Si no podemos diseñar robots autónomos, tal vez ellos puedan diseñarse a sí mismos

El reciente anuncio de Elon Musk de un próximo Tesla Bot, completo con una forma humana, “manos a nivel humano” y una fecha de entrega característicamente optimista, ha obtenido un saludable al servicio de la critica por buena razón.

Entre otras capacidades, dice Musk, el robot eventualmente será capaz de hacer recados como ir solo a la tienda de comestibles. Boston Dynamics, que ha desarrollado el robot humanoide más avanzado jamás creado, ha pasado más de una década trabajando en su plataforma Atlas. Si bien el progreso ha sido impresionante, con Atlas corriendo, saltando y incluso bailando Frente a decenas de millones de espectadores de YouTube, la empresa reconoce rápidamente que el robot está muy lejos de realizar tareas complejas de forma autónoma.

Uno de los mejores ejemplos del potencial de la robótica evolutiva, y de la promesa incumplida, se remonta a 2010 en un estudio publicado en el Revista de biología PLOS. Los autores del estudio utilizaron robots físicos equipados con motores y sensores (no solo simulaciones) para realizar varios modelos evolutivos y objetivos de aptitud física: navegación sin colisiones, orientación, coevolución depredador-presa y más.

Concluyeron que “estos ejemplos de evolución experimental con robots verifican el poder de la evolución por mutación, recombinación y selección natural. En todos los casos, los robots exhibieron inicialmente un comportamiento completamente descoordinado porque sus genomas tenían valores aleatorios”.

En resumen, el estudio concluyó que “unos pocos cientos de generaciones de mutaciones aleatorias y reproducción selectiva fueron suficientes para promover la evolución de comportamientos eficientes en una amplia gama de condiciones ambientales”.

Ese requisito de tantas generaciones de evolución se ilustra con el reciente lanzamiento de Alphabet de más de 100 prototipos de robots cotidianos para realizar tareas de limpieza en las oficinas de Google; con sus movimientos torpes y vacilantes, las máquinas siguen siendo mucho un trabajo en progreso.

Progreso versus perfección

Creo que existe la posibilidad de que Musk supere a la competencia en el campo de la robótica, pero necesitará ayuda de los propios robots. Según muchos expertos en el espacio de la computación evolutiva, los robots capaces de realizar tareas complicadas que requieren retroalimentación constante o ciclos de aprendizaje son simplemente demasiado complejos para que los humanos los diseñen directamente por su cuenta. En cambio, el futuro del desarrollo y diseño robótico podría ser producto de una “evolución” en la que los robots seleccionen qué características son más útiles para un resultado específico.

La robótica evolutiva suena a ciencia ficción, pero no es un concepto nuevo. Ya en la década de 1950, Alan Turing postuló que la creación de máquinas inteligentes sería demasiado compleja para los diseñadores humanos y que un mejor método podría ser introducir “mutaciones” y reproducción selectiva en el proceso. Por supuesto, mientras que la idea detrás de la robótica evolutiva estaba tomando forma hace mucho tiempo, las herramientas necesarias para poner el concepto en acción solo ahora están disponibles.

Por primera vez en la historia moderna, tenemos todos los componentes básicos necesarios para facilitar la robótica evolutiva: creación rápida de prototipos y reproducción física mediante impresión 3D, redes neuronales para el aprendizaje y la capacitación, mayor duración de la batería y materiales más baratos, y mucho más.

La NASA ya ha desplegado evolución artificial para desarrollar antenas para satelites, por ejemplo. Aún más emocionante que eso, los creadores de la Universidad de Vermont y la Universidad de Tufts en 2020 dio a conocer “xenobots”, que son “pequeñas máquinas biológicas diseñadas por primera vez en simulaciones por computadora utilizando las técnicas de la robótica evolutiva”.

Estas máquinas biológicas de autorreparación se construyeron con células madre de rana y exhibieron la capacidad de mover y empujar cargas útiles; la idea es que estos “nanorobots” algún día podrían usarse para administrar medicamentos después de inyectarlos en el torrente sanguíneo.

Pero incluso con todos estos avances, las iteraciones evolutivas en robots físicos siguen consumiendo mucho tiempo, en parte debido al riesgo que implica. Incluso una tarea como ir de compras al supermercado es engañosamente compleja, y una variedad de errores robóticos como cruzar una calle frente al tráfico podría poner en peligro a los humanos.

tantas posibilidades

Musk tiene razón en que sus autos Tesla existentes son simplemente robots sobre ruedas, pero es una simplificación excesiva. Los Tesla están especializados para una sola tarea y son incapaces del autoaprendizaje necesario para navegar en un mundo complejo sin supervisión directa. Es posible que tenga a su disposición una supercomputadora, robots ya avanzados y un equipo fenomenal de expertos en inteligencia artificial, pero es probable que la entrega de un robot humanoide capaz de aventurarse en público de forma independiente esté muy lejos.

La creación de un robot que pueda operar por sí solo probablemente requiera varios cientos de “generaciones” de evolución en las que los robots realicen mutaciones y combinen los rasgos más deseables de dos padres diferentes.

Para soñar despierto con algunas aplicaciones útiles del mundo real, piense en líneas de seguridad y reconocimiento, inspecciones de seguridad de edificios y cumplimiento de códigos, asistencia en extinción de incendios o incluso asistencia de búsqueda y rescate.

En junio de 2021, una torre de condominios frente al mar se derrumbó en Surfside, Florida, cobrando cerca de 100 vidas. Un gran ejemplo de la utilidad de los enjambres de drones serían las inspecciones de edificios y códigos: podrían realizar inspecciones mucho más regulares y frecuentes de edificios de condominios antiguos, desde el piso superior hasta el inferior, por dentro y por fuera, utilizando sensores y cámaras para verificar la impermeabilización. problemas, astillado y grietas en el concreto, hundimiento y otros problemas. Esto podría hacerse a una fracción del costo de un equipo de ingenieros humanos.

Otras aplicaciones útiles para eventos incluyen seguridad y asistencia médica. Piense en la reciente tragedia de Astroworld en Houston. En un evento de 100.000 personas, a menudo puede ser difícil cubrir un terreno amplio y lleno de gente con personal de seguridad humano. Un enjambre de drones o robots puede ser muy útil en este sentido, monitoreando problemas de seguridad, peleas, personas con convulsiones u otras emergencias médicas e incluso llevando dispositivos médicos como un desfibrilador externo automático mucho más rápido que el personal humano.

¿Por qué un enjambre de drones y no un solo drone? Bastantes razones, pero principalmente resiliencia y redundancia. Si un dron falla, la operación continúa sin interrupciones. Esto es particularmente útil para situaciones de alto riesgo en las que la “misión” no se puede cancelar.

Creando mejores robots

El término “robótica evolutiva” es un poco engañoso porque en realidad se trata de replicar procesos aprendidos de la evolución orgánica a dispositivos no orgánicos. Una mejor descripción podría ser “evolución artificial” o “evolución encarnada”. No son tanto los robots los que están evolucionando, sino los propios procesos los que están creando una evolución.

El mismo enfoque podría aplicarse a cualquier entidad que pueda equiparse con una red neuronal y algoritmos evolutivos para crear “descendencia” a través de la mutación y la recombinación posterior de dos o más padres. De hecho, la evolución ni siquiera necesita una forma física: estos mismos procesos se pueden implementar dentro de las supercomputadoras para resolver problemas importantes. ¿Qué podría ayudarnos a lograr una mejor comprensión de la evolución?

Interacciones autónomas del mundo real, por ejemplo. La robótica evolutiva es la única forma de crear robots capaces de una interacción compleja y autónoma en el mundo real. Los beneficios de tales robots son demasiado largos para enumerarlos, pero los casos de uso podrían variar desde bomberos robóticos y robots de búsqueda y rescate hasta robots de limpieza de desechos nucleares, robots de atención domiciliaria y más.

También podríamos obtener una mejor comprensión de la evolución orgánica. Un conocimiento más matizado de la evolución podría tener aplicaciones tan amplias que es difícil de comprender. Podríamos obtener conocimientos increíbles sobre las mejores formas de tratar enfermedades y desarrollar inmunidades, mejorar nuestra esperanza de vida, disminuir nuestro impacto en el mundo ecológico y obtener una mejor comprensión de nuestro futuro en este planeta.

También podríamos obtener pistas sobre los orígenes de la vida. Al estudiar y dominar la evolución artificial, podremos comprender mejor todas las formas posibles en que la vida podría formarse y evolucionar en otros planetas. Aunque la posibilidad de que exista vida en otras partes del universo sigue siendo baja según muchos expertos científicos, una mejor comprensión de la evolución y la capacidad de replicar la macroevolución en una microescala sin duda nos ayudarán a guiarnos en cualquier búsqueda de vida extraterrestre.

Una espada de doble filo

Finalmente, piense en una exploración más profunda de nuestro sistema solar. Con robots totalmente autónomos, autorreplicantes y evolutivos, podríamos enviar misiones no tripuladas a las profundidades del espacio, más lejos de lo que jamás habíamos imaginado. Estos robots podrían adaptarse a cualquier planeta en el que aterrizaran, reutilizando componentes, evolucionando de acuerdo con su entorno y, finalmente, enviando datos o descendientes a la Tierra.

Si la idea de robots deambulando por las calles evoca imágenes de un levantamiento de robots similar a “Terminator”, puede consolarse con el hecho de que un robot capaz de aprender, reproducirse, observar su entorno y evolucionar todavía está muy lejos de la realidad.

En cambio, el mayor inconveniente para dominar robots verdaderamente autónomos capaces de una interacción compleja en el mundo real es el inevitable desplazamiento de la fuerza laboral humana. Musk cree que la solución para esto es el ingreso básico universal y que el trabajo en el futuro será completamente opcional.

No estoy seguro de estar de acuerdo. Los humanos obtienen un sentido de autoestima y valor del trabajo y la creación, y quitar eso podría tener impactos psicológicos de gran alcance además de las posibles consecuencias financieras. Es un problema complejo, pero la robótica evolutiva podría ser uno de los mayores logros y los mayores desafíos a los que se tendrá que enfrentar la humanidad.