Inteligência Artificial em Robôs Humanoides
“If knowledge can create problems, it is not through ignorance that we can solve them.” Asimov’s guide to science, Isaac Asimov (1972)[1]
Você se considera inteligente? Por quê? Acredite, a resposta para essa pergunta é muito mais complicada do que você pode imaginar. É possível definir inteligência como a capacidade de compreender e resolver novos problemas, conflitos e de adaptar-se a novas situações [2]. Nesse contexto, apenas por ser capaz de resolver o problema de responder a uma pergunta você já é considerado inteligente. Mas essa definição é tão abrangente que torna-se impossível atribuir inteligência unicamente a capacidades humanas. A maioria dos animais, por exemplo, é capaz de modificar seu comportamento, em diferentes níveis, de acordo com as adversidades encontradas.
Victor G. O. M. Nicola e Vitor R. C. Estima
Assim, podemos abstrair o conceito de inteligência para outro âmbito, interpretando-o como umacaracterística, não só de indivíduos, mas também de sistemas. Um sistema inteligente seria capaz de reconhecer o estado em que se encontra, analisar as possibilidades de ação e tomar a decisão de como agir, de acordo com seu objetivo. Talvez você não tenha percebido, mas provavelmente está em contato com sistemas inteligentes por meio de dispositivos móveis e computadores pessoais diariamente. Em computação, a inteligência artificial pode ser definida como o estudo de agentes inteligentes [3] – componentes básicos de um sistema inteligente.
Um dos campos de aplicação da inteligência artificial é o da robótica. Os robôs, dotados de inteligência artificial, são capazes de ajudar humanos a realizar tarefas mais complexas e com maior eficiência, em contraste aos que não possuem tal funcionalidade; aumentando, assim, a produtividade e o conforto de seus donos. Com o intuito de estender a empatia humana aos robôs, aproximando-os de uma fisionomia familiar, foram desenvolvidos robôs humanoides que se assemelham a seres humanos, em aparência [4].
Um dos grandes marcos no avanço dessa área ocorreu em outubro de 2017, quando a Sophia, ginoide desenvolvida pela Hanson Robotics, foi a primeira robô a receber cidadania de um país, a Arábia Saudita. Ela foi criada com o objetivo de adaptar-se a convivência com seres humanos e trabalhar junto com eles no futuro.
Para que isso seja possível, foram implementados algoritmos de inteligência artificial com ênfase em Processamento de Linguagem Natural (PLN) e reconhecimento de características humanas, como gestos, expressões faciais e voz. Essas técnicas permitem que Sophia seja capaz de ter interações mais autênticas com pessoas, pois além de interpretar esses sinais, ela também consegue reproduzir gestos, expressões e tons de voz adequados ao contexto da conversa [5].
Além da cidadania, Sophia tornou-se famosa graças a vídeos de suas entrevistas em programas de televisão. Porém, outros robôs humanoides já fizeram sucesso muito antes dela. A fabricante de carros japonesa, Honda, investe na área de robótica desde a década de 1980, e seu robô, ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility), é um dos mais avançados robôs humanoides da atualidade.
ASIMO começou a ser desenvolvido em 1986 e os engenheiros da época buscavam construir um robô que pudesse reproduzir o andar de um ser humano.[6] Atualmente, ele está em um estágio mais avançado de desenvolvimento, sendo capaz de realizar diversos tipos de movimento como andar, correr e pular. Com câmeras que funcionam como olhos e algoritmos de processamento de imagem, ASIMO é capaz de entender o ambiente em que se encontra e adaptar sua movimentação para diferentes situações. Além disso, ele consegue reagir a simples comandos de voz e reconhecer faces de alguns indivíduos.
Hoje em dia, ASIMO é fonte de inspiração para alunos de diversas escolas ao redor do mundo. O robô é levado a instituições para despertar o interesse de meninos e meninas em adquirir conhecimento científico por meio do incentivo ao estudo de matemática, física, anatomia e, claro, robótica.
Em paralelo aos engenheiros da Honda, diversas organizações desenvolvem pesquisas na área de robótica. Um outro exemplo famoso nas mídias são os robôs desenvolvidos por um grupo nascido no MIT (Massachusetts Institute of Technology), conhecido como Boston Dynamics. Por meio de um canal no YouTube [7], a organização divulga os avanços de sua pesquisa, mostrando o desempenho dos robôs em uma série de testes controlados.
A Boston Dynamics possui alguns modelos de robôs, com diversas funcionalidades e que implementam diferentes técnicas de inteligência artificial, como por exemplo: Handle, SpotMini, Atlas e Spot. Todos operam com algoritmos de reconhecimento para gerar mapas dos caminhos que conhecem e identificar os obstáculos que os cercam. A partir desses dados, eles conseguem andar, correr, pular e até subir escadas!
A inteligência artificial é fundamental para movimentação em espaço aberto e reprodução de gestos humanos ou expressões faciais como visto nos robôs citados até agora, mas é possível ir além disso. Recentemente, foram desenvolvidos modelos computacionais que, aplicados em corpos robóticos humanoides, permitem que eles criem um próprio mapa mental de como entender o mundo. Um robô que exemplifica isso é o iCub.
Com o objetivo de entender melhor como funciona o processo cognitivo em nós, humanos, o iCub foi desenvolvido para que sua forma de aprender fosse análoga à de uma criança [8]. Esse androide possui sensores para reproduzir nossos sentidos de visão e audição e, com algoritmos de aprendizado de máquina supervisionado, ele é capaz de processar as informações recebidas pelos sensores e formar associações entre palavras proferidas por uma pessoa e imagens apresentadas [9]. Isso é possível, pois quando iCub está aprendendo, há uma pessoa dizendo quando ele faz uma associação correta ou não. A cada acerto, ele reforça associação e, a cada erro, ele recombina informações, buscando acertar na próxima tentativa.
Robôs que aprendem como o iCub são muito importantes para a área da computação, pois a captação de dados em tempo real tanto durante as fases de treino como de testes, permite uma interação com o mundo mais parecida com a que nós, humanos, temos. Sendo, talvez, o estopim de uma grande revolução que, diferente de muitas obras de ficção científica, promete ser benéfica a nossa sociedade.
Atualmente, existem robôs que funcionam com telepresença, ou seja, são controlados por meio da conexão com um usuário e manipulados de acordo com os movimentos dele. Por exemplo, o projeto de robótica aplicado à medicina que surgiu em 2006 nos EUA [10], o Da Vinci, é um robô (não é humanoide, nesse caso) que realiza cirurgias extremamente delicadas, com ótima precisão e sem tremores. Esse sistema é, atualmente, controlado à distância por um médico-cirurgião. Com avanços nessa área, seria possível implementar algoritmos de Inteligência Artificial que permitam a esses robôs operarem de maneira independente, poupando esforços e poderiam ser produzidos em alta escala. O Sistema Da Vinci, por exemplo, poderia salvar muitas vidas.
Se considerarmos a aplicação de Inteligência Artificial nesse contexto, é possível imaginar uma produção em escala de robôs-cirurgiões Da Vincis, treinados por cirurgiões, realizando operações independente de médicos supervisionando o processo. Tal cenário reduziria muito o custo dessas cirurgias e possibilitaria o acesso a elas para mais pessoas, aumentando, de maneira geral, a qualidade de vida.
IA e Robótica são duas áreas que vêm crescendo bastante nos últimos anos e possuem uma intersecção muito interessante e ainda pouco explorada. A cada ano, as aplicações de inteligência artificial nos surpreendem com seus resultados e os robôs que a implementam estão evoluindo em ritmo acelerado e, certamente, surgirão muitos estudos e projetos que irão nos surpreender ainda mais. Os desenvolvedores desses projetos ainda precisarão lidar com questões éticas, mas o futuro parece bastante promissor e a sociedade colherá os frutos desses avanços pouco a pouco. Afinal, se a tecnologia não trouxer benefícios aos humanos, qual seria o propósito de desenvolvê-la?
Para finalizar essa matéria, selecionamos alguns vídeos e outros artigos que consideramos interessantes para os leitores e que complementam o conteúdo apresentado aqui, a fim de enriquecer sua leitura.
Refêrencias Bibliogŕaficas
[1] Citação do Asimov. Disponível em <https://en.wikiquote.org/wiki/Talk:Isaac_Asimov>. Acessado em Março de 2018.
[2] Definição de “inteligência” do google.
[3] Luger, George F (2004). Inteligência Artificial. Estruturas e Estratégias para a Solução de Problemas Complexos 4ª ed. Porto Alegre: Bookman. p. 23. 774 páginas.
[4] Entendimento de robôs humanoides. Disponível em <https://pt.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B4_humanoide>. Acessado em Março de 2018.
[5] Discussões sobre a Sophia. Disponível em <https://qz.com/1121547/how-smart-is-the-first-robot-citizen/>. Acessado em Março de 2018.
[6] Informações sobre o Asimo. Disponível em <https://asimo.honda.com/>. Acessado em Março de 2018.
[7] Canal no Youtube da BostonDynamics. Disponível em <https://www.youtube.com/user/BostonDynamics>. Acessado em Março de 2018.
[8] Informações sobre o iCub. Disponível em <http://www.icub.org/>. Acessado em Março de 2018.
[9] iCub aprendendo formas/cores. Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=L5i6CinZsUE>. Acessado em Março de 2018.
[10] Informações sobre o Davinci. Disponível em <https://www.intuitivesurgical.com/products/davinci_surgical_system/>. Acessado em Março de 2018.
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