Sobre robôs e humanos

Para que um agente artificial assuma um papel verdadeiro e estabeleça relações significativas com um ser humano, ele precisa de um perfil psicológico, cultural, social e emocional. Os métodos atuais de machine learning (aprendizado de máquina) não permitem tal desenvolvimento. Os robôs de amanhã serão nossos humildes assistentes, e nada além.

Vanessa Evers

Vivemos um tempo em que os robôs podem limpar nossas casas, dirigir nossos veículos, desativar bombas, oferecer próteses de membros, ajudar em procedimentos cirúrgicos, fabricar produtos, entreter, ensinar e surpreender. Assim como smartphones e redes sociais oferecem uma conectividade muito além de qualquer coisa que poderíamos imaginar, os robôs estão começando a demonstrar capacidades físicas, Inteligência Artificial (IA) e habilidades cognitivas muito acima de nossas expectativas. Juntas, estas tecnologias podem ser aproveitadas para ajudar a resolver desafios importantes, como o envelhecimento de sociedades, ameaças ambientais e conflitos mundiais.

Como será o dia a dia de nossas vidas neste futuro não tão distante? A ficção científica tem explorado estas possibilidades por séculos. Provavelmente, nossas vidas serão ainda mais longas, com órgãos sintéticos para substituir partes defeituosas de nossos corpos, intervenções médicas nanométricas que permitem o direcionamento preciso de doenças e genética, além de veículos autônomos que podem reduzir as fatalidades no trânsito. Nossas ocupações mudarão drasticamente – alguns trabalhos deixarão de existir e novos ofícios surgirão, por exemplo, na área de desenvolvimento de aplicativos de serviços de robô para serem disponibilizados em plataformas de robôs em nossas casas. A maneira como nossa educação se desenvolve também mudará radicalmente, nossos sentidos e cérebros poderão ser artificialmente melhorados, e nossa habilidade de refletir sobre novos conhecimentos adquiridos da análise automatizada de grandes quantidades de dados irá demandar uma maneira diferente do tratamento da informação nas escolas.

Mas como nos relacionaremos uns com os outros em uma civilização que inclui robôs? De qual maneira vamos encontrar uns aos outros, manter relacionamentos e criar nossos filhos? Em que medida os robôs e os humanos irão se misturar?

Muitos de nós se perguntam se a IA se tornará tão inteligente e capaz na comunicação humana a ponto de serem apagados os limites entre os seres humanos e os seres artificiais. Se é possível se comunicar de maneira natural e construir uma interação significativa com um agente artificial ao longo do tempo, ainda existirá uma divisão nas relações que temos com as pessoas e com a tecnologia? Além disso, o que significará ser “humano”, uma vez que nossos corpos e mentes humanos serão melhorados com a IA e a robótica?

Truques inteligentes

Sob a perspectiva da engenharia, tais capacidades avançadas ainda estão muito distantes. Muitos obstáculos devem ser superados. Por enquanto, robôs e computadores são completamente dependentes de uma fonte de energia – como demandam muita eletricidade, esse fator complica a integração de elementos robóticos com o tecido orgânico humano. Outro obstáculo é a complexidade da comunicação humana. Apesar de uma conversa pontual em língua natural e em um contexto específico com um robô pode parecer realista, envolver pessoas de modo verbal e não verbal por diversas conversas e contextos é uma questão bem diferente.

Por exemplo: quando você liga para um agente artificial de achados e perdidos em um aeroporto, uma conversa satisfatória é possível porque há apenas um número limitado de objetivos por parte de quem faz a ligação. No entanto, ao criar uma relação mais ampla, por exemplo, com um robô de estimação, um modelo muito mais complexo deve ser desenvolvido. O robô precisará ter objetivos internos e uma memória extensa para relacionar experiências em diversos contextos, e precisará desenvolver tais capacidades ao longo do tempo.

Por meio de “truques” inteligentes, um robô de estimação pode parecer mais inteligente e capaz do que realmente é ao introduzir comportamentos variados que o fazem parecer interessante por mais tempo, por exemplo.  A pessoas têm a tendência de “racionalizar” de maneira humana o comportamento dos robôs (também fazemos isso com os animais). No entanto, para sustentar uma relação significativa, que se aprofunda e evolui com o tempo, será necessária a criação de uma extensa vida interior artificial.

Como as máquinas aprendem

Um grande obstáculo na criação dessa rica vida interior artificial é a maneira com que as máquinas aprendem. A técnica de machine learning (aprendizagem automática ou aprendizado de máquina) tem como base os exemplos. Alimentamos o computador com exemplos do fenômeno que gostaríamos que ele entendesse – por exemplo, quando as pessoas se sentem confortáveis. Ao ensinar uma máquina a reconhecer esse fenômeno, são oferecidos a ela dados de pessoas em estado confortável. Isso pode acontecer por meio de imagens, vídeos, discurso, batimentos cardíacos, postagens nas redes sociais etc. Quando armazenamos vídeos em um computador, a máquina os rotula com informações sobre o quanto as pessoas estão confortáveis com eles – isso pode ser feito apenas por especialistas em psicologia ou em cultura local..

O computador utiliza a técnica de machine learning para “raciocinar” a partir desses vídeos rotulados e para identificar características importantes que estão relacionadas à condição de se sentir confortável. Isso pode ser a postura corporal da pessoa, o tom de sua voz etc.

Uma vez que a máquina tenha identificado as características que preveem o “conforto”, o algoritmo resultante pode ser treinado e melhorado ao utilizar conjuntos diferentes de vídeos. Por fim, o algoritmo se torna sólido e um computador com uma câmera poderá reconhecer o sentimento de uma pessoa com alta precisão ou até com precisão 100% exata.

Agora que entendemos superficialmente como as máquinas aprendem, por que isso seria um obstáculo na criação de uma vida interior convincente para um agente artificial de forma que ele desenvolva uma perfeita integração com os seres humanos?

Para um perfil sintético complexo

De modo a desenvolver um agente artificial que possa ter uma relação contínua por um longo período com uma pessoa, é necessário que este tenha personalidade e comportamentos convincentes, entenda a pessoa e a situação em que ambos estão, bem como o histórico de sua comunicação. E, mais importante que isso, é necessário que o agente mantenha a comunicação ativa por meio de uma variedade de tópicos e situações. É possível criar um agente convincente, como a Alexa da Amazon ou o Siri da Apple, com quem é possível falar em linguagem natural e ter uma interação significativa em um contexto específico de utilização, assim como ajustar o despertador, criar uma nota, desligar o aquecimento etc.

No entanto, mesmo em um contexto de utilização, a comunicação se quebra com facilidade. O agente é capaz de encontrar respostas aceitáveis para uma grande variedade de questões e comentários, mas não é capaz de sustentar uma discussão de uma hora sobre um tema complexo. Por exemplo, quando os pais discutem sobre como reagir ao filho por não estar se esforçando na escola, a conversa é bastante rica – eles consideram no diálogo seu entendimento sobre a criança, além de sua própria personalidade, emoções, história, histórico socioeconômico e cultural, psicologia, composição genética, hábitos comportamentais e entendimento de mundo.

Para que um agente artificial exercesse um papel social significativo e desenvolvesse um relacionamento real com uma pessoa, ele precisaria possuir um perfil psicológico, cultural, social e emocional sintético. Além disso, ele precisaria aprender com o tempo sobre como se “sentir” e responder a situações de acordo com sua composição interna sintética.

Isto requer uma abordagem fundamentalmente diferente da atual machine learning. É necessário um sistema inteligente artificialmente que se desenvolva da forma mais semelhante possível ao funcionamento do cérebro humano, e que possa internalizar a riqueza das experiências humanas. As maneiras elaboradas com que as pessoas se comunicam umas com as outras e entendem o mundo são um processo inimaginavelmente complexo para ser sintetizado. Os modelos de inteligência artificial imaginados e disponíveis atualmente são inspirados no cérebro humano ou têm elementos de como o cérebro funciona, mas ainda não são modelos plausíveis do cérebro humano.

Nós já vemos que a IA tem alcançado feitos incríveis, como ler a internet inteira, vencer um jogo Go (um jogo de tabuleiro chinês antigo) ou comandar uma fábrica totalmente automatizada. No entanto, assim como o físico inglês Stephen Hawking (1942-2018) disse que havia apenas arranhado a superfície do entendimento do universo, a IA está ainda meramente arranhando a superfície do entendimento da inteligência humana.

Isso não acontecerá do dia para a noite

Robôs e sistemas inteligentes artificialmente poderão nos oferecer habilidades exclusivas para apoiar e melhorar tomadas de decisão e entender situações e maneiras de agir. Robôs poderão contribuir ou fazer nosso trabalho de maneira autônoma. Talvez a robótica irá totalmente se integrar fisicamente aos nossos corpos humanos uma vez que diversos desafios forem superados. Além disso, iremos nos relacionar com agentes artificiais assim como fazemos com os humanos, ao nos comunicarmos por meio de uma língua natural, ao observarmos seus comportamentos e ao entendermos suas intenções. No entanto, de modo a sustentar um relacionamento significativo, com diálogos e rituais, que se aprofundam e evoluem ao longo do tempo no rico contexto da vida diária, como é o caso entre as pessoas, uma vida interior artificial extensa precisará ser criada. É improvável que agentes artificiais e pessoas possam ser totalmente integrados enquanto estivermos apenas replicando ou ultrapassando algumas das funções da inteligência humana, em vez da inteligência humana completa e holística posicionada no rico contexto de nossa vida diária.

By Vanessa Evers

We live in a time when robots clean our houses, drive our vehicles, disable bombs, provide prosthetic limbs, support surgical procedures, manufacture products, entertain, teach and surprise us. Just as smartphones and social media are offering a connectivity beyond anything we imagined, robots are beginning to offer physical capabilities and artificial intelligence (AI), cognitive abilities beyond our expectations. Together, these technologies could be harnessed to help solve important challenges, such as ageing societies, environmental threats and global conflict.

What will a day in our lives look like, in this not-so-distant future? Science fiction has explored these possibilities for centuries. Our lives will likely be longer: with synthetic organs to replace defective parts of our bodies, nanosized medical interventions allowing the precise targeting of diseases and genetics, and autonomous vehicles reducing fatalities in traffic. Our jobs will change dramatically. Certain jobs will not exist anymore and new jobs will emerge – in the development of robot service apps, for instance, that could run on available robot platforms in our homes. The way we are educated will also change radically – our senses and brains may be artificially enhanced, and our ability to reflect on new insights gained from the automated analysis of vast amounts of data will require a different treatment of information in schools.

But how will we relate to each other in a civilization that includes robots? In what way will we meet each other, have relationships and raise our children? To what extent will robots and humans merge?

Many of us wonder whether AI will become so intelligent and capable in human communication that the boundaries between human and artificial beings will blur. If it is possible to communicate in a natural way and build a meaningful interaction over time with an artificial agent, will there still be a divide in the relationships we have with people and technology? Also, once our human bodies and minds are enhanced with AI and robotics, what will it mean to be “human”?

From an engineering perspective, these advanced capabilities are still very far away. A number of hurdles need to be overcome. For now, robots and computers are completely dependent on a power source – they require a lot of electricity, and this complicates integrating robotic elements with human organic tissue. Another hurdle is the intricacy of human communication. While a one-off natural language conversation in a specific context with a robot can feel realistic, engaging people verbally and non-verbally over many conversations and contexts is quite another matter.

For example, when you call an artificial lost-and-found agent at an airport, a satisfying conversation is possible because there are only a limited number of goals the caller has. However, in creating a more extended relationship, for example, with a robotic pet, a much more complicated model must be developed. The robot needs to have internal goals, an extensive memory that relates experiences to various contexts, and it needs to develop these capabilities over time.

Through smart “tricks”, a robot can seem more intelligent and capable than it is – by introducing random behaviours which make the robotic pet interesting for longer, for instance. Humans have the tendency to “make sense” of the robot’s behaviours in a human way (we do this with animals too). However, in order to sustain a meaningful relationship which deepens and evolves over time, an extensive artificial inner life will need to be created.

A major hurdle in creating this rich artificial inner life is the way machines learn. Machine learning is example-based. We feed the computer examples of the phenomenon we want it to understand – for instance, when people feel comfortable. In teaching a machine to recognize this, data of people being comfortable is provided – this could be in the form of images, videos, their speech, heartbeat, social media entries, etc. When we feed videos to a computer, these are labelled with information on whether the people in it are comfortable or not – this may be done by experts in psychology, or in the local culture.

The computer uses machine learning to “reason” from these labelled videos to identify important features that correlate with feeling comfortable. This could be the body pose of a person, the pitch of their voice, etc.

Once the machine has identified the features predicting “comfort”, the resulting algorithm can be trained and improved, using different sets of videos. Eventually, the algorithm is robust and a computer with a camera can recognize how people feel with high, if not 100 per cent, accuracy.

Now that we understand roughly how machines learn, why is that a hurdle in creating a compelling inner life for an artificial agent to realize a seamless integration with humans?

In order to develop an artificial agent that can have a sustained relationship, over a long period of time, with a person, we need the agent to have a compelling personality and behaviours, understand the person, the situation in which they are both in, and the history of their communication. More importantly, the agent would have to keep the communication going across a variety of topics and situations. It is possible to make a compelling agent, such as Amazon’s Alexa or Apple’s Siri, that you can speak to in natural language and have a meaningful interaction with, within the specific context of its use – set the alarm clock, make a note, turn down the heating, etc.

However, beyond that context of use, the communication quickly breaks down. The agent will find acceptable responses for a large variety of questions and comments, but will not be able to sustain an hour-long discussion about a complex issue. For instance, when parents discuss how to respond to their child not working hard at school, the conversation is very rich – they bring to it their understanding of the child, and their own personalities, emotions, history, socio-economic and cultural backgrounds, psychology, genetic make-up, behavioural habits and understanding of the world.

In order for an artificial agent to take on such a meaningful social role and develop a real relationship with a person, it would need to have a synthetic psychological, cultural, social and emotional profile. Also, the agent would need to learn over time how it “feels” and respond to situations in relation to this synthetic internal make-up.

This requires a fundamentally different approach to current machine learning. An artificially intelligent system that develops much like how the human brain develops, and that can internalize the richness of human experiences, is needed. The intricate ways people communicate with each other and understand the world is an unimaginably complex process to synthesize. The envisioned and currently available models of AI are inspired by the human brain or have elements of how the brain works, but are not yet plausible models of the human brain.

We already see AI achieving amazing feats – like reading the entire internet, winning at Go, the ancient Chinese board game, or running a fully automated factory. However, just like the English physicist Stephen Hawking (1942-2018) said he had only scratched the surface of understanding the universe, we are still merely scratching the surface of understanding human intelligence.

Robots and artificially intelligent systems will be able to offer us unique abilities to support and enhance our decision-making, understanding of situations and ways to act. Robots will be able to contribute to or autonomously carry out labour. Perhaps robotics will be fully physically integrated in our human bodies once a number of challenges are overcome. Also, we will relate to artificial agents as we do to humans – by communicating with them in natural language, observing their behaviours and understanding their intentions. However, in order to sustain a meaningful relationship with conversations and rituals, which deepen and evolve over time in the rich context of everyday life, as is the case between people, an extensive artificial inner life will need to be created. As long as we replicate or surpass certain functions of human intelligence rather than the holistic whole of human intelligence placed in the rich context of our everyday lives, it is unlikely that artificial agents and people can be totally integrated.