Inovação avança e cientistas trabalham na tomada de decisão dos robôs

Sistema de inteligência artificial poderá permitir que autômatos tenham habilidades sociais para interagir com humanos. Para cientistas dos EUA, a solução é um passo rumo a uma relação cooperativa com as máquinas

Correio Braziliense

postado em 08/11/2021 06:00

Em simulação, as máquinas decidem como vão interagir entre elas, e os humanos conseguem tanto entender quanto prever essas reações - (crédito: MIT/Divulgação)

Chão de fábrica. Um robô vê um funcionário indo executar uma etapa da produção e decide se vai ou não ajudá-lo. A cena é mais acreditável que há alguns anos, mas ainda impossível. Fazer com que essas máquinas desenvolvam habilidades sociais e interajam com humanos de forma mais independente segue sendo um desafio na robótica. E os resultados de um trabalho desenvolvido no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, começam a sinalizar caminhos para que isso se torne realidade. A equipe trabalha no desenvolvimento de um sistema de aprendizado de máquina que ajuda robôs a entenderem e realizarem certas interações sociais.

Além disso, as reações dos autômatos são previsíveis. Em simulações, quando os cientistas mostraram, para voluntários, vídeos desses robôs interagindo uns com os outros, os espectadores acertaram principalmente sobre que tipo de comportamento social estava acontecendo. Para a equipe, essa possibilidade de um novo nível de relação máquinas/ humanos permitirá interações mais "suaves e positivas". Como exemplo, eles citam a chance de usar esse recurso para ajudar a criar um ambiente mais atencioso para idosos que vivem em casas de repouso.

"Os robôs viverão em nosso mundo em breve, e eles realmente precisam aprender como se comunicar conosco em termos humanos. Precisam entender quando é hora de ajudar e quando é hora de ver o que podem fazer para evitar que algo aconteça", afirma Boris Katz, pesquisador principal do projeto, que será apresentado na Conferência sobre Aprendizagem de Robôs, evento híbrido que começa hoje, no Reino Unido.

Katz enfatiza, também em comunicado, que o trabalho desenvolvido é promissor, mas bastante inicial. "Estamos apenas arranhando a superfície, mas sinto que essa é a primeira tentativa muito séria de entender o que significa para humanos e máquinas interagirem socialmente", afirma o também integrante do Centro de Cérebros, Mentes e Máquinas (CBMM) do MIT. Agora, a equipe trabalha no desenvolvimento de um sistema com agentes 3D em um ambiente que permita muitos mais tipos de interações, como a manipulação de objetos domésticos.

Metas diversas

Para chegar à etapa atual, os cientistas do MIT criaram um ambiente simulado em que robôs tinham que cumprir objetivos físicos e sociais enquanto se moviam em uma grade bidimensional. A meta física estava ligada ao meio ambiente — por exemplo, dirigir-se a uma árvore e regá-la. A meta social envolvia adivinhar o que outra máquina estaria tentando fazer e, a partir daí, agir com base nessa estimativa e decidir como ajudá-la a cuidar da planta.

A partir desse modelo — que estabelece objetivos físicos e sociais, além da ênfase que deve ser dada a cada um deles —, o robô é recompensado por ações que executa e o deixam mais perto de cumprir suas metas. Se ele está tentando ajudar o companheiro, ajusta-se a recompensa para corresponder à do outro robô — e, da mesma forma, se está tentando atrapalhar. Um algoritmo trabalha como o planejador, decidindo quais ações os robôs devem realizar.

Ravi Tejwani, coautor principal do artigo que será apresentado na conferência, chama a atenção para as características inovadoras do projeto. "Abrimos uma nova estrutura matemática para modelar a interação social entre dois agentes. Se você é um robô e deseja ir para o local X e eu sou outro robô e vejo que você está tentando ir para o local X, posso cooperar, ajudando você a chegar ao local X mais rápido. Isso pode significar mover X para mais perto de você, encontrar outro X melhor ou realizar qualquer ação que você tenha que tomar em relação a X. Nossa formulação permite que o plano descubra o 'como'. Especificamos o 'o quê' em termos do que as interações sociais significam matematicamente", detalha.

Decisões sofisticadas

A estrutura matemática foi usada para a criação de três tipos de autômatos. O de nível 0 tem apenas objetivos físicos e não pode raciocinar socialmente. O de nível 1 tem objetivos físicos e sociais, mas assume que todos os outros robôs se dedicam apenas a objetivos físicos. Assim, pode realizar ações com base nos objetivos físicos dos outros, como ajudar e atrapalhar. Por fim, o robô de nível 2 assume que os outros têm objetivos sociais e físicos e, dessa forma, pode realizar ações mais sofisticadas, como se unir para agir em conjunto.

Para ver como o modelo se compara às perspectivas humanas sobre as interações sociais, os cientistas do MIT criaram 98 cenários distintos usando os três tipos de robô e convidaram 12 humanos para assistir a 196 videoclipes que mostravam as máquinas interagindo. Os voluntários tinham que avaliar os objetivos físico e social dos autômatos e, na maioria dos casos, o que pensavam sobre as interações sociais correspondia ao que havia sido programado.

No futuro, a equipe pretende conduzir um experimento para coletar dados sobre os recursos usados por humanos para determinar se dois robôs estão engajados em uma interação social. "Esperançosamente, teremos uma referência que permita a todos os pesquisadores trabalhar nessas interações sociais e inspirar os tipos de avanços da ciência e da engenharia que vimos em outras áreas, como reconhecimento de objeto e ação", aposta Andrei Barbu.