Criaram um robô capaz de se imaginar a si mesmo

Robert Kwiatkowski / Columbia Engineering

Investigadores da Universidade de Columbia, nos Estados Unidos, criaram um robô capaz de se imaginar a si mesmo, sem qualquer conhecimento prévio de física, geometria ou dinâmica do motor.

Os seres humanos são muito bons a “imaginar-se”, quer em cenários futuros, quer a fazer algo que gostam. Além disso, somos também capazes de aprender coisas novas, através da simples lembrança de experiências passadas e refletindo sobre o que resultou ou não.

Os humanos e os animais adquirem e adaptam a sua autoimagem ao longo da sua vida. No entanto, a maioria dos robôs só aprende através de simuladores e modelos fornecidos por pessoas reais, ou através de tentativas e erros – um processo, por si só, trabalhoso e muito demorado.

Mas isso pode estar prestes a mudar. “Se quisermos que os robôs se tornem independentes, se adaptem rapidamente a cenários imprevistos pelos seus criadores, é essencial que eles aprendam a simular-se a eles próprios”, disse Hod Lipson, professor de engenharia mecânica e diretor do laboratório Creative Machines. O artigo científico sobre o estudo foi publicado recentemente na Science Robotics.

Inicialmente, o robô não sabia se era uma aranha, uma cobra ou um braço – não tinha nenhuma ideia de qual era a sua forma. Após um breve período de “confusão” e cerca de um dia de computação intensiva, o robô foi capaz de criar uma autossimulação. De seguida, usou essa mesma simulação para se contemplar e adaptar-se a diferentes situações, lidando com novas tarefas e detetando danos no seu próprio corpo.

Para o estudo, Lipson e o seu aluno de doutoramento Robert Kwiatkowski usaram um braço robótico articulado de quatro graus de liberdade. Inicialmente, o robô movia-se aleatoriamente, realizando aproximadamente mil trajetórias, cada uma com cem pontos. Depois, o robô usou a aprendizagem profunda para criar um automodelo.

Os primeiros modelos automáticos eram muito imprecisos e o robô não sabia sequer o que era. Depois de menos de 35 horas de treino, o automodelo tornou-se consistente com o robô físico em cerca de 4 centímetros.

Ah, sou um braço robótico

O automodelo executou uma tarefa de “pegar-e-colocar” num sistema de loop fechado que permitia ao robô recalibrar a sua posição original entre cada ponto ao longo da trajetória, baseado inteiramente no modelo interno de si mesmo. Com o controlo de loop fechado, o robô foi capaz de agarrar objetos em locais específicos no solo e depositá-los no recipiente correto com 100% de sucesso.

Num sistema aberto, que envolveu a execução de uma tarefa inteiramente baseada no modelo interno sem nenhum feedback externo, o robô teve uma taxa de sucesso de 44%. “É como tentar pegar num copo de água com os olhos fechados, um processo difícil até mesmo para os humanos”, afirmou Kwiatkowski.

Para testar se o automodelo era capaz de detetar danos de si mesmo, os investigadores imprimiram em 3D uma peça deformada e o robô foi capaz de detetar a mudança internamente. O novo modelo automático permitiu que o robô retomasse as suas tarefas de recolha com pouca perda de desempenho.

A autoimagem é uma das chaves para permitir que os robôs se afastem das limitações da inteligência artificial em direção a habilidades mais gerais. “É talvez o que uma criança recém-nascida faz no berço, à medida que aprende o que é. Essa vantagem também pode ter sido a origem evolutiva da autoconsciência nos seres humanos”, explica Lipson.

“Embora a capacidade do nosso robô de se imaginar seja grosseira em comparação com os humanos, acreditamos que essa habilidade está no caminho da autoconsciência”, acrescenta. O investigador acredita que a robótica e a inteligência artificial podem oferecer uma nova janela para o antigo enigma da consciência.

“Filósofos, psicólogos e cientistas cognitivos vêm ponderando a natureza da autoconsciência há milénios, mas têm feito relativamente pouco progresso. Ainda escondemos a nossa falta de compreensão com termos subjetivos como ‘tela da realidade’, mas os robôs obrigam-nos a traduzir essas noções vagas em algoritmos e mecanismos concretos”, afirma.

Lipson e Kwiatkowski estão cientes das implicações éticas que envolvem o seu estudo. “A autoconsciência levará a sistemas mais resilientes e adaptativos, mas também implica alguma perda de controlo”, a dupla alertou. “É uma tecnologia poderosa, mas deve ser manuseada com cuidado”.

Os investigadores estão atualmente a investigar se os robôs podem modelar não apenas os seus próprios corpos, mas também as suas mentes. Por outras palavras, se os robôs podem pensar sobre o seu próprio pensamento.