domingo, septiembre 30, 2007

Construyendo organismos inteligentes: una mirada desde la robótica (II Parte).


Rodney Brooks junto a Cog.


En su intento de crear un organismo inteligente, Rodney Brooks reparó en el hecho de que los insectos, al igual que todos los seres vivos, han evolucionado a lo largo del tiempo. De hecho, si tomamos como referente al ser humano, la interacción entre el sujeto y su entorno se da en una historia de desarrollo, la cual es fundamental para alcanzar un adecuado nivel de éxito en las tareas cognitivas. Esta idea, que puede parecer muy obvia en el ámbito de la psicología del desarrollo, no lo era tanto en el de la inteligencia artificial, por lo que su incorporación a este ámbito ha resultado muy significativa para la robótica.

En el ámbito de la psicología del desarrollo, existen estudios que sugieren que los niños no sólo aprenden sobre el mundo realizando acciones, sino también que el conocimiento así adquirido suele ser específico de la acción. Este hecho, acerca de la especificidad del conocimiento, se ha podido advertir también en los adultos. Estos hallazgos fundamentan, una vez más, la importancia que tiene la interacción entre el organismo y su medio, particularmente, el tipo de acciones que este organismo realiza en su historia de acoplamientos estructurales con su entorno, lo que gatilla en dicho organismo cambios estructurales, algunos de los cuales se mantienen en el tiempo, que denominamos aprendizajes, que a su vez se constituyen en la base sobre la cual ese organismo volverá a acoplarse estructuralmente con su entorno, y así consecutivamente. Este proceso de índole recursiva, que es característico de los sistemas dinámicos, permite que conductas que en un inicio pueden ser muy simples, mediante procesos de retroalimentación positiva y caóticos, se vayan transformando en conductas bastante sofisticadas, con lo cual el sistema, en este caso el organismo, se va haciendo progresivamente más complejo y va presentando un mayor nivel de autonomía y de auto-organización.

Esta capacidad de un organismo de ser agente de sí mismo, es decir, presentar autonomía y capacidad de auto-organización, resultó fundamental para el desarrollo de la inteligencia artificial y la robótica, pues los sistemas computacionales, incluidos los sistemas que operan en base a redes neuronales, tienden a presentar un alto nivel de dependencia de los sujetos o agentes que los programaron, siendo muy escasa o rudimentaria su capacidad de autonomía, dado que las metas u objetivos de sus acciones están previamente definidas.

La auto-organización que presentan los seres vivos, incluidos organismos muy primitivos como los virus o las bacterias, lleva a que éstos adopten ciertas pautas o patrones de conducta organizada que permiten el surgimiento de sistemas más complejos cuyas conductas no son posibles de explicar a partir de los organismos constituyentes. Este fenómeno se conoce como comportamiento emergente, el cual se caracteriza además, por el hecho de que no es posible predecir su aparición. El desarrollo de un organismo vivo, puede considerarse un fenómeno emergente, así como también, la aparición y el desarrollo de un cáncer. En términos más macros, de índole social, se puede advertir, por ejemplo, en la organización que adoptan algunas aves en sus vuelos migratorios o en la organización social que presenta un hormiguero o una colmena de abejas, conductas que muchas veces denominamos inteligentes.

La aplicación de estas ideas en la construcción de robots, queda ejemplificada en el procedimiento adoptado por Brooks.

“Ésta fue la metáfora que elegí para mis robots. Construiría sistemas simples de control para una conducta sencilla. Luego añadiría sistemas adicionales de control para un comportamiento más complejo, dejando todavía en su sitio y operativos los antiguos sistemas de control. Si era necesario, los sistemas más recientes podrían asumir ocasionalmente capacidades anteriores del sistema, y así se agregarían capa tras capa, repitiendo el proceso de la evolución natural de sistemas neurales cada vez más complejos.”[1]

Cuando Allen, fue presentado por Brooks en el II Simposio Internacional de Investigación Robótica, celebrado en Francia a finales de 1985, fue capaz de realizar conductas que hasta ese momento ningún robot había logrado. Curiosamente, muchos desacreditaron su trabajo, dado que ese robot no se basaba en procesos de razonamiento centralmente dirigidos ni en algoritmos clásicos que pudieran ser analizados. Brooks, continuó desarrollando robots, cada vez más sofisticados, lo que permitió, en 1997, contar con un robot autónomo, sin control humano, en la superficie de Marte, como fue el caso del Sojourner.

Los robots que Brooks y su equipo han desarrollado, se basan todos en dos principios fundamentales: situación y encarnación, los cuales define de la siguiente manera:

“Una criatura o robot situado es aquel que se halla inserto en el ambiente y que no opera con descripciones abstractas sino a través de sensores propios que en el aquí y ahora del mundo influyen directamente en su conducta.

Una criatura o robot encarnado es aquel que posee un organismo físico y experimenta el mundo, al menos en parrte, directamente a través de la influencia de éste sobre el cuerpo. Se produce un tipo más especializado de personificación cuando la plenitud de ese ser se halla contenida dentro del mundo.”[2]

En la década de los ’90, Brooks, Cynthia Breazeal, Robert Irie y otros miembros de su equipo, construyeron el primer robot humanoide, llamado Cog, que es capaz de interactuar socialmente con las personas de un modo “más natural”.

A pesar de estos significativos avances, Brooks, advierte:

“La verdad de la cuestión es que carecemos de un sistema de visión informática que sobresalga en la tarea de reconocer que algo es una taza, un peine o la pantalla de un ordenador. Nuestros sistemas de visión informática pueden hacer unas cuantas cosas con gran destreza, pero tras cuarenta años de investigaciones no destacan en tareas que los seres humanos y muchos animales llevan a cabo sin esfuerzo.

(. . . .) Está claro que todavía nos falta algo fundamental en el modo en que se halla organizada la visión en los humanos, aunque casi nadie lo reconocerá.”[3]

A pesar de estas falencias, aparentemente tan básicas, Cog permitió el desarrollo de Kismet, un robot que puede participar en interacciones sociales y que está constituido por diversos subsistemas que no cuentan con un subsistema de control central. Kismet, puede dirigir su mirada hacia aquello que llame su atención, atendiendo a cosas que se mueven, que presentan colores saturados y las que tienen el color de la piel. Es capaz de localizar los ojos de su interlocutor y presentar cambios apropiados en su contacto visual a lo largo de una conversación. Kismet puede buscar y localizar objetos, a pesar que no ha sido programado para ello, es decir, estas conductas emergen de otras conductas más simples. Kismet, también es capaz de percibir voces e identificar indicadores prosódicos que le permiten extraer el mensaje emocional que acompaña al mensaje verbal. Más aún, estos mensajes emocionales que identifica pueden afectar su conducta, es decir, presenta un rudimentario estado emocional que afecta su actividad.

Por supuesto, Kismet presenta diversas y significativas limitaciones:

“Lo que Kismet no puede hacer es entender realmente lo que se le dice. Ni es capaz de manifestar algo significativo. Pero ninguna de estas restricciones parece constituir un gran obstáculo para una buena conversación. Kismet sólo oye que las personas hablan y la prosodia de sus voces. Kismet pronuncia fonemas ingleses, pero no comprende lo que dice ni sabe cómo encadenar los fonemas o sílabas de una manera significativa.”

Ciertamente Cog y Kismet, constituyen importantes avances en el desarrollo de la robótica y nos llevan a replantear algunas conceptualizaciones referentes a la cognición y a la inteligencia. Estos robots humanoides, resultan ser organismos inteligentes en varios sentidos, aunque claramente no en otros. La inteligencia artificial, la robótica y la ciencia cognitiva han tenido importantes desarrollos teóricos y prácticos en los últimos años y todo parece indicar que estamos al comienzo de una impredecible e interesante aventura.

Las importantes limitaciones que presentan los robots hasta la fecha, me parece que no permiten desechar completamente el aporte de los sistemas computacionales más clásicos. En medio de estos loops recursivos que nos resultan impredecibles, nadie puede asegurar que no aparecerá un modelo que integre el enfoque de los sistemas seriales al desarrollo que en ese momento esté presentando esta nueva inteligencia artificial. La experiencia parece indicar que hay que dejar que la evolución haga su parte, pues hasta el momento parece haber actuado con cierto grado de inteligencia.


[1] Brooks, Rodney. Flesh and Machines. Pantheon Books. New York. 2002. Edición en español, Cuerpos y Máquinas. Ediciones B. Barcelona. 2003. p. 52.

[2] Ibíd., p. 65.

[3] Ibíd., p. 111.

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