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Criaturas virtuais usam IA para evoluir seus corpos e vencer obstáculos

Canaltech

Pesquisadores da Universidade Stanford, nos EUA, desenvolveram criaturas virtuais que evoluem seus corpos para vencer obstáculos e resolver problemas. Os “unimais” (abreviação de animais universais) foram utilizados para demonstrar que a evolução da inteligência depende da configuração dos corpos.

Em um ambiente digital, esses pequenos seres compostos por uma cabeça e membros articulados sofreram mutações para se adaptarem à paisagem, sugerindo novas maneiras de otimização para sistemas avançados de inteligência artificial (IA), que podem ser implantados em robôs no futuro.

“Se os pesquisadores querem recriar a inteligência nas máquinas, pode estar faltando algo. Na biologia, a inteligência surge de mentes e corpos trabalhando juntos. Aspectos dos planos corporais, como o número e a forma dos membros, determinam o que os animais podem fazer e aprender”, explica o estudante de ciência da computação Agrim Gupta, autor principal do estudo.

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Playground virtual

Para testar a capacidade de evolução dos unimais, os pesquisadores desenvolveram uma técnica chamada DERL (Deep Evolutionary Reinforcement Learning) — Aprendizado por Reforço Evolutivo Profundo, em tradução livre. Na primeira parte dos testes, eles foram treinados para completar uma tarefa simples, como caminhar por diferentes tipos de terreno ou mover um objeto em um ambiente virtual.

Alguns tropeçaram, outros simplesmente caíram para frente, ou desenvolveram um andar articulado semelhante ao de um lagarto. Os unimais com desempenho melhor foram selecionados e receberam novas mutações, como a adição ou remoção de membros, alteração do comprimento e flexilidade de braços e pernas.

Os cientistas também testaram se os unimais podiam se adaptar a uma tarefa que não tinham visto antes. Aqueles que evoluíram em ambientes mais complexos, contendo obstáculos ou terreno irregular, foram mais rápidos no aprendizado de novas habilidades, como rolar uma bola em vez de empurrar uma caixa.

“Já se sabe que certos órgãos aceleram o aprendizado. Este trabalho mostra que um corpo adequado também pode acelerar as mudanças no cérebro do robô, com inteligência e morfologia caminhando na mesma direção. Os unimais com corpos evoluídos mais bem-sucedidos resolveram tarefas mais rápido do que suas gerações anteriores”, acrescenta Gupta.

Processo evolutivo

No estudo ficou provado que o processo evolutivo selecionou os unimais com corpos capazes de se adaptar mais rápido a terrenos e situações adversas, aplicando as lições aprendidas durante o treinamento para moldar o comportamento de suas mentes digitais e melhorar o desempenho.

“Após os experimentos, descobrimos que a evolução seleciona rapidamente morfologias que aprendem mais rápido, permitindo assim que os comportamentos aprendidos no final da vida dos primeiros ancestrais sejam expressos no início da vida de seus descendentes e assim por diante”, lembra Gupta.

Para os cientistas, o desenvolvimento cognitivo atrelado à evolução física dos unimais pode mudar a maneira como os pesquisadores desenvolverão a próxima geração dos sistemas de inteligência artificial, com robôs capazes de aprender a realizar várias tarefas no mundo real.

“Os humanos não sabem necessariamente como projetar corpos de robôs para tarefas estranhas, como rastejar por um reator nuclear para extrair resíduos, fornecer ajuda em desastres após um terremoto, ou fazer tarefas domésticas, como lavar pratos e dobrar roupas. Talvez a única maneira de avançar seja permitir que a evolução natural faça isso”, encerra a professora de física Surya Ganguli, coatora do estudo.

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