Los robots que son conscientes de sí mismos han sido forraje de ciencia ficción durante décadas, y ahora finalmente podemos estar acercándonos. Los seres humanos son únicos en poder imaginarse a sí mismos, imaginarse a sí mismos en escenarios futuros, como caminar por la playa en un día cálido y soleado. Los seres humanos también pueden aprender revisando experiencias pasadas y reflexionando sobre lo que salió bien o mal. Mientras que los humanos y los animales adquieren y adaptan su propia imagen a lo largo de su vida, la mayoría de los robots todavía aprenden usando simuladores y modelos proporcionados por humanos, o por laborioso, ensayo y error que consume mucho tiempo. Los robots no han aprendido a simularse a sí mismos como lo hacen los humanos.

Los investigadores de Columbia Engineering han logrado un gran avance en robótica al crear un robot que aprende lo que es, desde cero sin conocimientos previos de física, geometría, o dinámica motora. Inicialmente el robot no sabe si es una araña, una serpiente, un brazo, no tiene idea de cuál es su forma. Después de un breve período de "balbuceo, "y en aproximadamente un día de informática intensiva, su robot crea una auto-simulación. Luego, el robot puede usar ese auto-simulador internamente para contemplar y adaptarse a diferentes situaciones, manejar nuevas tareas así como detectar y reparar daños en su propio cuerpo. El trabajo se publica hoy en Ciencia Robótica .

Hasta la fecha, Los robots han operado haciendo que un humano modele explícitamente al robot. "Pero si queremos que los robots se vuelvan independientes, adaptarse rápidamente a escenarios imprevistos por sus creadores, entonces es fundamental que aprendan a simularse a sí mismos, "dice Hod Lipson, profesor de ingeniería mecánica, y director del laboratorio Creative Machines, donde se realizó la investigación.

Para el estudio, Lipson y su Ph.D. El estudiante Robert Kwiatkowski usó un brazo robótico articulado de cuatro grados de libertad. Inicialmente, el robot se movió al azar y recogió aproximadamente mil trayectorias, cada uno comprende cien puntos. Luego, el robot utilizó el aprendizaje profundo, una técnica moderna de aprendizaje automático, para crear un modelo de sí mismo. Los primeros modelos de uno mismo eran bastante inexactos, y el robot no sabía lo que era, o cómo estaban conectadas sus articulaciones. Pero después de menos de 35 horas de entrenamiento, el auto-modelo se volvió coherente con el robot físico hasta unos cuatro centímetros. El automodelo realizó una tarea de recoger y colocar en un sistema de circuito cerrado que permitió al robot recalibrar su posición original entre cada paso a lo largo de la trayectoria basándose completamente en el automodelo interno. Con el control de bucle cerrado, el robot pudo agarrar objetos en lugares específicos del suelo y depositarlos en un receptáculo con un 100% de éxito.

Incluso en un sistema de circuito abierto, que implica realizar una tarea basada íntegramente en el automodelo interno, sin ningún comentario externo, el robot pudo completar la tarea de recoger y colocar con una tasa de éxito del 44 por ciento. "Es como intentar tomar un vaso de agua con los ojos cerrados, un proceso difícil incluso para los humanos, "observó el autor principal del estudio, Kwiatkowski, un doctorado estudiante del departamento de informática que trabaja en el laboratorio de Lipson.

El robot de auto-modelado también se utilizó para otras tareas, como escribir texto con un marcador. Para probar si el modelo propio podría detectar daños en sí mismo, los investigadores imprimieron en 3D una parte deformada para simular el daño y el robot pudo detectar el cambio y volver a entrenar su propio modelo. El nuevo automodelo permitió al robot reanudar sus tareas de recoger y colocar con poca pérdida de rendimiento.

Lipson, quien también es miembro del Data Science Institute, señala que la auto-imagen es clave para permitir que los robots se alejen de los confinamientos de la llamada "IA estrecha" hacia habilidades más generales. "Esto es quizás lo que hace un niño recién nacido en su cuna, a medida que aprende lo que es, ", dice." Conjeturamos que esta ventaja puede haber sido también el origen evolutivo de la autoconciencia en los seres humanos. Si bien la capacidad de nuestro robot para imaginarse a sí mismo sigue siendo burda en comparación con los humanos, creemos que esta habilidad está en el camino hacia la autoconciencia de la máquina ".

Lipson cree que la robótica y la inteligencia artificial pueden ofrecer una nueva ventana al antiguo rompecabezas de la conciencia. "Filósofos, psicólogos, y los científicos cognitivos han estado reflexionando sobre la autoconciencia de la naturaleza durante milenios, pero han progresado relativamente poco, ", observa." Seguimos enmascarando nuestra falta de comprensión con términos subjetivos como 'lienzo de la realidad, "pero los robots ahora nos obligan a traducir estas nociones vagas en algoritmos y mecanismos concretos".

Lipson y Kwiatkowski son conscientes de las implicaciones éticas. "Self-awareness will lead to more resilient and adaptive systems, but also implies some loss of control, " they warn. "It's a powerful technology, but it should be handled with care."

The researchers are now exploring whether robots can model not just their own bodies, but also their own minds, whether robots can think about thinking.