O FIO Guia para Robôs

Moderna robôs não são ao contrário das crianças: É hilário vê-los cair, mas no fundo, nós sabemos que se nós rimos demais, eles podem desenvolver um complexo de crescer e começar a III Guerra Mundial. Nenhum dos humanidade criações inspira tal uma confusa mistura de espanto, de admiração e medo: queremos robôs para tornar nossa vida mais fácil e seguro, ainda não conseguimos colocar-nos a confiar neles. Estamos a criá-los à nossa imagem, mas temos medo que nos suplantem.,mas essa trepidação não é um obstáculo para o campo da robótica. Os robôs finalmente se tornaram suficientemente inteligentes e fisicamente capazes o suficiente para sair de fábricas e laboratórios para caminhar e rolar e até saltar entre nós. As máquinas chegaram.

Você pode estar preocupado que um robô vai roubar o seu trabalho, e nós temos que. Isto é capitalismo, afinal, e a automação é inevitável. Mas você pode ser mais provável de trabalhar ao lado de um robô em um futuro próximo do que ter um substituí-lo., E ainda melhores notícias: é mais provável fazer amizade com um robô do que ter um assassinato. Viva o futuro!

A História dos Robôs

A definição de “robô” tem sido confuso desde o início. A palavra apareceu pela primeira vez em 1921, na peça de Karel Capek R. U. R., ou robôs universais da Rossum. “Robot “vem do checo para “trabalhos forçados”.”Esses robôs eram robôs mais em espírito do que em forma. Pareciam humanos, e em vez de serem feitos de metal, eram feitos de massa química., Os robôs eram muito mais eficientes do que os seus homólogos humanos, e também muito mais assassinos-y—eles acabaram numa onda de assassinatos.

R. U. R. iria estabelecer o tropo Não-para-Ser-Máquina Confiável (por exemplo, Terminator, The Stepford Wives, Blade Runner, etc.) que continua até hoje – o que não quer dizer que a cultura pop não tenha abraçado robôs mais amigáveis. Pensa na Rosie dos Jetsons. (Ornamentado, claro, mas certamente não homicida.) And it doesn’t get much family-friendly than Robin Williams as Bicentennial Man.,a definição do mundo real de “robô” é tão escorregadia quanto as representações ficcionais. Pergunte a 10 roboticistas e você terá 10 respostas—como ele precisa ser autônomo, por exemplo. Mas eles concordam em algumas diretrizes gerais: um robô é uma máquina inteligente, fisicamente personificada. Um robô pode executar tarefas autonomamente até certo ponto. E um robô pode sentir e manipular o seu ambiente.um campo de robótica que estuda a relação entre pessoas e máquinas., Por exemplo, um carro que se auto-conduzia podia ver um sinal de stop e travar no último minuto, mas isso assustaria tanto os peões como os passageiros. Ao estudar a interação humano-robô, os roboticistas podem moldar um mundo em que as pessoas e as máquinas se dão bem sem se magoarem mutuamente.

humanóide

o robô Sci-fi clássico. Esta é talvez a forma mais desafiadora de robô para engenheiro, por ser tecnicamente difícil e energeticamente dispendioso andar e equilibrar em duas pernas., Mas os humanóides podem manter a promessa em operações de resgate, onde eles seriam capazes de navegar melhor num ambiente projetado para humanos, como um reator nuclear.normalmente, uma combinação de um motor elétrico e uma caixa de velocidades. Os accionadores são o poder da maioria dos robôs.

Soft robotics

a field of robotics that for mangas traditional materials and motors in favor of generally softter materials and bombing air or oil to move its parts.

Lidar

Lidar, ou detecção de luz e alcance, é um sistema que explode o ambiente de um robô com lasers para construir um mapa 3-D., Isto é fundamental tanto para auto-condução carros e para Robôs de serviço que precisam trabalhar com os seres humanos sem executá-los para baixo.

singularidade

o ponto hipotético onde as máquinas crescem tão avançadas que os seres humanos são forçados a uma crise social e existencial.

multiplicidade

a ideia de que os robôs e a IA não suplantam os humanos, mas complementam-nos.

pense em um simples drone que você pilota ao redor. Isso não é um robô. Mas dar a um drone o poder de decolar e aterrar por conta própria e sentir objectos e, de repente, é muito mais robot-ish., É a inteligência, sensoriamento e autonomia que é a chave.

mas só nos anos 60 é que uma empresa construiu algo que começou a cumprir essas diretrizes. Foi quando a SRI International em Silicon Valley desenvolveu Shakey, o primeiro robô verdadeiramente móvel e perceptivo. Esta torre sobre rodas era bem chamada … estranha, lenta, contorcida. Equipado com uma câmera e sensores de solavancos, Shakey poderia navegar em um ambiente complexo. Não era uma máquina particularmente confiante, mas foi o início da revolução robótica.,

em torno da época em que Shakey tremia, os braços de robô estavam começando a transformar a fabricação. O primeiro deles era Unimate,que soldava carros. Hoje, seus descendentes governam fábricas de automóveis, executando tarefas tediosas e perigosas com muito mais precisão e velocidade do que qualquer humano poderia reunir. Mesmo que eles estejam presos no lugar, eles ainda se encaixam muito na nossa definição de robô—eles são máquinas inteligentes que sentem e manipulam seu ambiente.,Robots, no entanto, permaneceram em grande parte confinados a fábricas e laboratórios, onde rolavam ou estavam presos no lugar levantando objetos. Em meados dos anos 80, a Honda iniciou um programa de Robótica humanóide. Ele desenvolveu P3, que poderia andar muito bem e também acenar e apertar as mãos, muito para o prazer de uma sala cheia de fatos. O trabalho culminaria em Asimo, o famoso bípede, que uma vez tentou derrubar o Presidente Obama com uma bola de futebol bem chutada. (Ok, talvez fosse mais inocente do que isso.)

hoje, robôs avançados estão aparecendo em todos os lugares., Por isso, você pode agradecer três tecnologias em particular: sensores, atuadores e AI.sensores. As máquinas que rolam nos passeios para entregar o falafel só podem navegar pelo nosso mundo graças em grande parte ao grande desafio da Darpa 2004, no qual equipes de roboticistas cobiçaram juntos carros auto-dirigindo para correr pelo deserto. O segredo deles? Lidar, que dispara lasers para construir um mapa 3D do mundo., A corrida do setor privado que se seguiu para desenvolver auto-condução carros tem conduzido dramaticamente para baixo o preço do lidar, ao ponto de que os engenheiros podem criar robôs perceptivos no (relativo) barato.

Lidar é muitas vezes combinado com algo chamado máquinas vision—2-D ou 3-D câmeras que permitem ao robô construir uma imagem ainda melhor do seu mundo. Sabes como o Facebook reconhece automaticamente a tua caneca e marca-te em fotografias? O mesmo princípio com os robôs. Algoritmos extravagantes permitem-lhes escolher certos pontos de referência ou objectos.,os sensores são o que impede os robôs de esmagarem as coisas. Eles são a razão pela qual uma espécie de mula robô pode ficar de olho em você, seguindo você e arrastando suas coisas ao redor; a visão de máquina também permite que robôs digitalizem cerejeiras para determinar onde melhor agitá-las , ajudando a preencher enormes lacunas de mão de obra na agricultura.as novas tecnologias prometem deixar os robôs sentirem o mundo de formas que estão muito além das capacidades humanas., Estamos falando de ver ao redor dos cantos: no MIT, pesquisadores desenvolveram um sistema que observa o chão na esquina de, digamos, um corredor, e detecta movimentos sutis sendo refletidos do outro lado que o olho humano não consegue ver. Tal tecnologia poderia um dia garantir que os robôs não colidem com humanos em edifícios labirínticos, e até mesmo permitir que os carros auto-dirigindo para ver cenas oclusivas.

dentro de cada um destes robôs está o ingrediente secreto seguinte: o actuador, que é uma palavra elegante para o motor eléctrico combo e caixa de velocidades que você vai encontrar na articulação de um robô., É este actuador que determina o quão forte é um robô e quão suave ou não se move. Sem actuadores, os robots amontoavam-se como bonecas de trapos. Mesmo robôs relativamente simples como Roombas devem sua existência a atuadores. Carros auto-guiados, também, estão carregados com as coisas.

Atuadores são ótimos para alimentar um enorme robô braços em uma linha de montagem de carros, mas um newish campo, conhecido como soft robótica, dedica-se à criação de atuadores que operam em um nível totalmente novo., Ao contrário dos robôs mulas, os robôs macios são geralmente moles, e usam ar ou óleo para se moverem. Assim, por exemplo, um tipo particular de músculo robô usa eletrodos para espremer uma bolsa de óleo, expandindo e se contraindo para puxar pesos. Ao contrário de atuadores tradicionais volumosos, você pode empilhar um monte deles para aumentar a força: um robô chamado Kengoro, por exemplo, se move com 116 atuadores que puxam em cabos, permitindo que a máquina faça manobras humanas como flexões., É uma forma de movimento muito mais natural do que o que se consegue com os motores eléctricos tradicionais alojados nas articulações.

E depois há a Boston Dynamics, que criou o robô Atlas humanóide para o desafio de Robótica Darpa em 2013. No início, as equipes de pesquisa de robótica da Universidade lutaram para que a máquina enfrentasse as tarefas básicas do desafio original 2013 e a fase final em 2015, como virar válvulas e abrir portas. Mas a Boston Dynamics tornou Atlas uma maravilha que pode fazer flipes, superando outros bípedes que ainda têm dificuldade em andar., (Ao contrário do Exterminador, porém, ele não embala calor. A Boston Dynamics também começou a alugar um robô quadrúpede chamado Spot, que pode se recuperar de forma inquietante quando os humanos chutam ou puxam nele. Esse tipo de estabilidade será a chave se quisermos construir um mundo onde não gastemos todo o nosso tempo ajudando robôs a sair de engarrafamentos. E tudo graças ao humilde actuador.

ao mesmo tempo que robôs como Atlas e Spot estão ficando mais robustos fisicamente, eles estão ficando mais inteligentes, graças a AI., A robótica parece estar chegando a um ponto de inflexão, onde o poder de processamento e a inteligência artificial estão se combinando para realmente escravizar as máquinas. E para as máquinas, assim como em humanos, os sentidos e a inteligência são inseparáveis—se você pegar uma maçã falsa e não perceber que é plástico antes de enfiá-la em sua boca, você não é muito inteligente.esta é uma fronteira fascinante na robótica (replicando o sentido do toque, não comendo maçãs falsas)., Uma empresa chamada SynTouch, por exemplo, desenvolveu pontas de dedos robóticas que podem detectar uma gama de sensações, da temperatura à coarseness. Outra ponta de dedo robô da Universidade de Columbia replica o toque com a luz, de modo que, em um sentido, ela vê o toque: está embutida com 32 fotodíodos e 30 LEDs, sobreposta com uma pele de silicone. Quando essa pele é deformada, os fotodíodos detectam como a luz dos LEDs muda para o ponto onde exatamente você tocou a ponta dos dedos, e quão difícil.,longe das telhas de casco que levantam portas de automóveis em linhas de montagem automotiva, os robôs de amanhã serão muito sensíveis de fato.

O Futuro dos Robôs

cada vez mais sofisticadas máquinas pode preencher o nosso mundo, mas para os robôs para ser realmente útil, eles terão que se tornar mais auto-suficiente. Afinal de contas, seria impossível programar um robô doméstico com as instruções para agarrar cada objeto que ele possa encontrar., Você quer que ele aprenda sozinho, e é aí que os avanços na inteligência artificial entram.leva o Brett. Num laboratório da UC Berkeley, o robô humanóide ensinou-se a conquistar um daqueles quebra-cabeças de crianças onde se enfiam pinos em buracos em forma diferente. Ele fez isso por tentativa e erro através de um processo chamado aprendizagem de reforço. Ninguém lhe disse como colocar uma cavilha quadrada num buraco quadrado, só que precisava., Então, fazendo movimentos aleatórios e obtendo uma recompensa digital (basicamente, sim, fazer esse tipo de coisa novamente) cada vez que se aproximava do sucesso, Brett aprendeu algo novo por conta própria. O processo é super lento, claro, mas com o tempo os roboticistas vão aprimorar a capacidade das máquinas de se ensinarem novas habilidades em ambientes novos, o que é fundamental se não quisermos ficar presos cuidando deles.

outra abordagem aqui é ter uma versão digital de um trem robô primeiro em simulação, em seguida, portar o que ele aprendeu para o robô físico em um laboratório., No Google, pesquisadores usaram vídeos de captura de movimento de cães para programar um cão simulado, em seguida, usaram a aprendizagem de reforço para obter um robô simulado de quatro pernas para ensinar-se a fazer os mesmos movimentos. Isto é, apesar de ambos terem quatro pernas, o corpo do robô é mecanicamente distinto do de um cão, então eles se movem de maneiras distintas. Mas depois de muitos movimentos aleatórios, o robô simulado recebeu recompensas suficientes para igualar o cão simulado., Em seguida, os pesquisadores transferiram esse conhecimento para o robô real no laboratório, e com certeza, a coisa poderia andar—na verdade, ele andou ainda mais rápido do que o andar padrão do fabricante do robô, embora, na verdade, ele era menos estável.

13 Robôs, Real e Imaginado

Eles podem estar ficando mais esperto do dia-a-dia, mas para o futuro próximo vamos ter para cuidar de robôs. Por mais avançados que se tenham tornado, ainda lutam para navegar pelo nosso mundo. Eles mergulham em fontes, por exemplo., Então a solução, pelo menos a curto prazo, é criar call centers onde os robôs podem telefonar para os humanos para ajudá-los em um aperto. Por exemplo, puxem o robô do hospital pode pedir ajuda se ele está vagando pelos corredores à noite e não há nenhum humano ao redor para mover um carrinho bloqueando o seu caminho. A operadora iria operá-los teleoperando o robô em torno da obstrução.por falar em robôs hospitalares. Quando a crise do coronavírus se instalou no início de 2020, um grupo de roboticistas viu uma oportunidade: os robôs são os colegas de trabalho perfeitos em uma pandemia., Os engenheiros devem usar a crise, argumentaram em um editorial, para sobrecarregar o desenvolvimento de robôs médicos, que nunca adoecem e podem fazer o trabalho chato, sujo e perigoso que coloca os trabalhadores médicos humanos em perigo. Os robôs ajudantes poderiam pegar as temperaturas dos pacientes e entregar drogas, por exemplo. Isso libertaria médicos e enfermeiros humanos para fazer o que eles fazem melhor: resolver problemas e ser empático com os pacientes, habilidades que os robôs podem nunca ser capazes de replicar.,

a relação em rápido desenvolvimento entre humanos e robôs é tão complexa que gerou seu próprio campo, conhecido como interação homem-robô. O grande desafio é este: é fácil o suficiente adaptar robôs para se dar bem com os humanos—torná—los suaves e dar-lhes um senso de toque-mas é outra questão inteiramente para treinar os humanos para se darem bem com as máquinas. Com o Tug O robô do hospital, por exemplo, médicos e enfermeiras aprendem a tratá—lo como um avô-saia do seu caminho e ajudá-lo a se soltar, se for preciso., Nós também temos que gerenciar nossas expectativas: robôs como Atlas podem parecer avançados, mas eles estão longe das maravilhas autônomas que você pode pensar.o que a humanidade fez foi essencialmente inventar uma nova espécie, e agora talvez estejamos a ter um pouco de remorso dos compradores. E se os robôs roubarem todos os nossos empregos? Nem mesmo os trabalhadores de colarinho branco estão a salvo da IA hiper-inteligente, afinal de contas.muitas pessoas inteligentes estão pensando na singularidade, quando as máquinas crescem suficientemente avançadas para tornar a humanidade obsoleta., Isso resultará num realinhamento social massivo e numa crise existencial em toda a espécie. O que faremos se já não tivermos de trabalhar? Como é que a desigualdade de rendimentos parece algo mais do que exponencialmente mais terrível, à medida que as indústrias substituem as pessoas por máquinas?

estes parecem ser problemas distantes, mas agora é a hora de começar a ponderá-los., Que você pode considerar um lado positivo para a narrativa robô-assassino que Hollywood nos deu todos estes anos: as máquinas podem ser limitadas no momento, mas nós, como uma sociedade, precisamos pensar seriamente sobre quanto poder nós queremos ceder. Tomemos São Francisco, por exemplo, que está explorando a ideia de um imposto sobre robôs, que forçaria as empresas a pagar quando elas deslocassem trabalhadores humanos.não posso sentar-me aqui e prometer que os robôs não nos transformarão um dia em baterias, mas o cenário mais realista é que, ao contrário do mundo da R. U. R.,, humanos e robôs estão prontos para viver em harmonia-porque já está acontecendo. Esta é a idéia de multiplicidade, que você é mais propenso a trabalhar ao lado de um robô do que ser substituído por um. Se o seu carro tem controle de cruzeiro adaptativo, você já está fazendo isso, deixando o robô lidar com o trabalho de estrada chato, enquanto você assumir para a complexidade da condução da cidade. O facto de a economia dos EUA ter ficado paralisada durante a pandemia do coronavírus deixou bem claro que os robôs estão longe de estar prontos para substituir os humanos em massa.,

As máquinas prometem mudar praticamente todos os aspectos da vida humana, desde os cuidados de saúde até o transporte até o trabalho. Devem ajudar-nos a conduzir? Absolutamente. (Eles terão, no entanto, de tomar a decisão de, por vezes, matar, mas os benefícios da condução de precisão superam em muito os riscos. Devem substituir enfermeiras e polícias? Talvez não-certos trabalhos possam sempre exigir um toque humano.uma coisa é bem clara: as máquinas chegaram. Agora temos que descobrir como lidar com a responsabilidade de ter inventado uma nova espécie.,

Saiba mais

• Se Você Deseja um Robô para Aprender Melhor, Ser um Idiota com Ele
  Uma boa maneira de fazer um robô aprender é fazer o trabalho de simulação, de modo que a máquina não acidentalmente ferir a si mesmo. Melhor ainda, você pode dar-lhe amor duro tentando derrubar objetos de sua mão.a criação da Boston Dynamics está começando a cheirar seu papel na força de trabalho: como um canino útil que ainda às vezes precisa de você para segurar sua pata.,finalmente, um robô que se move como uma língua braços de polvo e troncos de elefante e línguas humanas se movem de uma forma fascinante, que agora inspirou um fascinante novo tipo de robô.

os robôs estão alimentando a calma ascensão do Motor elétrico para algo nascido há mais de um século, o motor elétrico realmente não estendeu completamente suas asas. O problema? Os combustíveis fósseis são demasiado fáceis e, por enquanto, baratos. Mas agora, são os robôs, com seus atuadores, que estão alimentando a ascensão secreta do motor elétrico.,este peixe robô alimenta-se de sangue falso.um peixe-leão robô usa uma vasculatura rudimentar e “sangue” para se energizar e alimentar as barbatanas hidráulicamente.dentro do armazém Amazonas onde humanos e máquinas se tornam um em um centro de triagem Amazônica, um enxame de robôs trabalha ao lado dos humanos. Eis o que diz sobre a Amazon—e o futuro do trabalho.

Este guia foi actualizado pela última vez em 13 de abril de 2020.gostou deste mergulho profundo? Vê mais guias com fios.