O Robô Shakey – História Completa do Robô Shakey

Charles Rosen com o Shakey em 1983

Charles Rosen com o Shakey em 1983

Shakey, o primeiro robô móvel com a capacidade de perceber e raciocinar sobre seus arredores, foi criado no final de década de 1960, no Stanford Research Institute (SRI), por um grupo de engenheiros, gerenciado por Charles Rosen, como o projeto foi financiado pela Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).Em novembro de 1963, Charles Rosen, que havia fundado o grupo de aprendizado de máquina no SRI, inventou o primeiro autômato móvel do mundo. No ano seguinte, Rosen propôs a construção de um robô que pudesse pensar por si mesmo, mas sua ideia foi recebida com ceticismo por muitos no campo nascente da IA. No mesmo ano, Rosen solicitou financiamento à DARPA, que concede fundos para o desenvolvimento de tecnologias emergentes. Rosen levou dois anos para obter o financiamento (a DARPA concedeu aos pesquisadores US $75.000 – mais de US $5 milhões no dinheiro de hoje), e levou mais seis anos, até 1972, antes que os engenheiros do Sri ai Center terminassem de construir Shakey.

módulos principais de Shakey

os módulos principais de Shakey

Shakey tinha pouco menos de dois metros de altura e três seções. Na parte inferior havia uma plataforma com rodas (dois motores de passo, um conectado a cada uma das rodas motrizes montadas na lateral) que dava ao robô sua mobilidade e sensores de detecção de colisão. No topo disso estavam três unidades deslizantes em um rack. Aqueles seguravam a unidade de controle de câmera do robô e a lógica a bordo. Empilhados na unidade superior havia um telêmetro e uma câmera de TV e uma antena de rádio saindo do topo.Um link de rádio conectou Shakey a um computador, que poderia processar os dados recebidos e enviar comandos para os circuitos que controlavam os motores do robô. Inicialmente, foi utilizado um computador SDS (Scientific Data Systems) 940. Por volta de 1969, um DEC PDP-10 mais poderoso substituiu o SDS 940. O PDP-10 usava uma grande memória de tambor magnético (com o tamanho de uma geladeira, com cerca de 1 megabyte) para trocar trabalhos compartilhados pelo tempo dentro e fora da memória do núcleo de trabalho.Shakey usou a linguagem de programação Lisp, bem como FORTRAN, e respondeu a comandos simples em inglês. Um comando para rolar 2,1 pés seria assim:
SHAKEY = (ROLL 2.1)
outros comandos incluíam TILT, PAN, mas também havia instruções GOTO (que em vez de pular para uma nova posição no código) realmente faria com que o Shakey fosse para uma nova posição no mundo real.
SHAKEY = (GOTO D4)
o que é mais importante, a própria Shakey planejaria primeiro a rota que seguiria, mesmo traçando um curso em torno de obstáculos. E poderia executar outras tarefas úteis, como mover caixas.
SHAKEY = (PUSH BOX1 = (14.1, 22.7))

o Shakey na Revista Life, de 20 de Novembro 1970

o Shakey na Revista Life, de 20 de Novembro de 1970

Shakey foi apresentado em um extenso artigo na Revista Life, de 20 de Novembro de 1970 (ver a parte superior da imagem). Uma parte do artigo é a seguinte:
parecia à primeira vista como um vagão de bom Humor, infelizmente, precisando de um trabalho de pintura de primavera. Mas em vez de um pequeno sino em cima de seu corpo em forma de caixa, havia esse grande whangdoodle mecânico que surgiu, cheio de Lentes e cabos, como uma gárgula de escultura lixo.”Conheça Shaky”, disse o jovem cientista que estava me mostrando através do Stanford Research Institute. “A primeira pessoa eletrônica.”
procurei um brilho nos olhos do cientista. Não havia nenhum. Sóbrio como uma equação, ele sentou-se em um terminal de entrada e digitou uma instrução concisa que foi alimentada no “cérebro” de Shaky, um computador instalado em uma sala próxima: empurre o bloco para fora da plataforma.
algo dentro instável começou a cantarolar. Um grande prisma de vidro em forma de uma grossa fatia de torta e no meio de que passou por seu rosto girou mais rápido e mais rápido até que, dissolvido em um clarão, em seguida, sua superestrutura lento 360degree vez e o seu rosto se inclinou para a frente e parecia estar olhando para o chão. Enquanto o zumbido subia para um whir, Shaky rolou lentamente para fora da sala, girou sua superestrutura novamente e virou para a esquerda no corredor a cerca de quatro milhas por hora, ainda olhando para o chão.
“guia-se observando os rodapés”, explicou o cientista enquanto se apressava em acompanhar. Em cada porta aberta tremida parou, virou a cabeça, inspecionou a sala, virou-se e ocioso para a próxima porta aberta. Na quarta sala, ele viu o que estava procurando: uma plataforma de um pé de altura e oito pés de comprimento com um grande bloco de madeira sentado sobre ela. Ele entrou, depois parou no meio da sala e olhou para a plataforma por cerca de cinco segundos. Eu olhei para ele também.
” ele nunca vai conseguir.”Eu me vi pensando” suas rodas são muito pequenas. “Tudo de uma vez eu tenho carne de ganso. “Instável”, percebi, ” está pensando a mesma coisa que estou pensando!.”
Shaky também estava pensando mais rápido. Ele girou a cabeça lentamente até que seu olho descansou em uma ampla rampa rasa que estava deitada no chão do outro lado da sala. Whirring brisky, ele cruzou para a rampa, semi-circulou-lo e, em seguida, empurrou-o em linha reta através do chão até que a extremidade alta da rampa atingiu a plataforma. Recuando alguns metros, ele encaixotou a situação novamente e descobriu que apenas um canto da rampa estava tocando a plataforma. Rolando rapidamente para o outro lado da rampa, ele cutucou até que a lacuna se fechasse. Em seguida, ele balançou, subiu a encosta, localizou o bloco e empurrou-o suavemente para fora da plataforma.Em comparação com os elfos eletrônicos glamourosos que atravessam as telas de televisão, Shaky pode não parecer muito. Sem olhos de raio de morte, sem desejo transistorizado secreto por técnicos de laboratório nubile. Mas na verdade ele é uma conquista histórica. A tarefa que o vi realizar tributaria os talentos de uma criança animada de 4 anos, e os homens que nos últimos dois anos lideraram o projeto instável-Charles Rosen, Nils Nilsson e Bert Raphael-dizem que ele é capaz de rotinas muito mais sofisticadas. Armado com o direito de dispositivos e programados previamente, com instruções básicas, Instável poderia viajar sobre a lua, por meses e, sem um único sinal sonoro de direção da terra, poderia reunir-rochas, testemunhos, fazer pesquisas e fotografias e até decidir colocar a prancha de pontes sobre fendas ele tinha feito a sua mente para a cruz.O centro de toda essa atividade intrincada é o “cérebro” de Shaky, um computador notavelmente programado com capacidade superior a 1 milhão de “bits” de informação. Desafiando a visão convencional suave de que o computador é apenas um ábaco glorificado, que não pode desafiar o monopólio humano da razão. O cérebro de Shaky demonstra que as máquinas podem pensar. Definido de várias maneiras, o pensamento inclui processos como” exercer os poderes de julgamento “e” refletir com o propósito de chegar a uma conclusão.”Em alguns desses aspectos-entre eles poderes de recordação e agilidade matemática–o cérebro de Shaky pode pensar melhor do que a mente humana.Marvin Minsky, do projeto Mac do MIT, um polímata de 42 anos que fez grandes contribuições para a inteligência Artificial, recentemente me disse com certeza tranquila: “em de três a oito anos teremos uma máquina com a inteligência geral de um ser humano médio. Quero dizer uma máquina que ele será capaz de ler Shakespeare, engraxar um carro, jogar Política de escritório, contar uma piada, ter uma briga. Nesse ponto, a máquina começará a se educar com uma velocidade fantástica. Em poucos meses, estará no nível de gênio e alguns meses depois disso seus poderes serão incalculáveis.”Eu tive que sorrir para a minha credulidade instantânea—o tipo nervoso de sorriso que vem quando você percebe que você foi levado por uma peça inteligente de ficção científica. Quando eu verifiquei que Vira profecia com outras pessoas que trabalham em Inteligência Artificial, no entanto, muitos deles disse que Minsky horário de trabalho poderia ser um pouco tendencioso—”dar-nos 15 anos,” foi uma observação comum, mas todos concordaram que não seria como uma máquina e que ele poderia precipitar a terceira Revolução Industrial, acabar com a guerra e a pobreza e rolo de séculos de crescimento em ciências, educação e artes. Ao mesmo tempo, vários cientistas da computação temem que a dádiva de Deus se torne um Golem. “A mente limitada do homem”, diz Minsky, ” pode não ser capaz de controlar mentalidades tão imensas.”
Inteligência em máquinas se desenvolveu com velocidade surpreendente. Foi há apenas 33 anos que um matemático chamado Ronald Turing provou que um computador, como um cérebro, pode processar qualquer tipo de informação—palavras, bem como números, idéias tão facilmente quanto fatos; e agora há instável, com um núcleo interno semelhante ao sistema nervoso central dos seres humanos. Ele é composto por cinco sistemas principais de circuitos que correspondem muito de perto a como as faculdades humanas-sensação, razão, linguagem, memória, ego e essas faculdades cooperam harmoniosamente para produzir algo que realmente se comporta muito como uma pessoa rudimentar.A Faculdade de memória de Shaky, construída depois que um modelo desenvolvido no MIT recebe informações do olho de Vídeo de Shaky, telêmetro óptico, equipamento de telemetria e antenas sensíveis ao toque; gosto e audição são os únicos sentidos que Shaky até agora não tem. Esta entrada é então encaminhada através de um” processo mental ” que reconhece padrões e diz instável o que ele está vendo. Uma impressão ponto a ponto da entrada de vídeo, bem como a imagem em uma tela de TV, é construída no cérebro de Shaky de acordo com as leis da geometria analítica. As áreas escuras são separadas das áreas claras e, se duas dessas áreas contrastantes se encontrarem ao longo de uma linha suficientemente afiada, a linha é reconhecida como uma borda. Com algumas bordas para pistas, Shaky geralmente pode adivinhar o que ele está olhando (assim como as pessoas podem) sem se preocupar em preencher todos os recursos do lado oculto do objeto. De fato, a arte de reconhecer padrões está agora tão avançada que, simplesmente adicionando algumas equações, os criadores de Shaky poderiam ensiná-lo a reconhecer um rosto humano familiar toda vez que ele o vê.Uma vez identificado, o que se vê instável é passado para ser processado pela Faculdade racional-o conjunto de circuitos que realmente faz o seu pensamento. Os precursores do Instável racional faculdade incluem um verificador de-jogar programa de computador que pode vencer todos, mas alguns dos melhores jogadores do mundo, e Mac Hack, um programa de jogo de xadrez que já pode vencer alguns dotado amadores e em quatro ou cinco anos, provavelmente, mestre de mestres. Como esses programas, Shaky pensa em fórmulas matemáticas que lhe dizem o que está acontecendo em cada uma de suas faculdades e em tanto do mundo quanto ele pode sentir. Por exemplo, quando o espaço entre a parede e a mesa é muito pequeno para facilitar, Shaky é inteligente o suficiente para conhecê-lo e descobrir outra maneira de conseguir quando ele está indo.Instável não se limita a pensar em formas estritamente lógicas. Ele também está aprendendo a pensar por analogia-isto é, a se fazer em casa em uma nova situação, da mesma forma que os seres humanos, encontrando nela algo que se assemelha a uma situação que ele já conhece, e com base nessa semelhança de tomar e tomar decisões. Por exemplo, saber como enrolar uma rampa em uma plataforma, um Shaky ligeiramente mais avançado equipado com pernas em vez de rodas e dado um problema semelhante poderia descobrir muito rapidamente como usar etapas para alcançar a plataforma.Mas à medida que a instabilidade cresce e suas decisões se tornam mais complicadas, mais como decisões na vida real, ele precisará de uma maneira de pensar que seja mais flexível do que lógica ou analogia. Ele precisará de uma maneira de fazer o tipo de “pensamento suave” engenhoso e prático que pode parar lacunas, cortar nós, tirar o melhor proveito de situações ruins e até mesmo, quando o tempo é curto, resolver um problema fazendo um palpite astuto.A rota para o “pensamento suave” foi traçada pelos pais fundadores da Inteligência Artificial, Allen Newell e Herbert Simon, da Universidade Carnegie-Mellon. Antes de Newell e Simon, os computadores resolveram (ou não conseguiram resolver) problemas não matemáticos por um processo irremediavelmente tedioso de tentativa e erro. “Era como procurar um nome em uma lista telefônica da cidade grande que ninguém se preocupou em organizar em ordem alfabética.”diz um cientista da computação. Newell e Simon descobriram um esquema simples-modelado, diz Minsky, sobre ” a maneira como a mente de Herb Simon funciona.”Usando o método Newell-Simon, um computador não procura respostas imediatamente, mas está programado para classificar as categorias gerais primeiro, tentando localizar aquela em que o problema e a solução provavelmente se encaixariam. Quando a categoria correta é encontrada,o computador funciona nele, mas não remexe sem parar para uma solução absolutamente perfeita, que muitas vezes não existe. Em vez disso, aceita (como as pessoas) uma boa solução, que para a maioria dos problemas não numéricos é boa o suficiente. Usando esse tipo de programação, um professor do MIT escreveu em um computador os critérios que um determinado banqueiro costumava escolher ações para suas contas fiduciárias. Em um teste, o programa escolheu o mesmo estoque que o banqueiro fez em 21 dos 25 casos. Nos outros quatro casos, as ações que o programa escolheu eram tão parecidas com as que o banqueiro escolheu que ele disse que também teriam se adaptado ao portfólio.Shaky pode entender cerca de 100 palavras de Inglês escrito, traduzir essas palavras em um código verbal simples e, em seguida, traduzir o código para as fórmulas matemáticas em que seu pensamento real é feito. Para instável, como para a maioria dos sistemas de computador, a linguagem natural ainda é uma barreira considerável. Existem literalmente centenas de” linguagens de máquina “e” linguagens de programa ” no uso atual, e os computadores os manipulam com facilidade, mas quando se trata de linguagem comum, eles ainda estão na creche. Eles não são muito bons em tradução, por exemplo, e nenhum programa até agora criado pode lidar com um grande vocabulário, muito menos conversar com facilidade em uma ampla gama de assuntos. Para fazer isso, Shaky e sua espécie devem melhorar no trabalho com símbolos e ambiguidades (o cachorro na janela tinha cabelo, mas caiu). Também seria útil se eles aprendessem a seguir o Inglês falado e o Talk hack, mas até agora as máquinas têm dificuldade em dizer palavras com barulho.A linguagem tem muito a ver com o aprendizado, e a capacidade de Shaky de adquirir conhecimento é limitada por seu vocabulário. Ele pode aprender um fato quando lhe é dito um fato, ele pode aprender resolvendo problemas, ele pode aprender com a exploração e descoberta. Mas até agora nem Shaky nem qualquer outro programa de computador pode navegar através de um livro ou assistir a um programa de TV e crescer como ele vai, como um ser humano faz. Esta queda, Minsky e um colega chamado Seymour Papert aberto de dois anos de queda ataque o problema de aprendizagem por tentar ensinar um computador a entender cantigas de roda “É preciso ter uma página de instruções”, diz Papert, “para dizer a máquina que quando Mary tinha um cordeirinho ela não tê-lo para o almoço.O ego de Shaky, ou faculdade executiva, monitora as outras faculdades e garante que elas trabalhem juntas. Ele os inicia, os interrompe, atribui e apaga problemas; e quando um curso de ação foi elaborado pela Faculdade racional, o ego envia instruções para qualquer ou todos os seis pequenos motores de bordo de Shaky-e ele vai embora. Todos esses sistemas separados se fundem suavemente em uma totalidade mais intrincada do que muitas formas de vida senciente e trabalham juntos com maravilhosa agilidade e desenvoltura. Quando, (ou pelo exemplo, verifica-se que a plataforma não está lá porque alguém foi movido, Instável rotações sua superestrutura, encontra a plataforma de novo e continua empurrando a rampa até que ele recebe-lo onde ele quer—e se acontecer de você ser o alguém que tenha sido mover a plataforma, diz um SRI cientista”, você obterá um estranho formigamento na parte de trás do seu pescoço como se você perceber que você está sendo caçado por uma máquina inteligente.”
com muito pouca mudança no programa e no equipamento, Shaky agora poderia trabalhar em vários ambientes limitados; armazéns, bibliotecas, linhas de montagem. Para operar com sucesso em cenas mais vagamente estruturadas, ele precisará de habilidades muito mais extensas e quase humanas para lembrar e pensar. Sua memória, que fornece ao resto de seu sistema um fluxo maciço e contínuo de informações essenciais, já é grande, mas na próxima etapa o progresso provavelmente se tornará monstruoso. Grandes memórias são essenciais para a inteligência complexa. O maior padrão do computador agora no mercado pode armazenar cerca de 36 milhões de “bits” de informação em um período de seis-pé cubo, e um computador já planejada será capaz de armazenar mais de um trilhão de “bits” (uma estimativa da capacidade de um cérebro humano) no mesmo espaço.O tamanho e a eficiência do hardware são menos importantes do que a sofisticação na programação. Em uma dúzia de universidades, psicólogos estão tentando criar computadores com personalidades humanóides bem definidas, Aldous, desenvolvido na Universidade do Texas por um psicólogo chamado John Lochlin, é a primeira tentativa de dotar um computador de emoção. Aldous é programado com três emoções e três respostas, que ele sinaliza. O amor faz com que ele se aproxime do sinal, o medo faz com que ele sinalize retirada, a raiva faz com que ele sinalize ataque. Ao variar a intensidade e a probabilidade dessas três respostas, a personalidade de Aldous pode ser drasticamente alterada. Além disso, dois ou mais Aldouses diferentes podem ser programados em um computador e feitos para interagir. Eles passam por rituais de se familiarizar, fazer amigos, ter brigas.Ainda mais peculiarmente humano é o programa criado pelo psicanalista de Stanford Kenneth M. Colby. Colby desenvolveu um complexo freudiano em seu computador configurando conflitos entre crenças (devo amar o Pai, odeio o Pai). Ele também criou um psiquiatra de computador e quando ele permite que os dois programas interajam, o “paciente “resolve seus conflitos assim como um ser humano faz, esquecendo-se deles, mentindo sobre eles ou falando sinceramente sobre eles com o” psiquiatra.”Um armazenamento tão grande de possíveis reações foi programado no computador e há muitas sequências possíveis de perguntas e respostas-que Colby nunca pode ter certeza do que o” paciente ” decidirá fazer.Colby está atualmente tentando ampliar a gama de reações emocionais que seu computador pode experimentar. “Mas até agora”, diz um de seus assistentes, ” não alcançamos o orgasmo completo.”O conhecimento que vem desses experimentos em “sofisticação” está ajudando a levar em direção à sofisticação final – o computador autônomo que será capaz de escrever seus próprios programas e depois usá-los em uma aproximação da maneira independente e imaginativa que um ser humano sonha projetos e os realiza. Essa máquina agora está sendo desenvolvida em Stanford por Joshua Lederberg (os geneticistas vencedores do Prêmio Nobel) e Edward Feigenbaum. Ao usar um computador para resolver uma série de problemas em Química. Lederberg e Feigenbaum perceberam que seu progresso estava sendo retido pelo longo e tedioso trabalho de programar seu computador para cada novo problema. Isso me fez pensar.”diz Lederberg. “Não poderíamos nos salvar trabalhando ensinando ao computador como escrevemos esses programas e depois deixá-lo programar em si.Basicamente, um programa de computador nada mais é do que um conjunto de instruções (ou regras de procedimento) aplicáveis a um determinado problema em questão. Um computador pode dizer que 1 + 1 = 2 — não porque tenha esse fato armazenado e depois o encontre, mas porque foi programado com as regras para simples adição. Lederberg decidiu que você poderia dar a um computador algumas regras gerais para a programação; e agora, com base em seu sucesso inicial no ensino de um computador para escrever programas em química, ele está convencido de que os computadores podem fazer isso em qualquer campo que eles serão capazes de em um tempo razoavelmente curto para escrever programas que escrever programas que gravam programas…

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