Vídeos do Atlas, da Boston Dynamics, a executar rotinas de treino, ou os humanoides mais recentes da Figure a colocar roupa numa máquina de lavar, fazem parecer que a revolução dos robôs já chegou.
À primeira vista, dá a impressão de que só falta “afinar” a IA (inteligência artificial) para que essas máquinas lidem com ambientes reais.
Só que os maiores nomes do sector sabem que existe um obstáculo mais profundo. Numa recente chamada para parcerias de investigação, a divisão de robótica da Sony apontou um problema central que está a travar os seus próprios sistemas.
O gargalo está no corpo, não só na IA
Segundo a Sony, os robôs humanoides e os que imitam animais de hoje têm um "número limitado de articulações", o que cria uma "disparidade entre os seus movimentos e os dos sujeitos que imitam, reduzindo significativamente o seu… valor".
A empresa está a pedir novos "mecanismos estruturais flexíveis" - em termos práticos, corpos físicos mais inteligentes - capazes de gerar a dinâmica de movimento que ainda falta.
O ponto-chave é que muitos humanoides são concebidos a partir de uma lógica em que o software controla tudo de forma centralizada. Essa abordagem de "primeiro o cérebro" tende a produzir máquinas com movimentos pouco naturais.
Um atleta desloca-se com fluidez e eficiência porque o corpo é um conjunto afinado de articulações complacentes, coluna flexível e tendões que funcionam como molas. Já um robô humanoide costuma ser uma estrutura rígida de metal e motores, ligada por articulações com poucos graus de liberdade.
Para contrariar o peso e a inércia do próprio corpo, o robô precisa de fazer milhões de microcorrecções - e que consomem muita energia - a cada segundo, apenas para não cair. Por isso, mesmo os humanoides mais avançados acabam por operar só durante algumas horas antes de esgotarem a bateria.
Para ter uma noção, o Optimus, da Tesla, consome cerca de 500 watts por segundo para uma caminhada simples. Um ser humano faz uma caminhada mais exigente, em passo acelerado, com apenas cerca de 310 watts por segundo. Ou seja, o robô gasta quase 45% mais energia para realizar uma tarefa mais simples - uma ineficiência considerável.
Retornos decrescentes
Isso quer dizer que todo o sector está a seguir na direcção errada? No que se refere ao princípio base do projecto, sim.
Corpos pouco naturais exigem um “cérebro” do nível de um supercomputador e um conjunto de actuadores potentes; isso, por sua vez, torna os robôs mais pesados e ainda mais famintos por energia, agravando exactamente o problema que tentam resolver. O avanço da IA pode ser impressionante, mas acaba a entregar retornos decrescentes.
O Optimus, por exemplo, já é capaz de dobrar uma camiseta. Só que a demonstração também expõe a sua fragilidade física. Uma pessoa consegue dobrar uma camiseta quase sem olhar, usando o tacto para sentir o tecido e orientar os movimentos.
O Optimus, com mãos relativamente rígidas e pobres em sensores, depende da visão e do seu “cérebro” de IA para planear meticulosamente cada movimento mínimo. Provavelmente falharia diante de uma camisa amassada num quarto desarrumado, porque o corpo não tem a inteligência física necessária para se adaptar à imprevisibilidade do mundo real.
O novo Atlas, totalmente eléctrico, da Boston Dynamics, é ainda mais impressionante, com uma amplitude de movimento que chega a parecer alienígena. Mas os vídeos virais de acrobacias não mostram aquilo que ele não consegue fazer.
Ele não atravessaria com confiança, por exemplo, uma rocha coberta de musgo, porque os seus pés não “sentem” a superfície para se moldarem a ela. Também não abriria caminho por um emaranhado denso de galhos, porque o corpo não consegue ceder e depois recuperar como uma estrutura elástica.
É por isso que, apesar de anos de desenvolvimento, esses robôs continuam a ser sobretudo plataformas de pesquisa - e não produtos comerciais.
Por que as grandes empresas não mudam de filosofia agora
Então por que as líderes do sector ainda não adoptaram essa outra visão?
Uma explicação provável é que as principais empresas de robótica hoje são, no fundo, empresas de software e de IA, cujo domínio técnico está em resolver problemas com computação. Além disso, as suas cadeias globais de suprimentos foram optimizadas para isso, com motores de alta precisão, sensores e processadores.
Criar corpos de robôs com inteligência física pede um ecossistema de fabrico diferente, ancorado em materiais avançados e biomecânica - algo que ainda não amadureceu o suficiente para operar em escala.
E quando o hardware já parece tão impressionante, é tentador acreditar que a próxima actualização de software vai resolver o que falta, em vez de encarar o trabalho caro e difícil de redesenhar o corpo e a cadeia de suprimentos necessária para produzi-lo.
Corpos autônomos
Esse desafio é o foco da inteligência mecânica (MI), investigada por inúmeras equipas académicas no mundo, incluindo a minha, na Universidade South Bank de Londres. A área parte da ideia de que a natureza aperfeiçoou corpos inteligentes há milhões de anos.
Esses corpos seguem um princípio chamado computação morfológica: a noção de que a própria estrutura corporal pode executar “cálculos” complexos de forma automática.
As escamas de uma pinha abrem em condições secas para libertar sementes e depois fecham quando há humidade, protegendo-as. Trata-se de uma resposta puramente mecânica à humidade, sem cérebro nem motor.
Os tendões na perna de uma lebre em corrida funcionam como molas inteligentes. Eles absorvem passivamente o impacto quando o pé toca o solo e, em seguida, devolvem a energia, tornando a passada estável e eficiente, sem exigir tanto esforço dos músculos.
Pense na mão humana. O tecido macio tem a inteligência passiva de se ajustar automaticamente a qualquer objecto segurado. Já as pontas dos dedos actuam como um “lubrificante” inteligente, regulando a humidade para alcançar o nível ideal de fricção em cada superfície.
Se essas duas características fossem incorporadas numa mão do Optimus, ele conseguiria segurar objectos com uma fracção da força e da energia actualmente necessárias. A própria pele passaria a ser o computador.
A MI consiste em projectar a estrutura física da máquina para obter adaptação passiva e automática - a capacidade de responder ao ambiente sem depender de sensores activos, processadores ou energia extra.
A saída para a armadilha dos humanoides não é abandonar as formas ambiciosas de hoje, mas construí-las segundo essa filosofia. Quando o corpo do robô é fisicamente inteligente, o “cérebro” de IA pode concentrar-se no que faz melhor: estratégia de alto nível, aprendizagem e interacção com o mundo de maneira mais significativa.
Já há provas concretas do valor dessa abordagem. Por exemplo, robôs concebidos com pernas em forma de mola, inspiradas nos tendões que armazenam energia de uma chita, conseguem correr com eficiência notável.
O meu próprio grupo de pesquisa está a desenvolver, entre outras coisas, dobradiças híbridas. Elas combinam a precisão e a força de uma articulação rígida com as propriedades adaptativas e de absorção de impacto de uma articulação complacente. Num robô humanoide, isso pode significar um ombro ou um joelho que se mova de forma mais semelhante ao humano, desbloqueando múltiplos graus de liberdade para produzir movimentos complexos e realistas.
O futuro da robótica não está numa disputa entre hardware e software, e sim na síntese dos dois. Ao abraçar a MI, podemos criar uma nova geração de máquinas que finalmente consiga sair do laboratório com confiança e entrar no nosso mundo.
Hamed Rajabi, Director do Grupo de Pesquisa em Inteligência Mecânica (MI), Universidade South Bank de Londres
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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