Robôs construídos por inteligência artificial pode não soar tão estranho, mas este momento é realmente incrível. Uma revolução está acontecendo agora, graças a uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade Northwestern.
Em uma tentativa de moldar o futuro da robótica, a equipe lançou um desafio a um programa de inteligência artificial: criar um robô capaz de caminhar em uma superfície plana. A natureza levou bilhões de anos para desenvolver seres capazes de andar, mas a IA completou a tarefa em meros segundos.
Tradicionalmente, a concepção dessas máquinas incríveis recai sobre os ombros dos designers humanos que, meticulosamente, delimitam cada detalhe dos robôs em processos que levam meses ou até anos, um processo que além de lento, é exaustivo.
Ao contrário de muitas outras IAs que conhecemos, que exigem supercomputadores e um consumo gigantesco de energia, o programa que fez o robô em segundos é surpreendentemente eficiente, e pode ser executado em um computador pessoal simples, sem a necessidade de datasets enormes. Enquanto a maioria das IAs são restritas à criatividade humana, replicando frequentemente os nossos trabalhos anteriores, este novo programa cria designs originais e inovadores a partir do zero, só com um simples prompt.
Por trás disso estão os algoritmos evolutivos, que não estão presos a qualquer forma anatômica pré-determinada e conseguem otimizar as partes interdependentes de um robô com uma rapidez que deixa para trás os métodos tradicionais, acelerando todo o processo, e abrindo um leque de possibilidades para o design de robôs, atendendo demandas específicas de forma rápida e com muita precisão.
Sam Kriegman, está no comando deste projeto impressionante, é assistente de professor na Northwestern’s McCormick School of Engineering. Com eles estão David Matthews, Andrew Spielberg e Daniela Rus, do MIT, e Josh Bongard, da Universidade de Vermont. Juntos, eles investiram vários anos até alcançar essa descoberta monumental.
Um nome conhecido no mundo da IA e da robótica
Se o nome de Kriegman soa familiar, pode ser porque ele já tinha chamado a atenção da mídia em 2020. Foi ele quem desenvolveu os xenobots, os primeiros robôs vivos feitos inteiramente de células biológicas.
Os xenobots são uma forma completamente nova de vida, considerada a primeira máquina viva e programável do mundo. Eles são microrganismos biológicos projetados e montados a partir de células de embriões de sapos, especificamente das rãs da espécie Xenopus laevis, daí o nome “xenobot”.
Esses bots são singulares porque, embora sejam biofabricados a partir de material orgânico, não são uma espécie que ocorre naturalmente, são projetados por computadores para ter formas e funções específicas, e são “montados” usando células de sapos. Uma vez construídos, podem mover-se, trabalhar em grupos e cumprir funções simples, como transportar partículas.
Eles têm potencial para serem usados em várias aplicações, incluindo a limpeza de resíduos em vasos sanguíneos ou a entrega direcionada de medicamentos.
Sam Kriegman teve um papel significativo no desenvolvimento dos xenobots. sendo uma das principais mentes por trás da pesquisa. Além de dois outros (Dr. Joshua Bongard, da Universidade de Vermont, e pelo Dr. Michael Levin, da Universidade de Tufts) , Kriegman foi um dos pesquisadores-chave na equipe que projetou os xenobots utilizando um algoritmo evolucionário em um supercomputador. A IA então gerou milhares de possíveis novas formas de vida, criando desenhos para organismos que nunca haviam sido vistos na natureza.
Kriegman, juntamente com a equipe, selecionou os designs mais promissores e, depois, os “construiu” usando células de sapos, conforme previsto pelo algoritmo, resultando na criação dos xenobots. O envolvimento dele nessa pesquisa foi fundamental, e ele coautorou o estudo sobre xenobots quando os resultados foram publicados. Seu trabalho no projeto reflete seu interesse em robótica, biologia e, em particular, na intersecção da evolução e da máquina.
O processo criativo da IA Generativa para criação do robô
A contribuição dos pesquisadores terminaram no momento em que fizeram uma simples solicitação para projeção de uma máquina que pudesse caminhar na terra. Daí pra frente, a IA tomou o controle.
Começando com um bloco do tamanho de uma barra de sabão, que só balançava, mas ainda não andava. O programa prosseguiu fazendo avaliações, identificando imperfeições e, rapidamente, refinando o design, foi aprimorando a peça inicial. Em sua nona tentativa, e em apenas 26 segundos, tiveram um robô capaz de andar à metade da velocidade de um passo humano.
Kriegman brinca com o termo, chamando o processo de “evolução instantânea“. A evolução não pode prever se uma mutação específica será benéfica ou desastrosa, mas, de alguma forma, esta IA conseguiu remover essa venda dos olhos e clarear a evolução, comprimindo milhares de milhões de anos em um instante.
Quando a IA encontra a natureza
Uma revelação surpreendente deste experimento foi que, sem qualquer instrução específica, a inteligência artificial decidiu que o robô precisava de pernas. É como se a IA tivesse reconhecido que, para a locomoção terrestre, pernas são, de fato, a forma mais eficiente de movimento.
O design do robô é diferente de tudo que já vimos. Ele tem três pernas, barbatanas e uma série de orifícios. Kriegman e sua equipe trouxeram este design para o mundo real, usando impressão 3D para criar um molde, que depois foi preenchido com borracha de silicone líquido. O robô de silicone, uma vez inflado, conseguia se movimentar lentamente, recriando o movimento simulado pela IA.
Os orifícios no robô, uma característica curiosa, são teorizados por Kriegman como essenciais para sua locomoção, removendo peso e adicionando flexibilidade.
O robô além do design
Ao olhar para o robô, pode-se ver apenas um gadget, mas Kriegman vê algo mais: “Quando as pessoas olham para este robô, podem ver um dispositivo inútil, vejo o nascimento de um organismo totalmente novo.”
Ele acredita que o design dos robôs, frequentemente influenciado por formas e objetos familiares, é limitado pela nossa imaginação, mas a IA, por outro lado, apresenta caminhos e possibilidades completamente novas.
Para o futuro, Kriegman visualiza robôs capazes de navegar em escombros de edifícios desabados para buscar sobreviventes sem colocar em risco a vida de outros humanos, ou até robôs em nanoescala que podem entrar no corpo humano para desobstruir artérias ou combater células cancerígenas.
A tecnologia que combina robôs e IA é, sem dúvida, excitante, e com avanços como o da equipe da Universidade Northwestern, estamos a um passo de testemunhar uma verdadeira revolução na robótica, na forma como máquinas são planejadas e concebidas.
