciatura em matemática fez o mestrado em engenharia matemática e, logo a seguir, decidiu ingressar no doutoramento em ciências de computadores, na mesma universidade. A investigação, que Margarida tinha começado ainda na licenciatura, serviu de mote à tese do doutoramento: Margarida queria estudar teoria da informação e calcular a informação que certo evento dá, de maneira a poder planear o comportamento estratégico de decisores, sejam eles empresas ou outras instituições. Tudo para poder estudar formas de otimizar um determinado processo. E, focada na otimização, voltou a escolher o Porto que também lhe dava a oportunidade de fazer uma parte dos estudos fora.

Entretanto, teve a oportunidade de se mudar para Bolonha, Itália, para trabalhar de perto com Andrea Lodi, uma espécie de “estrela de rock ou guru” dessa área de investigação. O orientador recomendou-lhe que lesse algumas das teses de doutoramento de anteriores vencedores. “Talvez possam ser uma inspiração”, disse-lhe.

Depois da candidatura ao prémio atribuído de dois em dois anos, a tese de Margarida ficou entre os três trabalhos finalistas. A investigadora foi depois convidada a defender a tese num evento internacional e, aí, foi-lhe comunicado que era a vencedora. “É muito bom. Significa que o meu trabalho não vai ficar esquecido no jornal onde for publicado nem na biblioteca de uma faculdade”, explica.

A tese intitulada Computation of equilibria on interager programing games cruza duas áreas científicas: otimização combinatória e teoria dos jogos. “Na tese foi, pela primeira vez, formulado um jogo para modelar programas de trocas de rins envolvendo hospitais de vários países. O que conseguimos concluir foi que o jogo tem boas propriedades do ponto de vista do bem-estar social. Quer isto dizer que quando as entidades se comportam de forma mais racional, ou seja, concentrando-se apenas no seu benefício individual, o número de pacientes com insuficiência renal que recebe um transplante é maximizado”, explica Margarida Carvalho, antiga colaboradora do Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores, Tecnologia e Ciência (INESC TEC) e agora docente na Universidade de Montreal (Canadá), onde vive há pouco mais de um ano.

Apesar de a tese de Margarida se focar no âmbito da saúde, com aplicações em casos de transplante renal, por se tratar do desenvolvimento de resultados matemáticos e da área de investigação operacional (IO), a teoria pode ser aplicada a outras áreas, incluindo a economia. A grande vantagem do modelo proposto pela investigadora portuguesa está na combinação de uma área que permite aumentar o coeficiente de otimização de uma empresa, como é a otimização combinatória mas, ao mesmo tempo, conseguir prever respostas da concorrência.

Um exemplo disso são as empresas que produzem energia. Margarida explica a premissa: qual seria a melhor proposta de venda de energia, tendo em conta a concorrência? Mas há mais: no trabalho desenvolvido, a investigadora introduz novo fator: em vez de se tratar de apenas um player do mercado, Margarida criou um processo que permite incluir vários decisores em cuja dinâmica a decisão se vai refletir.

“Os modelos de otimização são utilizados hoje em dia em inúmeras aplicações, como por exemplo no planeamento da produção de uma empresa. A evolução que houve na área de otimização permite que as empresas que apliquem estes modelos tenham muito sucesso. Os modelos mais comuns, no entanto, não têm em conta alguns fatores importantes, como é o caso da influência mútua que as decisões das várias empresas têm num mercado. A ciência que nos permite prever esses comportamentos chama-se teoria dos jogos. A Margarida propõe formulações matemáticas para problemas concretos e também algoritmos que podem ser aplicados de forma mais geral na solução de jogos que envolvem programação inteira, chamados integer programming games como aparece no título da tese”, explica o orientador João Pedro Pedroso, investigador do Centro de Engenharia e Gestão Industrial do INESC TEC e docente na FCUP.

Outra das áreas de aplicação da teoria desenvolvida é a da segurança. E Margarida dá outro exemplo: é possível proteger um aeroporto otimizando o trajeto das patrulhas de polícias antecipando o comportamento das entidades mal-intencionadas. A base, explica a investigadora, assenta “no líder que toma a decisão e nos seguidores, que olham para o líder e depois tomam uma decisão”.

Lançado em 2003, o prémio “Euro Doctoral Dissertation Award” distingue contribuições de estudantes de doutoramento ou cientistas que tenham menos de dois anos de experiência desde a conclusão do doutoramento na área da investigação operacional. Foi a primeira vez que um investigador português foi distinguido com o prémio.