Inteligencia artificial y percepción

Un robot humaid le da la mano a una mujer.

Para que los robots ocupen un lugar en nuestra sociedad, deben comunicarse con las personas, cooperar, ser capaces de aprender y poder moverse sin problemas en la vida cotidiana. Para ello necesitan órganos sensoriales, lenguaje y extremidades.

Órganos sensoriales

Si los robots van a hacerse cargo de los servicios para las personas, deben reconocer su entorno, ser capaces de reaccionar de manera flexible a los cambios en el espacio y a los comandos de voz. Necesitas ojos y oídos, necesitas sentido del tacto. Para este último, que es importante para piernas, brazos o manos, existen hoy en día diferentes tipos de sensores.

Los sistemas de micrófonos dan oídos a los robots. El papel de los ojos puede, según el tipo de robot y el tipo de tarea, asumir, por ejemplo, sensores láser o infrarrojos para la detección de distancias o diferentes tipos de sistemas de cámaras.

Las cámaras estéreo, pero también los otros «órganos sensoriales», le dan al robot una imagen del entorno para que no solo pueda reaccionar ante las personas y los obstáculos, sino también para realizar las tareas que se le asignan.

Las memorias de datos de un robot moderno ahora pueden registrar y procesar el entorno en tiempo real. Como resultado, el robot no pone en peligro su entorno. Un robot equipado con cámaras estéreo reconoce personas y objetos por contornos típicos, sabe en un entorno familiar qué es una puerta, un pasillo o un ascensor.

Con los mapas almacenados de su entorno, se mueve de forma segura de un lado a otro entre diferentes ubicaciones. Además, los robots a menudo tienen programas de computadora multi-anidados que controlan las acciones del robot sobre la base de información ambiental.

La inteligencia artificial aparece cuando el robot tiene varios cursos de acción alternativos a su disposición y tiene que decidir o planificar. Diferentes caminos pueden conducir a la meta o las puertas cerradas pueden requerir desvíos.

Un robot resuelve un cubo mágico.

¿Habrá alguna vez un robot que pueda pensar?

Modelo inigualable: el cerebro humano

Para muchos investigadores, el futuro del procesamiento de impresiones sensoriales radica en las redes neuronales. Imitan la estructura y función del cerebro humano. Las diferentes áreas del cerebro con sus tareas especiales corresponden a bases de datos individuales y programas de acción.

Si están vinculados entre sí como las células nerviosas del cerebro, los robots pueden elegir y decidir entre diferentes acciones, pero también pueden hacer frente a tareas más complejas.

La planificación sensata y, por tanto, también la capacidad de adaptación al entorno son bases importantes de la inteligencia artificial, como es el caso de los seres humanos. Las redes neuronales también permiten que el robot aprenda. Puede adquirir experiencia para hacer frente a sus tareas y optimizar sus acciones.

Robots como HRP-4, Asimo, COG o NAO ahora están realizando espectáculos impresionantes. Hablan, cantan, bailan sobre dos piernas, hacen malabares con objetos e incluso muestran expresiones faciales asombrosamente humanas.

Sin embargo, el área de los humanoides, es decir, los robots con apariencia humana, ahora está bastante descuidada en la investigación o se ve como un ejercicio lúdico y una herramienta de relaciones públicas. En primer lugar, la necesidad de humanoides es muy baja. En segundo lugar, a pesar de todo el progreso, estos robots todavía están a kilómetros de distancia de las capacidades humanas.

Imagen de microscopio electrónico de células nerviosas del cerebro

Las redes neuronales artificiales permiten que los robots aprendan

idioma

Los robots de servicio como ayudantes en la vida cotidiana deben poder cooperar y comunicarse con las personas. Por lo tanto, debe tener un software de lenguaje que comprenda claramente el significado y el contexto de las palabras en oraciones.

Ha habido un gran progreso en esta área. Muchos teléfonos inteligentes ahora están equipados con procesadores de voz que funcionan increíblemente bien.

Son capaces de aprender y acostumbrarse a sus usuarios y su forma de hablar. Las computadoras del habla también se usan con éxito en ciertas áreas donde se usa vocabulario específico de la materia. Los médicos escriben cada vez más sus hallazgos y cartas médicas utilizando un software especial que convierte inmediatamente el texto dictado en un documento.

La imagen, que se divide en varias secciones, muestra la cabeza de un robot, que expresa un estado de ánimo diferente en cada sección a través de sus expresiones faciales.

El ‘Tourbot’ puede guiar a los visitantes del museo

Muevete

La mayor fuerza impulsora para el desarrollo de robots autónomos proviene ciertamente de la investigación espacial. Si quieres explorar la superficie de planetas distantes, los robots autónomos serán fundamentales. Varias misiones a Marte han demostrado cuánta información pueden proporcionar los robots espaciales.

Ciertamente, Marte aún sería accesible para los humanos, pero incluso con los otros planetas de nuestro sistema solar existen límites para el estado actual de la técnica. Además, existen entornos extremadamente hostiles que los robots no molestan, tan poco como la duración del viaje y la duración de la misión.

Además de los órganos sensoriales y los sensores, la libertad de movimiento es crucial para los robots espaciales, el tercer requisito en el desarrollo de la inteligencia artificial. Los robots de exploración deben tener al menos ruedas o un propulsor de oruga, pero las piernas serían aún mejores. Son la mejor forma de superar obstáculos.

Sin embargo, el control de un robot de dos patas depende de una gran cantidad de variables, es extremadamente complicado y requiere una cantidad extrema de potencia de cálculo. Es mucho más fácil utilizar modelos de la naturaleza como guía al diseñar robots andantes. Muchos insectos y también arañas caminan sorprendentemente bien y con seguridad sobre seis u ocho patas.

Cada pierna está controlada de forma descentralizada por su propio cerebro, pero siempre está informada sobre los movimientos de las otras piernas a través de redes neuronales. Si una pierna no consigue el contacto adecuado, las otras piernas compensan la falta de estabilidad.

Las arañas se llevan bien cuando corren, incluso sin un cerebro complejo. Basándose en su modelo, los expertos en robótica están construyendo robots con forma de araña que algún día podrían llegar a Marte.

La ilustración de la computadora muestra un robot sobre cuatro ruedas parado frente a un paisaje rocoso y árido.

Robot de la NASA ‘Spirit’