El GREC de Catalu?a gana el concurso mundial de Aibos

Olivia tiene madera para el baile. Lo ha demostrado en el concurso mundial de Aibos a la que present¨® Diego Pardo. Olivia cautiv¨® con su coreograf¨ªa de la canci¨®n Technlogy, de Daft Punk, y se llev¨® el primer premio: un viaje a la Expo de Aichi.

Como los otros robots Aibos, Olivia camina; pero esta ciberperrita ha aprendido a hacerlo sola, sin programaci¨®n. Los amos del juguete, el grupo de investigaci¨®n en Ingenier¨ªa del Conocimiento (GREC) de la Universidad Polit¨¦cnica de Catalu?a, han trabajado dos a?os con t¨¦cnicas de rob¨®tica evolutiva.

El GREC investiga el desarrollo de robots completamente aut¨®nomos, "que vayan solos, sin que nadie les diga c¨®mo han de hacer las tareas asignadas ni c¨®mo deben reaccionar ante circunstancias imprevistas", explica Cecilio Angulo, uno de los investigadores.Aibo ERS-7 sale de f¨¢brica caminando de forma programada, aunque con el uso cada robot acaba comport¨¢ndose de forma ¨²nica. Prever todas las situaciones que encontrar¨¢ un robot es imposible. "Se le ha de dotar de una capacidad de reacci¨®n frente a situaciones no previstas", cuenta Ricardo A. T¨¦llez, ingeniero de telecomunicaciones y otro investigador del grupo.

Esta capacidad de reacci¨®n la estudia la rob¨®tica evolutiva, seg¨²n la cual los robots no se programan en el sentido estricto de la palabra, sino que aprenden ellos mismos a programarse seg¨²n sus necesidades. El m¨¦todo es similar a la evoluci¨®n de las especies descrita por Darwin. Angulo propuso utilizar la inteligencia artificial distribuida, aplicando una arquitectura de redes inform¨¢ticas en los mecanismos que generan las acciones del robot, para hacerla independiente de la plataforma rob¨®tica.

En los robots evolutivos, explica T¨¦llez, las conexiones entre motores y sensores se hacen con una red neuronal artificial. Una red neuronal es un programa inform¨¢tico inspirado en el funcionamiento de las neuronas humanas como elemento de procesado de la se?al; intenta simular el comportamiento conjunto de las neuronas. En este Aibo las redes neuronales se entrenan de forma que se autoorganizan aprendiendo que act¨²an sobre cuatro patas. La red define c¨®mo se conectan entre ellos los sensores y los motores del juguete y es una descripci¨®n completa del razonamiento del robot.

El modelo ERS-7 tiene 24 tipos de controladores (12 sensores y 12 actuadores). En la primera fase de entrenamiento no supervisado de la red, el perro no sabe nada. Se genera un conjunto de redes con conexiones aleatorias: una poblaci¨®n inicial de 40 grupos de 24 redes neuronales. Cada poblaci¨®n se simula durante 12 segundos. Se escogen los 20 mejores grupos de redes neuronales que no han hecho caer al ciberperro, seg¨²n el aceler¨®metro interno. "Mezclamos estos valores con el algoritmo gen¨¦tico est¨¢ndar ESP y se crean 20 grupos nuevos de 24 redes neuronales", dice T¨¦llez.

Cada poblaci¨®n de redes se prueba unas 10 veces. El proceso se repite hasta que las supervivientes definen un comportamiento del robot adaptado a la tarea deseada y a sus variaciones. Son 400 pruebas por generaci¨®n y 80 horas de simulaci¨®n inform¨¢tica para cada uno de los 12 entrenamientos. La red neuronal resultante se copia en la tarjeta de memoria que lleva la panza del robot. Y a caminar.

"Las redes forman una especie de sociedad de cooperaci¨®n entre ellas, consiguiendo que el robot realice correctamente la tarea solicitada", contin¨²a T¨¦llez. Aprenden a coordinarse: cuando la pata delantera avanza se lo comunica a la pata trasera. El objetivo final es aplicar este m¨¦todo a un gran n¨²mero de sensores y motores, "y que el conjunto aprenda a autogobernarse de forma similar a como parece que lo hace el cerebro humano, seg¨²n apuntan diversas teor¨ªas sobre el funcionamiento de la mente". A diferencia del programa est¨¢ndar, las redes neuronales no son tan r¨ªgidas y se pueden adaptar a imprevistos como peque?os obst¨¢culos o cambios del terreno.

Ahora Olivia est¨¢ aprendiendo el conocimiento, como lo hace un reci¨¦n nacido. Mientras pulen su forma de caminar, buscan 24.000 euros para realizar un experimento pavlovniano. Se trata de a?adir al comportamiento reactivo la deliberaci¨®n. Si el robot huele comida y corre hacia ella y el due?o le rega?a para que no se la coma, podr¨ªa dudar entre esperar a que se marche el amo o a recibir algo mejor. Como si se tratara de conciencia, ser¨ªa capaz de comprender su entorno y actuar; pero ser¨ªa a?adir tanta informaci¨®n que har¨ªa imposible programar el aparato. El robot lo debe ir aprendiendo con el tiempo, asegura T¨¦llez.

GREC: www.upc.edu/web/GREC PROYECTO AIBO : www.ouroboros.org PREMIO: www.aibo-does-daftpunk.com