Robôs mais parecidos com os seres humanos

Como professor da Escola de Engenharia e Ciência Aplicada da Universidade da Pensilvânia, Daniel Lee trabalha com projetos importantes de pesquisa— que contam, por vezes, com financiamento expressivo — que têm como objetivo o avanço do conhecimento e da compreensão científica da humanidade.

No decorrer dos últimos cinco anos, Lee trabalhou em vários projetos: foi treinador de um time de futebol de cachorros extremamente competitivo, participou de uma corrida complicada no deserto da Califórnia e ensinou um cão a saltar para trás. Essa última façanha é bem mais complexa do que parece, conforme Lee demonstrou recentemente. O animal saltou para trás diversas vezes em cima de um tapete de borracha instalado sobre uma mesa de 90 cm de altura própria para essas exibições. Num determinado momento, porém, o cãozinho errou o “pouso” e pisou na borda da mesa, indo espatifar-se no chão com um baque estridente. Lee disse: “Às vezes, os animais são menos inteligentes do que imaginamos.”

A cobaia de Lee, entretanto, não era um cão de verdade, e sim um Aibo, da Sony — isto é, um robô. Apesar do caráter extravagante da pesquisa, os projetos de Lee — ensinar cachorros-robôs a jogar futebol como se fossem uma equipe coesa, ou programar um carro equipado com sensores e motores em miniatura para que percorra uma rua movimentada da cidade sem motorista algum ao volante — contribuem para o progresso da meta ambiciosa do professor. Em outras palavras, Lee quer aprender a fazer robôs que pensem e ajam como seres humanos.

Em palestra recente intitulada “Robôs inteligentes: o que virá a seguir?”, patrocinada pelo programa de Gestão de Tecnologia do Mestrado Executivo (Executive Master’s in Technology Management) — uma parceria entre a Escola de Engenharia da Universidade da Pensilvânia e a Wharton — Lee disse que ainda há muito o que aprender antes que os Robôs possam se comportar no dia-a-dia como seres humanos incumbidos de uma ampla gama de tarefas. Durante muitos anos, o desafio consistiu em desenvolver a tecnologia básica que permitisse o funcionamento dos robôs. Contudo, apesar dos progressos alcançados nesse segmento, uma inteligência semelhante à inteligência humana — até mesmo a capacidade de reconhecer um rosto — continua além de nossas conquistas atuais, disse Lee ao lançar uma pergunta que é crítica para seu campo de atuação: “Por que é tão difícil construir alguma coisa inteligente?”

Substituindo soldados humanos

A resposta não é meramente acadêmica. Nos EUA, o Pentágono está gastando bilhões — um total de US$ 100 bilhões no decorrer de vários anos, de acordo com alguns analistas de tecnologia — para criar robôs que possam ajudar ou substituir soldados humanos. O projeto de modernização do Sistema de Combates Futuros (FCS), do Departamento de Defesa dos EUA, financia pesquisas para o desenvolvimento desse tipo de tecnologia. Entre seus beneficiários estão Lee e alguns componentes de uma equipe da Universidade da Pensilvânia que receberam US$ 22 milhões do Laboratório de Pesquisas do Exército para criar robôs capazes de operar em zonas de combate com o mínimo de supervisão.

Embora o uso para fins militares tenha dominado o desenvolvimento comercial dos robôs autônomos nos EUA, as oportunidades de negócios para robôs inteligentes em outros segmentos são igualmente significativas, conforme explica Lee. Ele ressalta que a pesquisa dos japoneses no segmento de inteligência robótica tem como objetivo ajudar a população do país em fase acelerada de envelhecimento a realizar tarefas domésticas.

A pesquisa avançada em inteligência artificial poderá conduzir o desenvolvimento comercial de robôs para além do que um especialista batizou recentemente de “três Ds: atividades monotónas (em inglês, dull), sujas (dirty) ou perigosas (dangerous)”. No dia 31 de março, a Honda exibiu um equipamento semelhante a um capacete capaz de ler as ondas cerebrais humanas e transmiti-las a um robô humanóide, também fabricado pela mesma empresa. Com esse equipamento, é possível fazer com que um robô, de nome Asimo, execute tarefas simples como, por exemplo, mover o braço.

“No Japão, os robôs são empregados principalmente no segmento de serviços”, disse Lee, ao passo que nos EUA não se verifica uma tendência muito pronunciada nesse sentido. “Nos EUA, a Fundação Nacional da Ciência financia boa parte do trabalho. Portanto, há uma mistura, mas a contribuição maior vem do orçamento de defesa.”

Lee prevê que as aplicações comerciais virão mais adiante. A pesquisa atual desse tipo de tecnologia deverá ter um impacto muito grande sobre as indústrias e os negócios futuros. “Hoje”, diz Lee, “somos capazes de construir dispositivos em miniatura e equipamentos contendo muitos sensores, atuadores e componentes eletrônicos computadorizados. O único problema é fazer com que funcionem de maneira inteligente e eficaz em ambientes diversos. Os equipamentos do futuro não só irão armazenar informações e permitir aos usuários jogarem diversos jogos, como também serão mais úteis”.

Formado em física e graduado pela Universidade de Harvard com doutorado em física da matéria condensada no MIT, Lee se sentiu atraído pela robótica depois que foi trabalhar nos Laboratórios Bell, nos anos 90. Ele queria saber por que, apesar dos rápidos avanços da tecnologia computacional, os robôs ainda não eram capazes de executar tarefas que os seres humanos e outros animais realizavam facilmente. De modo especial, Lee estuda agora a biologia das criaturas vivas para melhor compreender de que forma computamos as informações. Seu objetivo é transferir essa informação para o mundo dos robôs.

“Temos inúmeros equipamentos com componentes computadorizados e um mundo de sensores, mas as pessoas não sabem o que fazer com tudo isso”, disse Lee em relação ao estado atual do desenvolvimento da robótica. Para construir uma máquina mais inteligente, não há mapa igual ao cérebro humano.

A ideia de mimetizar a biologia para fazer avançar a tecnologia não é nova. Lee disse que antes de pôr em prática a ideia da elevação aerodinâmica, no princípio do século 20, as pessoas acreditavam que bastava ter asas para voar. “Era comum o sujeito acoplar ao corpo um par de asas e pular de cima de um edifício — o desfecho, porém, não era muito bom.” O voo bem-sucedido dos irmãos Wright em 1903 foi, em parte, o resultado de um estudo mais apurado da mecânica real do voo dos pássaros. Os pássaros batem as asas para obter estabilidade e propulsão — mas voam porque a curvatura de suas asas em contato veloz com o ar cria mais pressão embaixo do que em cima deles, resultando na elevação necessária para o voo. “Portanto, o principal trabalho do piloto acabou sendo o de puxar o flape para que ele “entortasse” as asas da aeronave.”

Mas a mente humana é muito mais difícil de replicar do que as asas de um pássaro.

Os computadores usam sua força bruta de cálculo para vencer um campeão de xadrez, disse Lee, mas não podem ir além disso. A mente, disse ele, é uma máquina muito mais sofisticada e está longe de ser totalmente compreendida. “Os algoritmos tradicionais que realizam pesquisas rápidas e cálculos enormes não tornam as máquinas inteligentes. Portanto, temos de desenvolver algoritmos que tratem desses problemas de maneiras diferentes, para que possamos criar robôs capazes de se desincumbir de suas tarefas em ambientes complexos. Já existe um trabalho de bom nível nesse sentido, mas ainda é preciso muita coisa para que a máquina se comporte de maneira tão inteligente quanto um cão.”

Contudo, outras características das criaturas biológicas foram reproduzidas pelos robôs — conforme demonstração feita por Lee com o Aibo, da Sony. “Olá”, disse ele ao cão eletrônico, fazendo com que Aibo virasse a cabeça em sua direção. Lee foi para o outro lado do cômodo e disse: “Ei, aqui!”, e o robô girou a cabeça novamente. Para criar essa habilidade robótica, os projetistas tiveram de desenvolver sensores sonoros que imitassem o processamento do som pelo ser humano: diferenças mínimas de nanossegundos na chegada das ondas sonoras ao sensor esquerdo ou direito comunicam ao robô de onde saiu o som, informando-o para que lado virar a cabeça.

Com o tempo, disse Lee, a melhora contínua da habilidade do robô de perceber o que se passa em seu entorno e realizar tarefas mecânicas contribuirá para a ampliação de sua inteligência artificial — isto é, sua habilidade de realizar certas tarefas sem a supervisão constante do homem. É nesse sentido que as competições internacionais de futebol com quatro equipes de cães-robôs Aibo, da Sony, mostraram ser uma boa diversão e excelente ferramenta de aprendizado para Lee e seus alunos.

O “UPennalyzers” — time de futebol criado por Lee, por estudantes de engenharia da Universidade da Pensilvânia e pelo corpo docente da instituição — consiste em quatro cães-robôs, cada um deles equipados com computadores programados para utilizar seus sensores para análise do campo de jogo. Eles usam comunicadores sem fio para conversar com seus colegas de equipe — mas não são controlados por humanos no decurso dos 20 minutos das partidas, disputadas em um campo de três metros por cinco.

Lee disse que os jogos com robôs eram grosseiros no início. “Você já teve a oportunidade de assistir a um jogo disputado por crianças de seis ou sete anos de idade em que todas elas correm ao mesmo tempo atrás da bola? Pois assim que era inicialmente. Os escanteios tomavam 30 minutos do jogo, sem falar nos gols contra.” Com o tempo, porém, os robôs desenvolveram inteligência suficiente para disputar partidas de nível mais elevado, conforme se pôde ver no vídeo exibido por Lee de um gol sofisticado marcado pelo UPennalyzers em seu jogo mais recente. “Agora, eles podem se comunicar: “Você pega a bola e eu fico na defesa.’”

Uma razão pela qual a equipe usa cães-robôs, em vez de robôs humanóides, é que a locomoção em duas pernas é extremamente difícil para os robôs. Nos últimos anos, Lee e sua equipe receberam pelo menos US$ 3,5 milhões em fundos doados pelo DARPA — a Agência de Projetos de Pesquisas Avançadas de Defesa do Pentágono — para ensinar os robôs a caminhar, bem como para desenvolver uma classe de robôs capazes de usar sensores para navegar de forma autônoma por terrenos difíceis. As vantagens militares de dispositivos desse tipo, que poderiam transportar cargas pesadas por montanhas ou através de desertos em zonas de combate perigosas, são óbvias. Contudo, a navegação em duas pernas continua a ser o grande sonho dos programadores de robôs. “Eles querem uma máquina de 90 kg que ande por conta própria pelas montanhas, porque é impossível fazer com que um carro suba por trilhas íngremes”, disse.

Um novo uso para o isqueiro?

Contudo, o desenvolvimento de carros inteligentes sem pilotos — um projeto que é também beneficiário de uma linha expressiva de financiamento do DARPA, e que tem o objetivo ambicioso de fabricar um terço dos veículos de transporte militar não-pilotados até 2015 — revelou-se bem-sucedido e fonte de orgulho competitivo para Lee e seus alunos. Recentemente, eles ficaram entre as seis equipes que concluíram o Desafio Urbano DARPA de 2007 em Victorville, na Califórnia, realizado nas ruas de uma base abandonada da Força Aérea Americana.

“Little Ben” — nome que a equipe Ben Franklin, composta por estudantes e professores da Universidade da Pensilvânia e de Lehigh, deram ao seu Toyota Prius adaptado — teve de circular por ruas da cidade obedecendo às leis do trânsito e aos sinais para evitar colisões com outros finalistas.  Para tornar o evento mais realista e desafiador, 50 motoristas humanos equipados com capacete anticolisão cruzavam as ruas em seus veículos. Um grupo de observadores acompanhou o evento atrás de barreiras espessas de concreto.

A Universidade Carnegie Mellon, em parceria com a General Motors, venceu o evento e levou o prêmio de US$ 2 milhões. A Universidade de Stanford recebeu financiamento federal para desenvolver carros-robôs inteligentes. Com menos dinheiro disponível, a equipe Ben Franklin criou um veículo que exigia menos potência — e consumia menos gasolina. Isso foi possível graças à utilização de um número menor de sensores. Lee observou que “com o Prius, foi possível usar o isqueiro para alimentar todos os computadores de bordo”.

Lee disse ao público da Universidade da Pensilvânia que saberemos com certeza o momento em que os robôs tiverem atingido o nível seguinte de inteligência. Será quando tiverem dominado a tarefa humana extremamente complexa de operar uma lava-louças. “Os robôs automáticos empregados na indústria nos tomaram muito tempo”, disse. “Agora precisamos descobrir um meio de fazer com que um robô opere uma lava-louças, já que todas as noites há um conjunto diferente de pratos e copos a lavar”.

Citando a Universia Knowledge@Wharton

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"Robôs mais parecidos com os seres humanos." Universia Knowledge@Wharton. The Wharton School, University of Pennsylvania, [08 April, 2009]. Web. [19 September, 2019] <http://www.knowledgeatwharton.com.br/article/robos-mais-parecidos-com-os-seres-humanos/>

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