Por qué los robots necesitan reflejos

Los reflejos protegen nuestros cuerpos, por ejemplo, cuando sacamos la mano de una estufa caliente. Estos mecanismos de protección también pueden ser útiles para robots. En esta entrevista, el prof. Sami Haddadin y Johannes Kühn, de la Escuela de Robótica e Inteligencia de Máquinas de Munich (MSRM) de la Universidad Técnica de Munich (TUM), explican por qué ‘dar en la mano’ a los encuestados puede sentar las bases para el trabajo del futuro.

En su artículo publicado en Informes científicos, describe una configuración experimental en la que a las personas se les dio una palmada en la mano, para probar sus reflejos …

Kühn: Sí, puede decirlo de esa manera. En nuestro estudio, en colaboración con el Imperial College de Londres, el elementos de prueba necesitaba reflejos para protegerlos de dos diferentes dolor fuentes: primera mejilla a mano. Y al estirar la mano y el brazo fuera del peligro, también tenían que evitar el obstáculo del codo. Analizamos la retirada de su mano y descubrimos que era un movimiento muy coordinado.

También hemos observado que el dolor esperado por una persona moldea reflejo: Si sé que el objeto detrás de mí me dolerá como un golpe en los dedos, retiraré la mano de manera diferente a cuando sé que el objeto no dolerá.

¿Cómo podría un experimento tan aparentemente simple contribuir al desarrollo de máquinas inteligentes de alta tecnología como los robots?

Haddadin: La gente tiene habilidades fascinantes. Puedes hablar sobre inteligencia incorporada en El cuerpo humano es esencial para la supervivencia. El reflejo protector está en el centro de esto. Imagínese la situación clásica de “mano sobre una estufa caliente”. Sin pensar, retiramos la mano tan pronto como la piel siente calor. Hasta ahora, los robots no tienen este tipo de reflejos. Sus reacciones a las colisiones inminentes son bastante irreflexivas: simplemente se detienen y no se mueven hasta que la persona actúa.

Esto puede tener sentido en algunas situaciones. Pero si el robot simplemente dejaba de moverse cuando tocaba la estufa caliente, obviamente tendría consecuencias fatales. Por lo tanto, en MSRM, estamos interesados ​​en desarrollar mecanismos reflejos autónomos e inteligentes como parte, por así decirlo, del sistema nervioso central de los robots. La gente es nuestra modelos a seguir. ¿Cómo funcionan sus reflejos y qué podemos aprender de ellos al crear robots inteligentes?

¿Qué lecciones puedes aprender del experimento de desarrollo de robots?

Kühn: Hemos aprendido en detalle cómo funciona el movimiento reflejo: la forma en que las personas coordinan un reflejo puede verse como lanzar un brazo hacia adelante, en cierto sentido, para acelerar la retirada del reflejo. mano. Este principio se puede aplicar al desarrollo de movimientos reflejos en robots humanoides, con una señal enviada a una parte del robot para influir en el movimiento de otra.

Este conocimiento también ayudará en el diseño de prótesis robóticas que se espera que funcionen de manera “similar a la humana”.

Mencionaste que el “dolor anticipado” jugó un papel en tu experimento. ¿Los robots también deberían poder predecir el dolor?

Kühn: Eso sería una gran ventaja. Esto ayudaría a clasificar las posibles colisiones en función de los niveles de peligro y a planificar acciones para evitarlas si fuera necesario. Esto garantizaría no solo la seguridad del robot.

Si un robot pudiera predecir el dolor humano, podría intervenir en una situación peligrosa para evitar que la persona experimente ese dolor.

¿Tendrían que aprender los robots a sentir dolor de la misma forma que los humanos?

Haddadin: No. Nuestra percepción del dolor es muy compleja y emocional. Así que no podemos compararlo con el “sentimiento de dolor” humano. Los robots son herramientas, no criaturas vivientes. El dolor artificial no es más que una señal técnica basada en datos de varios sensores. En MSRM, ya hemos desarrollado el mecanismo reflejo inicial para robots basado en ‘dolor artificial’. Al tocar objetos calientes o afilados, los nuestros robot retiró la mano en un movimiento reflexivo.

¿Cuáles son sus próximos pasos hacia un robot con un reflejo de defensa completamente desarrollado?

Haddadin: Un gran desafío en el nuestro alcance de la investigación entre el hombre y las máquinas es que todavía solo tenemos una comprensión básica de nuestro modelo a seguir: el sistema reflejo humano, que trabaja con los mecanismos de aprendizaje sensoriomotor del complejo aparato motor neuromecánico. Y ese es el emocionante desafío científico: con todas las incógnitas, mejorar continuamente las habilidades inspiradas en los humanos de nuestras máquinas inteligentes, mientras usamos lo que hemos aprendido para comprender mejor cómo funcionan los humanos. Básicamente, podemos decir que ha estado sucediendo desde la época de Leonardo Da Vinci y continuará durante muchos años.