El robot aprende a entenderse a sí mismo sin asistencia humana

Los ingenieros de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia han creado el primer robot que puede aprender un modelo de su cuerpo entero desde cero, todo sin asistencia humana.

El estudio se publicó en Science Robotics.

Enseñando al robot

Los investigadores mostraron cómo el robot puede crear un modelo cinemático de sí mismo y utilizar un auto-modelo para planificar el movimiento, alcanzar metas y evitar obstáculos en una amplia gama de situaciones. También podría reconocer y compensar automáticamente cualquier daño a su cuerpo.

Un brazo robótico se colocó dentro de un círculo de cinco cámaras de video en streaming, y el robot se observó a sí mismo a través de las cámaras mientras se movía libremente. Se movió y contorsionó para aprender exactamente cómo su cuerpo se movía en respuesta a diferentes comandos de motor, y después de tres horas, finalmente se detuvo. La red neuronal profunda interna del robot luego terminó de aprender la relación entre la acción del motor del robot y el volumen ocupado en su entorno.

Hod Lipson es profesor de ingeniería mecánica y director del Laboratorio de Máquinas Creativas de Columbia.

“Estábamos realmente curiosos por ver cómo el robot se imaginaba a sí mismo”, dijo Lipson. “Pero no puedes simplemente mirar dentro de una red neuronal, es una caja negra”.

Los investigadores trabajaron en varias técnicas de visualización antes de que la auto-imagen gradualmente emergiera.

“Era una especie de nube suavemente parpadeante que parecía envolver el cuerpo tridimensional del robot”, continuó Lipson. “A medida que el robot se movía, la nube suavemente parpadeante lo seguía”.

El auto-modelo del robot fue preciso alrededor del 1% de su espacio de trabajo.

Aplicaciones y avances potenciales

Al permitir que los robots modelen a sí mismos sin asistencia humana, los expertos pueden lograr una amplia gama de avances. Por un lado, ahorra mano de obra y permite que el robot monitoree su propio desgaste, detecte y compense cualquier daño. Los autores dicen que esta capacidad ayudará a los sistemas autónomos a ser más autónomos. Un ejemplo que dan es el de un robot de fábrica, que podría utilizar esta capacidad para detectar que algo no está funcionando correctamente antes de llamar a asistencia.

Boyuan Chen es el primer autor del estudio. Lideró el trabajo y ahora es profesor asistente en la Universidad de Duke.

“Los humanos claramente tienen una noción de sí mismos”, dijo Chen. “Cierre los ojos e intente imaginar cómo su propio cuerpo se movería si fuera a realizar alguna acción, como estirar los brazos hacia adelante o dar un paso hacia atrás. En algún lugar dentro de nuestro cerebro tenemos una noción de sí mismos, un auto-modelo que nos informa qué volumen de nuestro entorno inmediato ocupamos, y cómo ese volumen cambia a medida que nos movemos”.

Lipson ha estado trabajando durante años para encontrar nuevas formas de dar a los robots alguna forma de esta autoconciencia.

“La auto-modelación es una forma primitiva de autoconciencia”, explicó. “Si un robot, animal o humano tiene un auto-modelo preciso, puede funcionar mejor en el mundo, puede tomar mejores decisiones y tiene una ventaja evolutiva”.

Los investigadores reconocieron los diversos límites y riesgos involucrados con la concesión de autonomía a las máquinas a través de la autoconciencia, y Lipson se asegura de decir que el tipo específico de autoconciencia en este estudio es “trivial en comparación con la de los humanos, pero tienes que empezar en algún lugar. Tenemos que ir lentamente y con cuidado, para que podamos cosechar los beneficios mientras minimizamos los riesgos”.