Você talvez já tenha visto ou lido notícias sobre estes robôs quadrúpedes desenvolvidos primeiramente pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology). Recentemente nós publicamos aqui que os EUA estão usando esses robôs para patrulhar as fronteiras. Sem falar que esses robôs quadrúpedes são personagens comuns em filmes e séries de ficção científica. Eu só lembro do episódio Metalhead, da série Black Mirror.
Programação tradicional é mais difícil
É evidente que os robôs quadrúpedes estão se tornando uma visão familiar, mas os engenheiros ainda estão trabalhando para melhorar todas as capacidades dessas máquinas. Agora, um grupo de pesquisadores do MIT diz que uma maneira de melhorar suas funcionalidades pode ser usar a IA (Inteligência Artificial) para ajudar a ensinar os robôs a andar e correr.
Normalmente, quando os engenheiros estão criando o software que controla o movimento dos robôs quadrúpedes, eles escrevem um conjunto de regras sobre como a máquina deve responder a determinadas situações. Assim, se os sensores de um robô detectarem uma determinada quantidade de força na perna traseira esquerda, ele responderá ligando o motor A para exercer torque B, e assim por diante. Codificar esses parâmetros é complicado e demorado, mas dá aos pesquisadores um controle preciso e previsível sobre os robôs.
Usando inteligência artificial para aprimorar os robôs
Entretanto, há uma abordagem alternativa: usar o aprendizado de máquina. Isso funciona dando ao seu modelo de IA um objetivo conhecido como “função de recompensa”. Por exemplo, mova-se o mais rápido possível e, em seguida, deixe-o solto para descobrir como alcançar esse resultado do zero.
Isso leva muito tempo, mas pode ser acelerado se você deixar a IA experimentar em um ambiente virtual. É por isso que o aprendizado por reforço é uma maneira popular de desenvolver IA que pode até mesmo jogar jogos de videogame.
Essa é a técnica que os engenheiros do MIT usaram, criando um novo software (conhecido como “controlador”) para o robô quadrúpede da universidade, o Mini Cheetah. Usando aprendizado por reforço, eles conseguiram atingir uma nova velocidade máxima para o robô, que é de 3,9 m/s, ou aproximadamente 14 km/h. Veja no vídeo abaixo:
Inteligência artificial prioriza velocidade e não “beleza”
Como você pode ver, a nova marcha de corrida do Mini Cheetah é um pouco desajeitada. Mas, de acordo com o estudante de doutorado do MIT Gabriel Margolis (coautor da pesquisa junto com o pós-doutorando Ge Yang), isso ocorre porque a IA não está otimizando nada além da velocidade.
“O aprendizado por reforço encontra uma maneira de correr rápido, mas dada uma função de recompensa subespecificada, não há razão para preferir uma marcha que seja ‘de aparência natural’ ou preferida pelos humanos”, disse Margolis ao The Verge. Ele diz que o modelo certamente poderia ser instruído a desenvolver uma forma de locomoção mais fluida, mas o objetivo principal do esforço é otimizar apenas a velocidade.
Margolis e Yang dizem que uma grande vantagem de desenvolver software de controle usando IA é que consome menos tempo do que mexer em toda a física. “Programar como um robô deve agir em todas as situações possíveis é simplesmente muito difícil. O processo é tedioso porque, se um robô falhar em um terreno específico, um engenheiro humano precisaria identificar a causa da falha e adaptar manualmente o controlador do robô”, dizem eles.
Ao usar um simulador, os engenheiros podem colocar o robô em qualquer número de ambientes virtuais – de pavimento sólido a escombros escorregadios – e deixá-lo resolver as coisas por si mesmo. De fato, o grupo do MIT diz que seu simulador foi capaz de acelerar 100 dias de cambalhotas, caminhadas e corridas em apenas três horas de tempo real.
Robôs quadrúpedes mais rápidos e ágeis
Algumas empresas que desenvolvem robôs quadrúpedes já estão usando esses tipos de métodos para projetar novos controladores. Outros, porém, como a Boston Dynamics, aparentemente contam com abordagens mais tradicionais. Isso faz sentido, dado o interesse da empresa em desenvolver movimentos muito específicos – como os saltos e cambalhotas vistos em seus vídeos coreografados.
Também existem robôs quadrúpedes mais rápidas por aí. O Cheetah da Boston Dynamics atualmente detém o recorde de um quadrúpede, atingindo velocidades de 45,5 km/h. Isso é mais rápido que o Usain Bolt!
No entanto, o Cheetah não é apenas uma máquina muito maior e mais poderosa do que o Mini Cheetah do MIT, mas também alcançou seu recorde de corrida em uma esteira e montado em uma alavanca para estabilidade. Só espero nosso futuro não termine desse jeito:
Fonte: MIT
