De automatizados a autônomos, os verdadeiros robôs, por favor, se apresentem?

Dos automatizados aos autônomos, robôs verdadeiros, por favor, se apresentem?

Se eu te contar que vi um robô hoje, o que vem à mente? O que é um robô?

Essa não é uma pergunta difícil.

Robôs na ficção científica

Porque já vimos tantos robôs. Vimos Robbie, o robô do filme de 1956 Forbidden Planet, Rosie, a faxineira dos Jetsons, o Gigantor animado, C-3PO e R2-D2 de Star Wars do final dos anos 70, Optimus Prime, Data de Star Trek, o T-800 Terminator de Arnold Schwarzenegger, ou robôs mais recentes como Wall-E, Dolores (e todos os synths) de Westworld, e todos os outros robôs dos vários spin-offs de Star Wars.

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Todos esses, juntos, construíram nossa visão dos robôs ao longo dos anos, pelo menos nos filmes e na televisão.

Também estamos familiarizados com as histórias que esses robôs contam. Data de Star Trek só quer ser mais humano. Isaac de The Orville é um Kaylon, uma raça de robôs que destroem criaturas orgânicas. (Mas o caminho de Isaac tem sido de redenção, pois ele é um Kaylon compassivo e ajuda a reverter a maré para os orgânicos.) Os robôs de Star Wars, especialmente aqueles projetados para merchandising, se tornaram amigos e companheiros de seus parceiros orgânicos.

Então, há também os muitos robôs malignos inclinados à destruição, como Ultron; Hal 9000; os Daleks e os Cybermen de Doctor Who; várias encarnações dos robôs Terminator; Nomad, Lore, Peanut Hamper e Control de Star Trek; e uma coleção de droids de Star Wars.

Todos esses robôs forneceram aos escritores a oportunidade de refletir os traços e problemas da humanidade nos seres mecânicos e brincar com o que acontece quando você cria vida artificial com ou sem as restrições morais que governam a maioria dos humanos.

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Robôs no mundo real

Mas os robôs existem no mundo real. E eles não se comportam como C-3PO ou Sr. Data. Em vez disso, eles vão desde gigantescas fábricas automatizadas até robôs de solda de automóveis, de impressoras 3D a brinquedos para crianças. O que faz esses robôs…robôs? E o que os diferencia dos robôs da ficção científica?

Para começar, os robôs da ficção científica costumam ser totalmente autônomos. Mr. Data de Star Trek: The Next Generation e The Doctor de Star Trek Voyager (uma IA holográfica) foram até declarados pessoas legais aos olhos da fictícia Federação. Ninguém está afirmando que o Tesla do meu amigo é legalmente uma pessoa.

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Na verdade, a indústria automotiva desenvolveu um conjunto de critérios aspiracionais definindo o “grau de autonomia” de um veículo robótico, e podemos aplicar esses critérios a outros robôs também. Os critérios SAE J3016 possuem seis níveis: os níveis 0, 1 e 2 descrevem limites de automação, enquanto os níveis 3, 4 e 5 descrevem um funcionamento mais plenamente autônomo:

Como você pode ver, os critérios azuis especificam que um motorista humano ainda deve estar no controle, mesmo se assistido pelo carro, enquanto os critérios verdes especificam (em sua maioria) que o carro é capaz de tomar todas as decisões necessárias.

A maioria dos robôs que temos hoje no mundo real se enquadra no lado azul do espectro. É por isso que eu uso os termos automatizado vs. autônomo para diferenciar as capacidades robóticas. Embora as palavras pareçam similares, aqui está como elas diferem:

• Automatizados seguem regras pré-definidas para realizar tarefas específicas.
• Autônomos podem operar independentemente, tomar decisões e se adaptar a novas situações.

Hoje, eu sustento, a maioria dos robôs são simplesmente dispositivos automatizados que têm algum nível de movimento no mundo real. Eles executam uma série de etapas, possivelmente modificadas com base em certos critérios. (Por exemplo, uma impressora 3D vai parar de imprimir quando ficar sem filamento, apenas para retomar uma vez que mais material seja carregado.) Dispositivos autônomos incluem C-3PO, Sr. Data, o T-800 ou o sonho da Amazon de robôs de entrega sem humanos.

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No momento, somos muito bons em automatização. Autonomia, nem tanto. Mas estamos chegando lá.

Ampla gama dinâmica

Os robôs de hoje, apesar de não serem tão versáteis quanto o Sr. Data, são geralmente bastante úteis e funcionais.

Incluem robôs industriais, robôs médicos, robôs militares e de defesa, robôs domésticos, robôs de entretenimento, robôs de exploração espacial e manutenção, robôs agrícolas, robôs de varejo, robôs subaquáticos e robôs de telepresença que ajudam as pessoas a participar de uma atividade à distância.

Meu interesse pessoal tem sido focado em robôs disponíveis e acessíveis para fabricantes e entusiastas, robôs que podem capacitar indivíduos a construir, projetar e prototipar projetos anteriormente viáveis apenas para aqueles com um estabelecimento cheio de máquinas de fabricação.

Estou falando de impressoras 3D, que criam objetos a partir de camadas de plástico derretido; dispositivos CNC, que frequentemente cortam, esculpem e removem madeira ou metal para criar objetos; cortadores a laser, ideais para cortar, gravar e fabricar peças e placas de circuito extremamente detalhadas; e até mesmo cortadores de vinil, para cortar com precisão material leve e flexível em padrões intrincados.

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Essas máquinas são programadas usando software CAD para definir – também conhecido como projetar – o objeto que está sendo construído. Esses projetos são então convertidos em uma série de instruções de movimento que guiam a máquina na execução de movimentos complexos e repetitivos.

Eu usei uma máquina CNC, por exemplo, para criar uma série de prateleiras organizadoras personalizadas e idênticas para armazenamento de peças.

Enquanto eu projetava e montava o organizador, o robô se tornou um multiplicador de força, esculpindo características precisas para segurar as prateleiras, um processo que estava além do meu conjunto de habilidades em marcenaria, que se resume basicamente a martelar pregos e parafusar parafusos.

Os robôs de hoje têm uma ampla gama dinâmica, desde brinquedos educativos infantis até algo tão complexo e enorme quanto os depósitos inteligentes da Amazon. Esses depósitos contêm milhares de robôs, mas porque todos trabalham em conjunto, o armazém como um todo pode ser considerado um robô gigante por si só.

Amplitude de autonomia

Vamos voltar à nossa discussão sobre robôs automatizados vs. robôs autônomos. Robôs automatizados podem seguir uma série de tarefas, normalmente supervisionados (ou pelo menos verificados regularmente) por um operador humano.

Minhas impressoras 3D são um bom exemplo. Quando eu crio um projeto em um software CAD e depois converto esse projeto em código G, estou criando uma série de instruções de movimento. As instruções especificam a posição X e Y da cabeça de impressão, junto com a altura que o extrusor precisa estar para acomodar as camadas que estão constantemente sendo adicionadas. As instruções também especificam a temperatura do extrusor, determinando quão rapidamente e suavemente o plástico derrete na camada anterior.

Geralmente, começo uma impressão e monitoro-a através de uma câmera. Na ocasião não tão rara em que a impressão falha ou a impressora decide expelir plástico derretido no ar, normalmente percebo rápido o suficiente, corro para o Fab Lab e cancelo a impressão. A impressora é automatizada – está seguindo instruções – mas não há nada autônomo nesse processo.

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Impressoras mais novas estão incorporando algum tipo de IA: as câmeras enviam imagens para um processador que utiliza aprendizado de máquina para examinar cada imagem e determinar se há uma situação de falha. Embora as máquinas não possam corrigir essas falhas, o aprendizado de máquina pode interromper o processo, evitando perda de material e perigo para segurança.

Quando você visita as fábricas da Amazon, você verá mais robôs. Existem robôs transportadores que se movem pelo chão, entregando produtos. A maioria deles é automatizada, não autônoma. Mas os complexos sistemas de transporte da Amazon possuem sistemas de imagem inteligentes que observam os produtos à medida que passam e tomam decisões sobre eles. Aqui, estamos começando a ver sinais de mais gerenciamento ocorrendo sem supervisão humana.

Tenho um drone que também exibe alguns comportamentos autônomos. Se, enquanto o dirijo através de um controlador manual, o envio para fora do alcance do rádio, o drone assume o controle. Ele traça um caminho de volta para o ponto de origem, inverte o curso, evita obstáculos como árvores e fios elétricos, e volta para casa sem qualquer interação. Ele executa o mesmo comportamento quando detecta que sua bateria está muito baixa para continuar voando.

Em cada um desses três exemplos (monitoramento de impressora 3D com IA, monitoramento de transportador de armazém e voo de retorno para casa), estamos observando comportamentos autônomos construídos como uma extensão de um sistema em grande parte automatizado. Acredito que será assim que veremos a implementação de recursos autônomos. Eles estarão disponíveis de situação em situação até que mais e mais situações sejam consideradas.

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No futuro, você poderá entrar no seu carro e aproveitar mais 45 minutos de sono enquanto o veículo o leva para a Starbucks mais próxima do escritório. Porém, como mostra o gráfico dos Níveis de Automação de Condução da SAE que mencionamos anteriormente, o Nível 5 é um grande passo. Nesse ponto, estamos confiando no veículo para lidar com todas as condições e responder de forma inteligente, cuidadosa, rápida e segura. A maioria dos especialistas acredita que veremos carros com essa capacidade em algum momento após 2030.

Quando o ChatGPT comete um de seus famosos casos de alucinação, é apenas irritante – e possivelmente embaraçoso se alguém usar esse material para escrever alguma coisa. Mas se um robô cometer um erro enquanto opera no mundo real, algo pode dar errado fisicamente, até causar uma fatalidade. Como os riscos são altos, é preciso ter muito mais cuidado não apenas no desenvolvimento de sistemas totalmente autônomos, mas também na sua implementação e lançamento para garantir que sejam seguros em nosso ambiente compartilhado.

Olhando para o futuro: Robôs de amanhã

Vamos rever nossas três principais conclusões: Primeiro, a ficção científica nos apresenta uma imagem de um robô que é ao mesmo tempo cautelosa e aspiracional – mas não necessariamente prática. Segundo, muitas coisas podem ser consideradas robôs no mundo real. E terceiro, o grau de autonomia pode variar entre diferentes robôs no mundo real.

À primeira vista, parece que IA e robótica estão interligadas. Mas, como vimos, a IA pode influenciar toda, parte ou nada da função de um robô, dependendo do nível de tecnologia e do propósito de um robô. Embora fosse bom para um robô de fabricação saber quando está falhando e parar, derivamos muito valor de dispositivos CNC automatizados e impressoras 3D que apenas seguem suas instruções de gcode.

Ao olharmos para o futuro, veremos mais sistemas autônomos. Siemens tem uma visão fascinante do que será uma fábrica nas próximas décadas e ela mostra muitos sistemas autônomos interagindo com o processo de produção como um todo.

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Fora do mundo dos personagens de entretenimento, os robôs são mecanismos complexos que justificam o custo e o esforço para criá-los pelo valor que geram, seja economia de custos, economia de tempo, habilidade de lidar com processos difíceis, capacidade de operar em ambientes perigosos para os humanos ou a capacidade de multiplicar os esforços de seus operadores humanos.

A capacidade de interagir com o mundo real e realizar etapas automatizadas é essencial para participar da revolução da robótica. Conforme avançamos, podemos esperar uma combinação entre aprendizado de máquina, visão inteligente, IA generativa, habilidades tradicionais de programação e habilidades de design mecânico para abrir novas portas, fornecer novas oportunidades e ajudar os robôs de todos os tamanhos e capacidades a fazerem mais para nos ajudar.

Por outro lado, se um dia, no futuro, os robôs começarem a gritar: “Exterminate! Exterminate!” …bom, então… Perigo, Will Robinson, Biddi Biddi Biddi, Esses não são os droids que você está procurando.

Hasta la vista, baby!

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