Robô Aprende a Entender a Si Mesmo Sem Assistência Humana

Engenheiros da Columbia University School of Engineering and Applied Science criaram o primeiro robô que pode aprender um modelo de seu corpo inteiro do zero, tudo sem assistência humana.

O estudo foi publicado em Science Robotics.

Ensinar o Robô

Os pesquisadores mostraram como o robô pode criar um modelo cinemático de si mesmo e usar um auto-modelo para planejar movimentos, alcançar metas e evitar obstáculos em uma ampla gama de situações. Ele também pode reconhecer automaticamente e compensar danos ao seu corpo.

Um braço robótico foi colocado dentro de um círculo de cinco câmeras de vídeo em streaming, e o robô assistiu a si mesmo através das câmeras enquanto se movia livremente. Ele se moveu e se contorceu para aprender exatamente como seu corpo se movia em resposta a diferentes comandos de motor, e após três horas, finalmente parou. A rede neural profunda interna do robô então terminou de aprender a relação entre a ação do motor do robô e o volume ocupado em seu ambiente.

Hod Lipson é professor de engenharia mecânica e diretor do Creative Machines Lab da Columbia.

“Estávamos realmente curiosos para ver como o robô se imaginava”, disse Lipson. “Mas você não pode simplesmente olhar dentro de uma rede neural, é uma caixa preta.”

Os pesquisadores trabalharam em várias técnicas de visualização antes que a auto-imagem gradualmente emergisse.

“Era uma espécie de nuvem suavemente tremulante que parecia envolver o corpo tridimensional do robô”, continuou Lipson. “À medida que o robô se movia, a nuvem tremulante suavemente o seguia.”

O auto-modelo do robô era preciso em cerca de 1% de seu espaço de trabalho.

https://www.youtube.com/watch?v=3jbBEMfZTSg

Aplicações e Avanços Potenciais

Ao permitir que os robôs modelhem a si mesmos sem assistência humana, os especialistas podem alcançar uma ampla gama de avanços. Por um lado, economiza trabalho e permite que o robô monitore seu próprio desgaste, detectando e compensando qualquer dano. Os autores dizem que essa capacidade ajudará os sistemas autônomos a serem mais autossuficientes. Um exemplo que eles dão é de um robô de fábrica, que poderia usar essa capacidade para detectar que algo não está se movendo corretamente antes de chamar assistência.

Boyuan Chen é o primeiro autor do estudo. Ele liderou o trabalho e agora é professor assistente na Duke University.

“Nós, humanos, claramente temos uma noção de si”, disse Chen. “Feche os olhos e tente imaginar como seu próprio corpo se moveria se você fosse tomar alguma ação, como esticar os braços para a frente ou dar um passo para trás. Em algum lugar dentro de nosso cérebro, temos uma noção de si, um auto-modelo que nos informa qual volume de nossas proximidades imediatas ocupamos, e como esse volume muda à medida que nos movemos.”

Lipson vem trabalhando há anos para encontrar novas maneiras de dar aos robôs alguma forma de autoconsciência.

“A auto-modelagem é uma forma primitiva de autoconsciência”, explicou ele. “Se um robô, animal ou humano tiver um auto-modelo preciso, ele pode funcionar melhor no mundo, pode tomar melhores decisões e tem uma vantagem evolutiva.”

Os pesquisadores reconheceram os vários limites e riscos envolvidos em conceder autonomia às máquinas por meio da autoconsciência, e Lipson se certifica de dizer que o tipo específico de autoconsciência neste estudo é “trivial em comparação com a dos humanos, mas você tem que começar em algum lugar. Temos que ir devagar e com cuidado, para que possamos colher os benefícios enquanto minimizamos os riscos.”