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inteligencia artificial

El robot niño aprende solo

Ingenieros españoles dotan a un autómata de un nuevo tipo de inteligencia artificial para que consiga por sí mismo tocar un instrumento

El robot iCub aprende a tocar un instrumento. IIIA / I. COLLEGE

Sentemos a un niño pequeño delante de un piano. Nunca ha visto uno, pero tiene ante sí unos bloques blancos y negros tan limpios que dan ganas de ensuciarlos con las manos. Al golpearlos suenan. Y, qué cosas, cada uno devuelve un sonido diferente.

Si el niño aguanta sentado el tiempo suficiente, si no se cansa del juego, llegará a saber por sí mismo que sus dedos pueden arrancar de esas teclas la melodía que tiene en mente.

La inteligencia artificial de frontera se inspira en el aprendizaje de ese niño tan curioso y paciente para dotar a una nueva generación de autómatas con habilidades inéditas. “La robótica del desarrollo quiere crear robots mucho más diestros: hacen varias tareas y en lugar de adiestrarlos para que aprendan una a una, como hacen los actuales, se les enseña a que las descubran y las dominen por sí mismos”. Lo cuenta Arturo Ribes (Fraga, Huesca, 1983), ingeniero y doctor en informática. Ha liderado un experimento concebido en el Instituto de Investigación en Inteligencia Artificial (IIIA) de Barcelona para demostrar que un robot puede aprender a tocar un instrumento que desconoce. El trabajo, centrado en la programación de un robot preexistente, ha aparecido publicado en la revista IEEE Transactions on Autonomous Mental Development.

[Estos nuevos robots] hacen varias tareas y en lugar de adiestrarlos para que aprendan una a una, como hacen los actuales, se les enseña a que las descubran y las dominen por sí mismos”

En un laboratorio del Imperial College de Londres, que participa en el estudio, habita un robot iCub. Tiene cara de niño y apenas mide un metro. A los efectos de este experimento, es ciego; le bastan su oído y su tacto. Ribes y sus compañeros le han plantado delante un instrumento, el Reactable, una especie de mesa electrónica con 14 teclas.

Los técnicos le indican al robot una melodía de cuatro notas y le dejan manos libres —la derecha, en concreto— para que comience a jugar.

Tantea el teclado. Como al niño del piano, nadie le ha dicho qué es eso que tiene delante. “Le damos un número muy pequeño de innatos [conocimientos preconcebidos]”, aclara Ribes. Tiene que ser él quien empiece a deducir qué puede sacar de ese aparato.

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Cada punto blanco en el teclado indica una posición que ha tanteado el robot con su dedo. IIIA/IMPERIAL COLLEGE

Esos innatos también los lleva de serie un ser humano. Tercia con un ejemplo Ramon López de Mántaras, director del IIIA y parte del proyecto: “Un niño sabe desde pequeño que tiene que alargar el brazo para agarrar las cosas”. Lo que diferencia más esta área de la inteligencia artificial clásica es que la robótica del desarrollo reduce al mínimo la preprogramación, los innatos. López de Mántaras describe de manera gráfica a un robot evolutivo al que no se le ha preprogramado el concepto obstáculo: "En lugar de programarle que cuando que tope con un obstáculo se aleje, aquí se le viene a decir 'pégatela una y otra vez contra las cosas y aprende qué es un obstáculo por ti mismo". 

Quitando los pocos innatos del iCube pianista casi todo lo demás es mérito suyo: el robot descubre que los tonos y la duración de las notas se ubican en diferentes teclas. Y si quiere alcanzarlas a tiempo —tiene que reproducir la melodía con las mismas notas y duración—, más le vale ingeniárselas para coordinar sus movimientos con eficiencia.

"No se trata solo de llegar a la tecla, sino de que llegue a tiempo, y hacerla tocar a una cierta velocidad. No tiene nada que ver la destreza de un novato con la que tiene un experto". Arturo Ribes explica que el robot aprende qué nota devuelve cada tecla, pero también cómo de rápido le deja ir su cuerpo de un lado para otro. "Cuando el humano le dice 'toca esta secuencia', él le puede responder 'hasta aquí encuentro las notas, pero las dos últimas no puedo hacerlas tan rápido como me pides".

¿Tiene constancia, pues, de poseer un cuerpo propio, con limitaciones? "Sí, siempre que entendamos que él concibe su cuerpo como aquello que puede controlar de una manera mucho más precisa que otra cosa".

El robot recibe el mínimo de instrucciones previas. Tiene que ser él quien empiece a deducir qué puede sacar del teclado

En este punto de la conversación con Ribes y López de Mántaras se deslizan conceptos como consciencia, placer por experimentar y aprender, sentido común... Términos apetitosos cuando se describe un robot niño, pero “arriesgados” según los investigadores. La consciencia del robot consiste en un “darse cuenta por estar atento" de las consecuencias de sus actos en un nivel muy aplicado, no abstracto. Y experimenta placer porque recibe un refuerzo positivo cuando obtiene información relevante, cuando aprende algo que no sabía aún. “Sigue un aprendizaje activo”, resuelve López de Mántaras.

Al cabo de 50 o 100 tanteos, empieza a percibir que ya sabe mucho. “A los 200 —precisa Ribes—, no descubre nada que ya no sepa”. Toca interpretar la melodía para agasajar a sus creadores.

¿Qué edad tendría el robot, de ser humano? “Es difícil de decir, habría que experimentar con un niño. Digamos que sería menor de ocho años, pero tendría una memoria infalible”, aventura con toda cautela López de Mántaras.

La robótica del desarrollo está en deuda con la psicología evolutiva de Jean Piaget. ¿Sirven experimentos como este para refrendar o refutar las teorías del biólogo y psicólogo suizo? “Un nuevo campo, la robótica del desarrollo cognitivo, expone a los robots a problemas en los que los humanos se equivocan para saber si ellos los resuelven o no. Pero hay muchas variables en el pensamiento humano que se nos escapan”. Aún es “difícil” devolverle el favor a Piaget.

La nueva robótica recrea el sentido común del ser humano

Es aún muy joven: la robótica del desarrollo nació con este siglo. Ramon López de Mántaras describe así el proceso mental de su robot evolutivo: “Se pregunta: ‘¿Qué probabilidad de error existe si quiero reproducir un la y lanzo mi dedo en la esquina de la tecla?’ Si la probabilidad de no llegar a tiempo es alta, se plantea si puede conseguir la nota tocando en una parte de teclado que esté más cerca. Es una decisión muy inteligente, llena de sentido común”.

Como en el aprendizaje humano, en los robots bioinspirados la experiencia cuenta. “Lo bueno de este tipo de inteligencia artificial es que no se parte de cero. Si en lugar de usar solo una mano lo programásemos para que empezara a usar las dos, o si complicáramos el teclado o la melodía, él aprovecharía lo que ya ha aprendido”.

¿Qué pasará con los robots industriales, precisos pero previsibles y cuadriculados? “En una fábrica de automóviles —explica Ribes— a un robot industrial le enseñas a poner una pieza y soldarla. Si cambias el modelo de coche que construye, tienes que enseñarle de nuevo. Un robot evolutivo aprendería a adaptarse para ese modelo nuevo, incluso podríamos enseñarle a aprender más rápido y a autoevaluarse para que se organice y trabaje cada vez mejor”.

¿Y que haría falta para que el robot fuera aún más diestro? Mejorar su mente, más que su cuerpo: "Las restricciones en este campo son de capacidad de computación, no tanto de hardware", asegura con firmeza López de Mántaras.


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