Ken Goldberg: 4 lições dos robôs sobre ser um humano

Quanto mais os robôs são incorporados à nossa vida diária, mais somos forçados a nos examinar enquanto pessoas. No TEDxBerkeley, Ken Goldberg compartilha quatro lições bem humanas, aprendidas com seu trabalho no campo da robótica.

Sei que isso vai soar estranho,

mas acho que robôs podem nos inspirar

a sermos humanos melhores.

Sabe, eu cresci em Bethlehem, Pennsylvania,

o lar da Bethlehem Steel.

Meu pai era engenheiro,

e quando eu estava crescendo, ele me ensinava

como as coisas funcionavam.

Nós construíamos projetos juntos,

como modelos de foguete e autoramas.

Este é o kart que construímos juntos.

Aqui sou eu atrás do volante,

com minha irmã e meu melhor amigo da época,

e um dia,

ele veio para casa, quando eu tinha uns 10 anos,

e na mesa do jantar, ele anunciou

que nosso próximo projeto seria construir um robô.

Um robô.

Bom, eu fiquei entusiasmado com isso,

porque na escola

tinha um valentão chamado Kevin,

e ele estava me provocando

porque eu era o único judeu da classe.

Então eu não podia esperar pra começar a trabalhar nisso,

assim eu poderia apresentar meu robô ao Kevin. (Risos)

(sons de robô)

Mas não era esse tipo de robô que meu pai tinha em mente.

Sabe, ele tinha uma empresa de cromagem,

e eles tinham que mover

peças pesadas de aço entre tanques químicos,

então ele precisava de um robô industrial como esse

que, basicamente, faria o trabalho pesado.

Mas meu pai também não conseguiu o tipo de robô que ele queria.

Nós trabalhamos nisso por vários anos,

mas eram os anos 70,

e a tecnologia disponível para os amadores

ainda não estava lá.

Então papai continuou a fazer o trabalho manualmente,

e uns anos depois

foi diagnosticado com câncer.

Veja, o robô que estávamos tentando construir

estava dizendo a ele que não era apenas uma questão de fazer o trabalho pesado.

Era um aviso sobre sua exposição aos produtos químicos tóxicos.

Ele não reconheceu isso na época,

e contraiu leucemia,

e morreu aos 45 anos de idade.

Fiquei devastado com isso,

e nunca esqueci o robô que tentamos construir.

Quando fui pra faculdade, decidi estudar engenharia, como ele.

Eu fui para Carnegie Mellon e adquiri meu PhD em robótica.

Venho estudando robôs desde então.

Então, eu queria contar pra vocês

sobre quatro projetos de robô

e como eles me inspiraram a ser um humano melhor.

Em 1993, eu era um jovem professor na USC,

e estava desenvolvendo meu laboratório de robótica,

esse foi o ano em que a World Wide Web apareceu.

E me lembro que foram os meus estudantes que

me falaram sobre isso,

e nós ficamos simplesmente maravilhados.

Começamos a brincar com isso e, naquela tarde,

percebemos que podíamos usar essa interface nova, universal,

pra permitir que qualquer pessoa no mundo

operasse um robô em nosso laboratório.

Assim, ao invés de coloca-lo para brigar ou fazer trabalho industrial,

decidimos construir uma máquina de plantio,

colocar o robô no centro dela,

e o chamamos de Telegarden.

Colocamos uma câmera no pegador da mão

do robô, criamos scripts e softwares especiais,

de forma que qualquer pessoa no mundo pudesse

entrar e, clicando na tela,

pudesse mover o robô pelo espaço

e visitar o jardim.

Mas também permitimos, instalamos outro software

que deixa você participar e nos ajudar a regar o jardim;

e se você regasse algumas vezes,

ganhava a sua própria semente para plantar.

Então, esse era um projeto, um projeto de engenharia,

e publicamos alguns artigos sobre o design,

o design do sistema, mas também pensamos nele

como uma instalação de arte.

Esse robô foi convidado, depois de um ano,

pelo Ars Electronica Museum, na Austria,

para ser instalado no lobby do museu,

e fico feliz de dizer que ele permaneceu online lá,

24 horas por dia, por quase nove anos.

Esse robô foi operado por mais pessoas

que qualquer outro na história.

Então, um dia,

recebi um telefonema, do nada,

de um estudante,

que fez uma pergunta muito simples, porém profunda.

Ele disse: "Esse robô é real?"

Bom, todo mundo presumia que era,

e nós sabíamos que era, pois estávamos trabalhando nele.

Mas eu sabia o que ele queria dizer,

porque seria possível pegar um monte de fotos

de flores em um jardim e em seguida indexa-las

em um sistema de forma que parecesse que

havia ali um robô real, quando não havia.

E por mais que eu pensasse nisso, não encontrava

uma boa resposta para isso, qual era a diferença.

Isso foi bem na época em que me ofereceram uma posição

aqui na Berkley,

e quando cheguei aqui, procurei o Hubert Dreyfus,

um professor de filosofia mundialmente renomado,

e falei com ele sobre isso, e ele disse,

"Esse é um dos problemas mais antigos e centrais

da Filosofia. Remonta ao ceticismo,

e até a Descartes.

É uma questão de epistemologia,

o estudo de como sabemos que algo é real."

Então ele e eu começamos a trabalhar juntos,

e criamos um novo termo: telepistemologia,

o estudo do conhecimento a distância.

Convidamos novos artistas, engenheiros

e filósofos para escreverem ensaios sobre isso,

e os resultados estão reunidos nesse livro

da MIT Press.

Então graças a esse aluno que questionou

o que todos assumiam ser verdade,

esse projeto me ensinou uma lição importante sobre a vida,

que é sempre questionar suposições.

Agora, o segundo projeto do qual quero falar

surgiu a partir do Telegarden.

Enquanto ele operava, meus alunos e eu estávamos muito interessados

em como as pessoas estavam interagindo entre elas

e o que estavam fazendo com o jardim.

Aí começamos a pensar: e se o robô pudesse deixar

o jardim e ir para outros

ambientes interessantes?

Como, por exemplo, e se ele pudesse ir a um jantar

na Casa Branca? (Risos)

Então, já que estávamos mais interessados no design do sistema

e na interface do utilizador do que no hardware,

decidimos que, ao invés de um robô

substituir um humano para ir na festa, teríamos

um humano no lugar de um robô.

Chamamos isso de Tele-Ator.

Pegamos um humano,

alguém muito extrovertido e sociável.

e ela estava equipada com um capacete

com vários equipamentos, câmeras e microfones,

e uma mochila com conexão wireless,

e a idéia era que ela pudesse ir a um ambiente remoto

e interessante, e que através da internet

as pessoas pudessem experimentar o que ela experimentava,

que pudessem ver o que ela via,

e então, o mais importante, que eles pudessem participar

interagindo uns com os outros

dando idéias sobre o que ela deveria fazer em seguida,

onde ela deveria ir,

e aí transmitir isso para o Tele-Ator.

Então tivemos uma chance de levar o Tele-Ator

ao Webby awards, em San Francisco,

e naquele ano Sam Donaldson era o anfitrião.

Pouco antes de subirem as cortinas, tive 30 segundos

pra explicar ao Mr. Donaldson o que íamos fazer,

eu disse: "O Tele-Ator

vai se juntar a você no palco,

é um projeto novo e experimental,

as pessoas estão vendo ela nas suas telas,

e ela tem -- há câmeras envolvidas, e há

microfones, e ela tem fones no ouvido,

e as pessoas na rede estão dando conselhos

sobre o que fazer a seguir."

E ele disse: "Peraí,

isso é o que eu faço." (Risos)

Então ele adorou o conceito

e quando o Tele-Ator entrou no palco,

ela andou em sua direção e de um beijo nele

bem na boca. (Risos)

Ficamos muito surpresos.

Não tínhamos ideia que isso ia acontecer.

E ele foi ótimo. Ele deu um grande abraço como resposta,

e funcionou muito bem.

Mas naquela noite, enquanto arrumávamos as coisas,

perguntei ao Tele-Ator como os Tele-Diretores

decidiram dar um beijo no Sam Donaldson?

E ela disse que eles não decidiram.

Ela disse que quando estava prestes a entrar no palco,

os Tele-Diretores ainda estavam discutindo o que fazer,

e então ela simplesmente entrou e fez

o que pareceu mais natural. (Risos)

Então, o sucesso do Tele-Ator naquela noite

se deveu ao fato de que ela era uma ótima atriz.

Ela sabia quando confiar nos seus instintos,

então esse projeto me ensinou outra lição sobre a vida,

que é essa: na dúvida, improvise. (Risos)

Bom, o terceiro projeto surgiu da

minha experiência quando meu pai esteve no hospital.

Ele estava submetido a tratamento,

tratamentos de quimioterapia, e há um tratamento relacionado

chamado braquiterapia, onde pequenas sementes radioativas

são colocadas no corpo para tratar tumores cancerígenos.

E o procedimento, como vocês veem aqui,

é que os cirurgiões inserem agulhas no corpo

para proferir as sementes, e tudo isso,

essas agulhas são inseridas em paralelo,

então é comum que algumas das agulhas

penetrem órgãos sensíveis, e como resultado,

as agulhas causam danos a esses órgãos,

o que leva a traumas e efeitos colaterais.

Então meus alunos e eu pensamos, e se pudéssemos

mudar o sistema

de forma que as agulhas entrassem em ângulos diferentes?

Então simulamos isso, e desenvolvemos

algoritmos de otimização, e simulamos isso,

e pudemos mostrar que podíamos evitar

os órgãos delicados e ainda alcançar a superfície

dos tumores com a radiação.

Então agora, trabalhamos com médicos na UCSF

e engenheiros na Johns Hopkins

construindo um robô que tem um numero de...

é um design especial com articulações que permitem que

as agulhas entrem numa grande variedade de ângulos,

e como você pode ver aqui, elas podem evitar órgãos delicados

e ainda alcançar os alvos que estão buscando.

Então, questionando a suposição de que as agulhas

tinhas que ser paralelas, esse projeto também me ensinou

uma lição importante: Na dúvida --

Se sua rota está bloqueada, mude o eixo.

E o último projeto também tem a ver com medicina robótica.

E isso se desenvolveu a partir de um sistema chamado

o robô cirúrgico da Vinci,

e isso é um aparelho que já é comercializado.

Tem sido usado em mais de 2.000 hospitais pelo mundo todo,

e a idéia é permitir que o cirurgião

opere confortavelmente em sua própria estrutura coordenada;

mas muitas das sub-tarefas das cirurgias

são muito rotineiras e tediosas, como suturar,

e atualmente estas são realizadas

sob controle imediato e específico do cirurgião,

e o cirugião acaba ficando fatigado com o tempo.

E começamos a imaginar

e se pudéssemos programar o robô

para fazer algumas dessas sub-tarefas

e assim deixar os cirurgiões livres para se focarem

nas partes mais complicadas da cirurgia,

e também diminuir o tempo que o cirurgião levaria,

se o robô pudesse realiza-las um pouco mais rápido?

Bom, é difícil programar um robô pra fazer coisas delicadas

como essas, mas acontece que meu colega, Pieter Abbeel

que está aqui na Berkley, desenvolveu

um novo conjunto de técnicas para ensinar robôs a partir de exemplos.

Então ele fez robôs pilotarem helicópteros,

com acrobacias incrivelmente belas e interessantes,

assistindo humanos especialistas pilotarem.

Então pegamos um desses robôs.

Começamos trabalhando com Pieter e seus alunos,

e pedimos a um cirurgião para realizar

uma tarefa, e o que fazemos é... com o robô,

estamos pedindo ao robô,

ao cirurgião para realizar uma tarefa.

e gravamos os movimentos do robô.

Vamos ver um exemplo. Vou usar uma figura de oito,

traçando a figura do oito como exemplo.

Então é assim que parece quando o robô,

é assim que fica o trajeto do robô,

esses três exemplos.

Bom, isso é muito melhor do que um novato

como eu poderia fazer, mas ainda é impreciso.

Então gravamos todos esses exemplos, a informação,

e seguimos por uma sequência de passos.

Primeiro, usamos uma técnica chamada distorção dinâmica de tempo,

do reconhecimento de fala, e isso permite o

alinhamento temporário de todos esses exemplos,

e aí aplicamos a filtragem Kalman,

uma técnica da regulação, que nos permite

analisar estatisticamente todo o ruído

e extrair a trajetória desejada, que está por trás do ruído.

Então, o que estamos fazendo é pegar essas

demonstrações humanas, ruidosas e imperfeitas,

e tiramos delas uma trajetória da tarefa deduzida

e uma sequência de controles para o robô.

Então executamos isso no robô,

observamos o que acontece,

e aí ajustamos os controles usando uma sequência de técnicas

chamada aprendizado interativo.

Então o que fazemos é aumentar um pouco a velocidade.

Observamos os resultados, ajustamos os comandos de novo,

e vemos o que acontece.

E vamos assim, fazendo várias rodadas.

E eis o resultado.

Essa é a trajetória deduzida,

e aqui o robô se movendo na velocidade humana.

Aqui, quatro vezes a velocidade humana.

Aqui sete vezes.

E aqui, o robô operando 10 vezes mais rápido

que a velocidade humana.

Então fizemos o robô realizar uma tarefa delicada,

uma sub-tarefa cirúrgica,

10 vezes mais rápido que um humano.

Então esse projeto também -- porque ele envolve prática

e aprendizado, fazer algo repetidamente --

este projeto também tem uma lição, que é:

se você quer fazer algo bem,

não há outra forma senão praticar, praticar, praticar.

Então essas são quatro lições que aprendi

com robôs ao longo dos anos,

e a robótica, o campo da robótica, ficou muito melhor

com o tempo.

Hoje em dia, alunos do segundo grau podem fazer robôs

como aquele industrial que meu pai e eu tentamos fazer.

E agora, tenho uma filha,

chamada Odessa.

Ela tem oito anos,

e gosta de robôs também.

Acho que é de família. (Risos)

Queria que ela conhecesse meu pai.

E agora ensino a ela como funcionam as coisas,

e construímos projetos juntos, e eu me pergunto

que tipo de lições ela vai aprender com eles.

Robôs são as nossas máquinas

mais humanas.

Eles não podem resolver todos os problemas do mundo,

mas penso que eles tem algo importante a nos ensinar.

Convido vocês a pensar sobre as inovações

que interessam vocês,

as máquinas que vocês querem,

e pensem sobre o que elas podem estar querendo dizer,

porque tenho um palpite

de que muitas das inovações tecnológicas,

as invenções que sonhamos,

podem nos inspirar a ser humanos melhores.

Obrigado. (Aplausos)