20/04/12

o corpo da máquina.

Acredita mesmo que a inteligência está (apenas) "dentro da cabeça", no cérebro, no sistema de controlo ou lá no que se chame a isso? Então talvez queira perceber o interesse que tem o vídeo que se segue.




Pelo menos desde 1888 que existem tentativas documentadas para fabricar “brinquedos ambulantes”, isto é, brinquedos com a forma de um pequeno humano (ou mesmo de outros animais) que seriam capazes de “andar”, sem qualquer motor, apenas devido às características construtivas de tais objectos e à acção das forças físicas (como a gravidade) exercidas sobre eles.

Na segunda metade da década de 1980, supostamente inspirado por uma versão mais recente de um desses brinquedos, o engenheiro aeronáutico Tad McGeer desenvolveu uma versão mais sofisticada, implicando cálculos complexos dos muitos factores em causa. É o que agora se conhece como Caminhante Dinâmico Passivo. Trata-se “apenas” de um robot com duas pernas (mais exactamente, apenas duas pernas ligadas por um eixo), sem qualquer motor, sem sensores, sem qualquer programa para executar, sem qualquer tipo de computação daquela que estamos habituados a verificar existir nos “animais artificiais” da IA e da robótica. Os pés têm a forma de segmentos de arco para facilitar o “andar”.




Imagens do “Brinquedo Ambulante” de George T. Fallis, constantes da Patente 376.588 (USA), de 1888 (segundo cópia disponibilizada no sítio de Andy Ruina, do Laboratório de Bio-robótica e Locomoção da Universidade de Cornell).


Muitas versões físicas deste Caminhante reproduzem um tipo de passada que realmente faz lembrar um humano – apenas sendo deixadas livremente num plano ligeiramente inclinado.


Um modelo simples do Caminhante Dinâmico Passivo, tal como concebido por McGeer.





Dynamite, um modelo com joelhos construído por McGeer. As pernas têm uma altura de 80 cm e pesam um pouco mais de seis quilos. (Foto in McGeer 1992)



Um modelo mais recente construído por Martijn Wisse.


Na primeira versão apresentada (McGeer 1990a), as pernas do Caminhante Passivo Dinâmico não eram articuladas, mas os princípios estavam já explícitos. A Figura 1 desse texto (que se reproduz), incluindo a respectiva legenda, era muito clara acerca do que estava em causa: o que ditava o comportamento daquele par de pernas capaz de andar (numa ligeira descida) eram as características físicas daquele corpo e as forças físicas que sobre ele se exerciam devido a essas características e a encontrar-se num dado ponto do universo regido pelas leis da mecânica newtoniana. Pouco depois (McGeer 1990b), o engenheiro já tinha concebido um modelo com “joelhos”. A ilustração que se junta, bem como a respectiva explicação original, deixam claro que o caminhar se traduz na repetição de um “ciclo”. McGeer usa, assim, um conceito típico da teoria dos sistemas dinâmicos (um “ciclo limite” é um tipo de “atractor”, uma região do “espaço de estados” de um sistema para a qual tendem a ser levados os comportamentos desse sistema).


Esquema das forças que moviam o primeiro Caminhante Passivo Dinâmico. Nesta versão as pernas ainda não tinham “joelhos”. (Figura 1 in McGeer 1990a).




O modelo com joelhos (Figura 2 in McGeer 1990b). Esta imagem e a respectiva legenda original deixam claro que estamos perante um “ciclo”, que se repete de tantos em tantos segundos durante a caminhada.


A importância que este sistema tem para a questão do papel da morfologia na cognição é bem resumida por Fernando Almeida e Costa: “O caminhante dinâmico passivo é um exemplo extremo do trade-off entre controlo e morfologia. O controlo em sentido clássico é completamente substituído pelas dinâmicas que resultam de propriedades morfológicas do robô, como a forma e o peso das suas componentes, e as leis da física. Por outro lado, o comportamento do sistema resulta do seu estar-situado (…) e do acoplamento em tempo contínuo entre as propriedades do corpo e as do meio” (Costa 2001:8-9). Trata-se de considerar que muito do que dizemos ser “inteligência” está no corpo, não na mente (no software, no programa, no sistema de controlo,…). Está aí a razão para considerar que a robótica do desenvolvimento não pode ser inteiramente consequente com o seu programa sem dar mais atenção às dinâmicas que a morfologia encerra.


REFERÊNCIAS

(McGeer 1990a) McGEER, Tad, “Passive Bipedal Running”, in Proceedings of the Royal Society of London, Series B, Biological Sciences, 240 (1297), pp. 107-134

(McGeer 1990b) McGEER, Tad, “Passive walking with knees”, in Proceedings of the IEEE International conference on Robotics and Automation, 3, pp. 1640-1645

(McGeer 1992) McGEER, Tad, “Principles of walking and running”, in ALEXANDER, R. McN. (Ed.), Mechanics of Animal Locomotion (Advances in Comparative and Environmental Physiology, Vol 11), Berlim e Heidelberg, Springer-Verlag, 1992, pp. 113-139

(Costa 2001) COSTA, Fernando Almeida e, "Evolução, morfologias e controlo em sistemas artificiais: para além do paradigma computacional", in Análise, 22, pp. 65-93



(este post é uma republicação de um post já aparecido neste blogue)

4 comentários:

Jaime Santos disse...

Que a evolução da nossa inteligência se fez/faz naquilo que Damásio gosta de chamar a 'paisagem corporal', disso creio que ninguém tem dúvidas. E a 'invenção' do subconsciente libertou a mente da necessidade de se concentrar em milhentas coisas que funcionam de modo automático, provavelmente seguindo leis físicas bem conhecidas. Mais, até que ponto processos de decisão a nível superior são automáticos (recentemente foi descoberto em estudos de ressonância funcional que as decisões são tomadas antes dos indivíduos terem consciência delas) é algo que é menos claro mas que parece plausível. Se isso envolve 'modelos de computação' radicalmente diferentes daqueles que nós inventamos, isso é uma questão que está totalmente em aberto, julgo eu. Mas noto que o aforismo de Rolf Landauer, 'information is physical' levou igualmente a que os teóricos da informação se afastassem do puro raciocínio matemático e se pusessem a pensar na questão da implementação. E isso é particularmente importante na área da informação quântica...

Porfirio Silva disse...

Com muita pena minha, não percebo nada da importância da quântica para as coisas da informação. Tento estudar muita coisa diferente, mas não dá para tudo. Há mais de 15 anos que não leio nada decente sobre quântica. Não é fácil para um pobre estudante de filosofia...

Jaime Santos disse...

Nem tão pouco é para um pobre estudante de Física acompanhar a Filosofia, embora blogues como o seu ajudem. Não conheço nenhum texto bom sobre informação quântica que não seja de carácter matemático, mas recomendo-lhe o texto do Nielsen e Chuang (que conheço) e talvez o do David Mermin, que não conheço, mas sei que o seu autor é alguém que se tem preocupado por perceber os conceitos para além do puro formalismo. Note no entanto que, pelo menos para já, as questões da informação quântica têm relevância zero para a área da inteligência artificial, já que os sistemas estudados têm alguns qubits (e aquilo que se pode simular em computadores massivamente parelelos clássicos vai até 40 qubits). Por outro lado, há estudos sérios e interessantes da importância direta da mecânica quântica para os processos biológicos...

Porfirio Silva disse...

Obrigado pelas pistas. Sempre há-de servir para alguma coisa ter um blogue: por exemplo, receber contribuições dos leitores na caixa de comentários !