Teatro em klingon? Robôs cantando? Conheça as duas óperas nerds que vão ganhar o mundo

Cláudia Fusco 14 de setembro de 2010

Essa é uma boa notícia para você, caro leitor, que está cansado dos velhos remixes de músicas famosas adaptadas para o mundo nerd. Essa é para você que procura o lado mais refinado das coisas nesse mundo tão cheio de possibilidades geeks. Essa é para você que gosta de ópera (e de nerdices também – só para reforçar a ideia).

Klingon Opera (1)

O vídeo não é dos melhores (esse aqui, na verdade, é bem mais legal, mas o “embed” dele foi desabilitado… puh’takh!) Semana passada, os Estados Unidos acolheram a inacreditável apresentação de “u”, a primeira ópera interpretada em… klingon (com alguns trechos em inglês, para o deleite dos iniciantes nessa língua). A peça, cujo nome significa “universo” no idioma criado na série Star Trek, narra a trajetória épica de Kahless, o Inesquecível, uma espécie de figura messiânica entre o povo Klingon. Em turnê pelos EUA e na Europa, a próxima parada de “u” será a Alemanha, no dia 25 de setembro. E sim, ainda dá para garantir lugares. Dá para saber mais no site oficial da apresentação.

Agora, se klingon não é exatamente o seu forte, há uma opção mais legal (e igualmente nerd) para o seu divertimento. 

Opera Stars Robot Performers

Depois de dez anos de preparação, o professor do MIT Tod Machover, juntamente com 60 alunos e voluntários, conseguiu emplacar a ópera Death and the Powers, que mistura cantores humanos e robóticos. Sim, você leu certo: um coro de nove robôs gigantes, além de um cenário eletronicamente animado, acompanharão a cantoria clássica. A estreia da ópera acontecerá em Mônaco, no dia 24 de setembro, e deve chegar aos Estados Unidos em março do ano que vem.

Confesso que fiquei bem tentada a ver o que o pessoal do MIT andou aprontando. Quem aí anima uma caravana?

Robôs ganham capacidade de aprender com a experiência

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/09/2010

O robô Nao, controlado pelo sistema Xpero, tenta aprender pela experiência o que funciona e o que não funciona. [Imagem: Xpero]

Aprendizado de máquina

Deixe uma criança de um ano de idade brincar por algum tempo e ela facilmente descobrirá que é capaz de colocar uma bola sobre uma caixa, mas jamais conseguirá manter a caixa em cima da bola.

Proponha-se ensinar a mesma lição a um robô e prepare-se para um trabalho muito árduo.

Os cientistas sabem que, se querem fazer avançar a inteligência artificial, eles devem desenvolver uma espécie de "aprendizado artificial", ou aprendizado de máquina - como programas que permitam que um robô adquira conhecimento sobre seu ambiente simplesmente manipulando-o, como faz uma criança.

"Ensinar conceitos como mobilidade e estabilidade a um robô é um desafio descomunal," resume Björn Kahl, roboticista da Universidade Bonn-Rhein-Sieg, na Alemanha.

Mas a dificuldade não desanimou os cientistas. Por isso, Kahl e seus colegas se reuniram no projeto Xpero, que acaba de apresentar seus resultados.

Sistema cognitivo para robôs

O objetivo do projeto Xpero foi desenvolver um sistema cognitivo para um robô que lhe permita explorar o mundo à sua volta e aprender através da experimentação física, testando hipóteses logicamente.

O primeiro passo foi criar um algoritmo que permite que um robô explore e reconheça o ambiente a partir dos dados recebidos dos seus sensores.

Para que isto fosse possível, os pesquisadores tiveram que instalar um "conhecimento" predefinido no robô, na forma de noções básicas de lógica - ou seja, para ser capaz de aprender, o robô precisa "nascer" com um background que alimente seu processo cognitivo.

Mas robôs são máquinas controladas por computadores, e computadores são binários. Assim, no estágio atual, o robô apenas consegue entender as coisas como verdadeiras ou falsas - não há talvez. Mas, mesmo com essa limitação, o programa representou um avanço impressionante para os robôs.

Conforme se movimenta, o robô utiliza os dados dos seus sensores para testar seu conhecimento. Quando ele descobre como sendo falso algo que ele esperava que fosse verdadeiro, ele começa a fazer experiências para descobrir por que sua expectativa é falsa, e assim corrigir suas hipóteses.

Conceito de tempo para robôs

O maior problema que os pesquisadores enfrentaram foi selecionar os fatores importantes no fluxo maciço e contínuo de dados captados pelos sensores do robô - um problema que seria muito maior se eles tentassem escapar da "personalidade binária" do robô, inserindo noções como "talvez" ou "pode ser".

O segundo desafio foi encontrar uma forma para fazer com que um sistema baseado em lógica lidasse com o conceito de tempo - nada filosófico, apenas algo que pudesse permitir que o robô antevisse que uma caixa iria cair se ele tentasse colocá-la sobre uma bola - uma espécie de aula básica de causa e efeito para robôs.

Inicialmente o robô não tinha nenhuma visão de futuro. Mas, com cada observação, ele começou a aprender hipóteses melhores, que poderiam ser usadas para prever os efeitos de suas ações.

O problema é que, ao descobrir uma hipótese errada, o programa ficava frente a um número literalmente infinito de possibilidades do que poderia ser a solução correta.

A equipe teve que encontrar uma forma de curto-circuitar o processo, impedindo que o robô gastasse uma quantidade infinita de tempo testando cada possibilidade. A solução foi transformar o fluxo contínuo de informações que chegavam dos sensores do robô em situações estáticas definidas a cada poucos segundos - é como se os cientistas tivessem transformado um filme em fotografias.

Além disso, quando uma hipótese se mostrava falsa, os pesquisadores reduziram o número de possíveis soluções fazendo com que o robô construísse uma nova hipótese que mantivesse os conectores lógicos da sua hipótese falsa, alterando apenas as variáveis. Isso reduziu drasticamente o número de soluções possíveis.

Repositório de conhecimentos

Um desenvolvimento marcante obtido pelo projeto Xpero foi dar ao robô a capacidade para construir uma base de conhecimento. "Ele não faz distinção entre os conhecimentos prévios e os conhecimentos adquiridos," explica Kahl. "Esta possibilidade de reutilização do conhecimento é muito importante. Sem isso não haveria aprendizagem incremental."

Nas demonstrações, os robôs controlados com o sistema cognitivo Xpero moveram-se com desenvoltura pelo ambiente, mexeram e reposicionaram os objetos e acumularam um conhecimento crescente sobre ambiente.

Mostrando um desenvolvimento que entusiasmou os cientistas, um dos robôs começou a usar objetos como ferramentas, usando um objeto para mover ou manipular outro objeto que não estava ao seu alcance.

Embora esses robôs exploradores encenem um show digno de se ver, os cientistas afirmam que os desenvolvimentos mais excitantes do projeto Xpero estão no aprendizado que a equipe obteve sobre o processo de aprendizagem de máquina em si.

"Nós ganhamos um bocado de insights sobre os desafios da aprendizagem e de como a aprendizagem de máquina realmente funciona. Meramente fazer o robô perceber que algo não está certo exigiu percepções fundamentais do ponto de vista da pesquisa." disse Kahl.

Os pesquisadores agora estão planejando um novo projeto, no qual dois robôs ficarão rodando o sistema durante um tempo muito maior - talvez meses - para ver como seu conhecimento avança.

"Mas embora o Xpero represente um grande avanço na aprendizagem de máquina, ele ainda está muito aquém das capacidades de um bebê," diz Kahl. "É claro que o robô agora pode aprender o conceito de mobilidade. Mas ele não entende o que significa mobilidade no sentido que um humano entende."

Robô com pés de lagartixa é um passo rumo a homem-aranha

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/08/2010

A tecnologia, já batizada de Z-Man, pretende fazer com que um homem adulto suba pelas paredes - e eventualmente até ande pelo teto - usando um adesivo semelhante ao das lagartixas. [Imagem: BDML/Stanford]

Pés grudentos

A equipe do professor Marcos Cutkosky, da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, usou um adesivo inspirado nos pés das lagartixas para construir um robô que escala superfícies de vidro absolutamente lisas.

Os resultados foram tão promissores que agora eles pretendem usar a tecnologia para que pessoas possam escalar paredes e até andar pelo teto.

O Stickybot é capaz de escalar superfícies lisas graças ao material usado nos seus pés, inspirado no desenho intrincado dos dedos das lagartixas, que usam a atração molecular para andar pelas paredes e pelo teto.

Os robôs escaladores são alvo de intensas pesquisas devido ao grande número de usos práticos que eles podem alcançar. E os desafios são totalmente diferentes dependendo do tipo de superfície que o robô deve escalar. Por exemplo, subir uma parede de tijolos é totalmente diferente de subir por uma superfície de metal ou vidro.

"A menos que você use ventosas, que são lentas e ineficientes, a outra solução disponível é a utilização deadesivos secos, que é a técnica que a lagartixa usa," diz Cutkosky.

Dedos das lagartixas

O dedo do pé de uma lagartixa contém centenas de saliências chamadas lamelas.

No cume de cada lamela há milhões de pêlos, ou cerdas, que são 10 vezes mais finos do que um cabelo de um ser humano. Cada pêlo, por sua vez, divide-se em linhas menores, chamadas espátulas.

Essas extremidades bipartidas são tão pequenas (algumas centenas de nanômetros) que elas interagem com as moléculas da superfície por onde o animal está andando.

A interação entre as moléculas dos pêlos do dedo do pé da lagartixa e as moléculas das paredes dá-se por meio de uma atração molecular chamada força de van der Waals. Essa força é tão significativa que uma lagartixa pode pendurar e suportar todo o seu peso em um único dedo do pé.

Para se libertar, basta que o animal puxe seu pé na direção correta, e o pé se solta sem nenhum esforço - seu adesivo natural é uma espécie de adesivo direcional, que gruda fortemente em um sentido, e solta-se facilmente no outro.

Robôs com pés de lagartixa

Um adesivo direcional é interessante para um robô justamente porque quase não há dispêndio de energia para soltar os pés.

"Outros adesivos são como andar com um chiclete nos pés: você tem que pressioná-los contra a superfície e então você tem que fazer um esforço para soltá-los. Mas, com a adesão direcional, é como agarrar e soltar da superfície," disse Cutkosky.

Para tentar duplicar o efeito no pé do robô, os pesquisadores usaram uma espécie de borracha da qual se projetam minúsculos fios de plástico, fabricados a partir de um micromolde.

Os pêlos artificiais, também bipartidos, têm cerca de 20 micrômetros de diâmetro, cinco vezes mais finos do que um fio de cabelo humano - ou seja, o dobro dos pêlos dos pés das lagartixas.

Embora bem menos eficiente do que o adesivo natural das lagartixas, o material apresentou um desempenho suficiente para permitir que o Stickybot escalasse superfícies de vidro, painéis de madeira e metais pintados.

Homem lagartixa

Os pesquisadores agora pretendem fabricar seu adesivo direcional em dimensões maiores, permitindo seu uso por seres humanos.

A tecnologia, já batizada de Z-Man, pretende fazer com que um homem adulto suba pelas paredes - e eventualmente até ande pelo teto - usando um adesivo semelhante ao das lagartixas.

Cutkosky e sua equipe também estão trabalhando em um sucessor do Stickybot, uma versão capaz de fazer curvas durante a escalada - como o adesivo é direcional, fazer curvas exige que o pé do robô seja capaz de girar.

"O novo Stickybot no qual estamos trabalhando agora tem rotação nos tornozelos, algo que as lagartixas também têm," afirma Cutkosky. "Da próxima vez que você vir uma lagartixa descendo por uma parede, olhe cuidadosamente seus pés traseiros, eles vão estar virados para trás. Eles têm que estar, senão o animal vai cair."

Recentemente, pesquisadores da Universidade de Cornell, também nos Estados Unidos, criaram um adesivo desligável que poderá permitir andar pelas paredes - tanto robôs quanto humanos. Um estudante britânico também teve seu dia de fama como homem-aranha usando ventosas acionadas por aspiradores de pó.