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INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS COGNITIVASTópicos em Sistemas Inteligentes
AULA 11
Robótica e Cognição
Ciência Cognitiva (IA) x RobóticaMétodos e objetivos própriosIndependentes em seu desenvolvimentoÁreas Complementares
Literatura de ficção e cinema
Questões FilosóficasPodem haver máquinas (robôs) dotados de inteligência comparável à humana ? Poderíamos dizer que esses robôs possuem “experiência” ? Robôs poderiam ter emoções ? Consciência ?
Robótica Industrial
Algoritmos de Planejamento
Redundância no espaço de juntasProblema na programação do robô
Ferramentas de Inteligência Artificial
Algoritmos de BuscaControladores FuzzyRedes NeuraisAlgoritmos Genéticos
Robôs Móveis
AplicaçõesTransporte de peças, exploração de locais perigosos, etc.
ControlabilidadeExige maior grau de interação com o ambiente
Intensa Atividade de PesquisaLaboratório para a Inteligência ArtificialRobôs Reais
Kephera, Lego MindstormsRobôs Virtuais
SimuladoresOponentes em Jogos de Computador
Robótica Baseada em Comportamentos
Metade da década de 80Ruptura radical nas pesquisas em Inteligência Artificial
Algo de errado nas pesquisas em IAToy Problems, Algoritmos de Busca, Lógica Matemática, Sistemas EspecialistasProblemas Insolúveis da IA
Fundamentação do Símbolo (Symbol Grounding Problem)Enquadramento (Frame Problem)Enquadramento de Referência (Frame-of-Reference Problem)Situabilidade (Situatedness Problem)
Rodney Brooks (MIT)Abandonar os ambientes artificiaisUtilizar a robótica como ambiente de desenvolvimento
Robótica Baseada em Comportamentos
Arquitetura Convencional de Controle de Robôs
Sensores
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M
otor
Atuadores
Robótica Baseada em Comportamentos
Arquitetura de Subsunção
Sensores Atuadores
Raciocinar sobre o comportamento
de objetos
Planejar mudanças no mundo
Identificar objetos
Monitorar Mudanças
Construir Mapas
Explorar
Procurar
Robótica Baseada em Comportamentos
Mudanças Radicais na IADescartar um modelo do mundo centralizadoDescartar representação simbólica Inteligência incorporada em um agente em contato com o mundo
Mudanças nas Ciências CognitivasDecadência do CognitivismoSurgimento da Autopoiese (Maturana e Varela)
Mente situada e incorporada
Conceito de MenteDeixava de existir somente para seres vivosPoderia ser aplicado a robôs e agentes de software
Sistemas de Controle
Robôs-Inseto
Inteligência HumanaDesafio muito grande
Inteligência comparável a de um inseto
Robôs começaram a proliferar como objeto de estudos na comunidade científica
Abordagem PrincipalArquitetura de Subsunção (Brooks)
Problemas AbordadosNavegação, Mapeamento, Planejamento, Operação
Robótica Cognitiva e Robôs Humanóides
Nível de inteligência além dos insetosRobótica baseada em comportamentos não dava contaRobótica Cognitiva
Robótica CognitivaImplementação de Operações Cognitivas (funções cognitivas) em robôs
Robôs HumanóidesO que seriam robôs humanóides e quais características humanas esperar de um robô ?
Agir como humanosMovimentação por Visão Artificial Interagir com Seres Humanos
Deteção de faces, distinção de vozes humanas, contato visual, estimação de foco de atenção humano, etc.
Robôs Humanóides
Fatores Fundamentais para Orientar a Pesquisa em Robôs Humanóides
Desenvolvimento Incremental da InteligênciaHabilidades e Competências são sucessivamente adquiridos, durante o desenvolvimento do robô
Interação do Robô com seu meio ambienteAo interagir com seu meio-ambiente, o robô pode aprender e ganhar novas habilidades e competênciasMundo: extensão da memória interna do robô
Interação Social do RobôAtenção compartilhada e interação social como modo de expandir a inteligência
Integração Multi-modalInformações dos diferentes sentidos deve ser integrada
Cog
21 graus de liberdadeVisão e AudiçãoUtilização
Atenção compartilhadaImitação de ComportamentoOutras tarefas cognitivas humanas
H6 e H7
35 graus de liberdadeSistema de Compensação de Balanço
Para movimentação bípede
UtilizaçãoPesquisas sobre o design e implementação de sistemas operacionais de tempo real para robôsGeração de padrões de movimentação de pernas em robôs bípedesVisão 3D e 3D de profundidadeProcessamento de Imagens 3DPlanejamento de Movimento
Robôs Waseda
Robô Falante WT-4 Robô Flautista
Robôs Waseda
Honda Asimo
ConcepçãoRobô capaz de conviver com seres humanos em vida social
Deslocar em ambiente domésticoDesviar de objetosSubir e descer escadas, rampas e superfícies irregulares
Foco da PesquisaCapacidade de Andar
Juntas imitando articulações Amortecimento de impactoEstabilidade quando empurrado
Honda Asimo
Sony QRIO
Reconhece 60000 palavrasAtende e conversa com as pessoas
Controle de Movimento em Tempo RealReconhecimento de Faces e de vozSíntese de FalaSabe cair e se levantar quando caiPonto de Acesso Wireless
Conectar com outros dispositivos e controlá-los
Emoções e Sistemas Inteligentes
Importância das Emoções em Robôs SociaisComputação Afetiva
Testar teorias de emoçõesReconhecer emoções humanasExpressar emoções (simulação)Responder de maneira inteligente a emoções humanasEmular emoções
Emulando emoçõesInteligência emocional (Goleman, Damásio, Edelman)Emoção como uma avaliação de um propósito
Medo: Avalia risco à integridade físicaFome: Avalia condições de balanço energéticoCuriosidade: Avalia o quanto uma determinada ação serve ao propósito de aumentar o conhecimento do robô
Kismet
15 graus de liberdadeIdentifica emoções do interlocutor e reage a elas Estima o foco de atenção do interlocutor
Aibo (Sony)
Robô de EntretenimentoVer, ouvir, sentir e se movimentarConexão wireless com outros dispositivosTransmitir fotos, arquivos de sons e mensagensTirar fotos e gravar clips de vídeoDetectar movimentos e situações, tirar fotos e enviar por e-mailCompreende o calendário e o relógioSistema de emoções com seu donoPersonalidade evolutivaTreinado para executar manobrasCapacidade de Auto-alimentação
Robótica Evolutiva
Computação EvolutivaUsada para o controle de robôs
Evoluir a “mente” (sistema de controle) do robô
Robótica Co-evolutivaEvoluir a mente junto com o “corpo” do robôSimulaçãoConstrução posterior em protótipo real
Fronteiras de Pesquisa
Tecnologia x Pesquisa Tecnologia
Redes Neurais, Lógica Fuzzy, Computação EvolutivaPesquisa
Mentes ArtificiaisCognição ArtificialEmoções em Sistemas InteligentesRobôs HumanóidesRobótica EvolutivaRobótica Co-EvolutivaSemiótica ComputacionalEvolução de LinguagemConsciência