Machina Speculatrix

O francês Ambroise Paré (1517-1590), que chegou a ser Primeiro Cirurgião do Rei, começou como cirurgião de batalha, tentando remendar os que eram estropiados no ofício da guerra. Uma das tarefas que executava com frequência era a amputação de membros, em que se tornou exímio (para bem dos desgraçados, porque mais vale ser bem amputado do que mal amputado, é claro). Com espírito científico, observava a evolução dos seus pacientes, tendo sido o primeiro a dar (em 1551) uma descrição medicamente apropriada da síndroma do membro fantasma: os pacientes continuam a sentir dor no membro amputado (na parte amputada, que já lá não está) muito tempo após a amputação.
A evolução do seu interesse levou-o a propor a construção de membros artificiais. A ilustração seguinte é retirada das suas Obras, publicadas em Paris em 1585. Encontra-se na página 916 e contém uma antecipação do que, séculos mais tarde, seriam os princípios de construção de uma mão artificial.


(Clicar para aumentar.)

Um dos exemplares mais recentes de mãos artificiais muito desenvolvidas é a que se ilusta de seguida.

Com esta mão como prótese é suposto que um amputado seja capaz de fazer o seu próprio nó de gravata. Se pensam que é pouca coisa, experimentem, mesmo com as vossas mãozinhas originais... Essa capacidade deve-se a algumas características que ficam ilustradas na figura seguinte.

Trata-se de uma realização da Touch Bionics, que vende estas mãos pela módica quantia de 18.000 dólares americanos... cada.

Um exercício que vos propomos é comparar a descrição que Paré dá do seu projecto de mão artificial e o enunciado de características constante da descrição acima da prótese construída pela Touch Bionics.

(As pistas todas para esta posta vieram do blogue Neurophilosophy.)

Há algum tempo publicámos aqui uma série de notas sobre o programa ELIZA, criado por Joseph Weizenbaum no MIT entre 1964 e 1966:

ELIZA, o seu psicoterapeuta automático para este fim de semana;
O "teste de Turing" e o psicoterapeuta automático;
Uma consulta de ELIZA;
O mecanismo interno de ELIZA;
O que os computadores podem mas não devem fazer;
Onde ELIZA leva à questão ética.

O programa ELIZA "estabelecia uma conversa" em linguagem natural (inglês) entre um computador e um utilizador humano. Na versão mais conhecida e usada pelo seu criador para efeitos de demonstração, a máquina programada desempenha o papel de um psicoterapeuta rogeriano. Um dos elementos de credibilização do sistema consiste precisamente no pressuposto de que um psiquiatra dessa escola incentivará o seu paciente a esclarecer todas as suas afirmações, devolvendo sistematicamente as suas falas com pedidos de melhor esclarecimento sobre os tópicos suscitados. O utilizador do sistema escreve as suas “falas” no teclado e recebe respostas também escritas com tempos de reacção que não desmentem a humanidade do interlocutor. São relatadas as mais diversas histórias acerca da forma espantosa como muitas pessoas, interagindo com este programa, se convenciam de que estavam a conversar com um psicoterapeuta. Por exemplo, uma das secretárias do sector onde Weizenbaum trabalhava terá chegado a pedir aos circunstantes que a deixassem a sós com o “psicoterapeuta” para poder falar com a necessária privacidade.

Weizenbaum explicou ter escolhido o psicoterapeuta como o seu “personagem” porque a entrevista psiquiátrica lhe pareceu um dos poucos exemplos de comunicação em linguagem natural com dois intervenientes em que parece natural, para uma das partes, a pose de quase completa ignorância acerca do mundo real. Quando um paciente diz “Fui dar uma grande volta de barco” e o psiquiatra responde “Fale-me de barcos”, não pensamos que ele seja ignorante acerca de barcos, mas que ele tem algum objectivo em mente para orientar a conversa desse modo.
Weizenbaum é muito claro ao afirmar: os pressupostos são lá postos pelo humano; quem atribui conhecimento e inteligência ao seu interlocutor é o humano. Neste caso, o autor do programa é completamente transparente: mostra toda a operação interna do ELIZA e explica que, além dos truques relativamente simples que lá colocou, tudo o resto é fornecido pelo humano utilizador. A este fenómeno de atribuição de "humanidade" ao agente artificial passou a chamar-se "o efeito ELIZA".

Voltamos a lembrar estas coisas porque SEEDMagazine publicou recentemente uma matéria que lida com o "efeito ELIZA": RISE OF ROBOETHICS: Grappling with the implications of an artificially intelligent culture. Vale a pena ler.
Junto com o texto vêm as ligações para uma série de vídeos que exemplificam os trabalhos que se desenvolvem actualmente para implementar interacções "de tipo humano" (com "emoções artificiais" e com linguagem, nomeadamente) entre humanos e robots. Alguns dos exemplos são os seguintes:

Aqui, o bebé-robot Kismet "diz" a frase "Do you really think so?" com o que se pretende serem diferentes expressões faciais e vocais:





Aqui, o robor Leo "aprende" o que é isso de "ligar os botões todos":

Aqui, o robot Jules "fala" com vocabulário emocional:

Aqui, o Babybot aprende a lidar com certos objectos:

O melhor é começar já a preparar as suas emoções para lidar com parceiros robóticos!

Vamos dizer as coisas desta forma simples: para fazermos a nossa vida normal, com a capacidade de nos movermos das inúmeras maneiras que são necessárias aos mais pequenos gestos do nosso mais banal quotidiano, precisamos de que o cérebro e os nossos órgãos motores estejam devidamente conectados. É que o cérebro "comanda" os músculos que fazem mover as diferentes partes do nosso corpo. A espinal medula liga o cérebro à rede de nervos que, por sua vez ligados aos músculos por todo o corpo, fazem mover os membros. Na imagem seguinte temos uma representação geral das ligações do sistema nervoso central aos músculos.

(imagem de Gerard J. Tortora, Principles of Human Anatomy (oitava edição), 1999, John Willy & Sons Inc., New York, online no Journal of Young Investigators )

Ora, certas lesões afectam essas ligações, provocando várias formas de paralisia (incapacidade de controlar - de "mandar mexer" - certas partes do corpo). A imagem seguinte mostra como pode variar a extensão dessa paralisia (até à mais generalizada, quando se diz que a pessoa está tetraplégica).

(imagem de http://www.humanillnesses.com/original/Pan-Pre/Paralysis.html)

Até há algum tempo a estratégia padrão para tentar recuperar destas situações consistia em procurar reconstruir as ligações, reconstruir as fibras nervosas afectadas que tinham "cortado a ligação" entre diferentes partes do sistema. Como é sabido, isso não é possível em muitos casos.

Mas há alguns anos que vem sendo desenvolvida outra abordagem. Em linhas gerais essa abordagem consiste no seguinte: tentar ligar directamente os centros cerebrais responsáveis pelo controlo do movimento a algum dispositivo que implemente a acção motora, sem passar pelas ligações normais do sistema nervoso. Isto é: como a paralisia resulta de uma interrupção das ligações entre o "comando" e os "executores" do movimento, tenta-se ligar directamente o "comando" (zonas do cérebro que dirigem o movimento) a algum órgão (artificial) que execute o movimento desejado.

Esses estudos de "controlo mental" começaram por ser feitos em animais não humanos, nomeadamente roedores e macacos. No seu aspecto geral, tal como tem vindo a ser investigada, a ideia é muito simples: quando "pensamos" em fazer qualquer movimento com a mão (por exemplo), esse "pensar" consiste em (ou está associado" a) uma certa actividade do cérebro, em certas zonas específicas do cérebro; essa actividade normalmente comanda certas partes do corpo, sendo que esses comandos são sinais enviados através do sistema nervoso; se se conseguir captar esses sinais de comando e endereçá-los a um dispositivo artificial, o pensamento pode comandar directamente um mecanismo exterior ao corpo.

Bom, o cérebro não comanda esses mecanismos artificiais directamente, "sem fios": há um "interface cérebro-computador", o qual capta sinais de actividade cerebral na superfície da cabeça (para isso implantam-se eléctrodos como se se estivesse a fazer um exame conhecido como Electro-Encefalograma) e esses sinais são captados por um computador que os endereça à acção pretendida. Numa experiência com macacos, por exemplo, um macaco olha para o monitor de um computador e, ao "pensar" em fazer certa coisa com os objectos que vê no monitor, alcança mesmo o resultado em que está a pensar. Vejamos um pouco mais em pormenor.

Numa fase inicial, o macaco olha para dois objectos no monitor e pode fazer duas coisas com eles: aproximá-los ou afastá-los, aumentar ou diminuir o tamanho de cada um. Isso é feito actuando sobre um "joystick", movendo-o de um lado para outro ou apertando-o com mais ou menos força. Nesta fase, o macaco usa a "ligação normal": são as suas mãos que executam o que o cérebro pensa, e é o que as suas mãos fazem que produz um resultado mecânico. Depois desta fase de treino, o controlo do que se passa no monitor passa para o interface cérebro-computador: a actividade de uma pequena região da rede neuronal do macaco é captada, enviada para o computador, interpretada pelos modelos da actividade normal do cérebro do mesmo indivíduo, sendo depois enviados (pelo computador) comandos para o que se passa no monitor. O macaco, mesmo nesta fase, começa por continuar a usar o "joystick", mas abandona-o quando percebe que produz os mesmos resultados apenas com o pensamento.

(imagens de Carmena et al., "Learning to Control a Brain-Machine Interface for Reaching and Grasping by Primates", in PLoS Biology, 1(2), (2003), pp. 1-16)

Ora, esta forma de "controlo mental" das competências motoras tem outras aplicações interessantes, agora com humanos.

Seja o caso de um tetraplégico (quase totalmente paralisado, cf. figura mais atrás) que pretenda deslocar-se com uma certa autonomia em cadeira de rodas. Isso é possível: há cadeiras de rodas controladas com o queixo ou soprando num tubinho. Mas isso é difícil e cansativo e, portanto, de uso limitado. Começou a desenvolver-se uma alternativa baseada em "controlo mental": um "barrete de eléctrodos" a envolver o crânio capta os sinais eléctricos típicos de certas actividades cerebrais (os sinais que se captam nos electro-encefalogramas); a pessoa pensa em dar certos comandos à cadeira de rodas (avança, vira para a esquerda); essa actividade cerebral é captada pelo "barrete de eléctrodos" e interpretada por um computador; daí resulta a transmissão dos comandos apropriados para o motor da cadeira de rodas. Já há algum anos que, no esforço para implementar este processo, se tinha conseguido que uma pessoa desse certas instruções (avança, vira à esquerda, vira à direita) a um robot com rodas, apenas por "controlo mental". (Mais sobre isto na NewScientist. )

Mais recentemente conseguiu-se que uma pessoa paralisada, que normalmente se desloca em cadeira de rodas, interaja com um ambiente virtual.

O indivíduo é colocado numa sala de ambiente virtual, com o cenário projectado em frente, no chão e nas paredes. O objectivo é que ela comande a cadeira de rodas de forma a ir avançando e parando ao pé de "pessoas virtuais" para as cumprimentar. O controlo da cadeira é feita por "controlo mental", como descrito anteriormente. Assim, embora em ambiente virtual, a pessoa tem a sensação de se deslocar no mundo apenas devido à "força dos seus pensamentos". Nada disto está ainda em condições de generalizar ao dia a dia, mas é, sem dúvida, um exemplo maravilhoso de como as "ciências do artificial" (computadores, programas, ambientes virtuais, …) podem ser interessantes para os humanos tão naturais. (Mais sobre isto na NewScientist. A imagem acima é do mesmo sítio.) O vídeo abaixo ilustra esta experiência.

Quando, a partir do programa ELIZA e das interpretações que dele se fizeram, Weizenbaum se põe a reflectir sobre o papel das máquinas programadas na sociedade dos humanos, o seu ponto central é este: certos objectivos e propósitos humanos não devem ser delegados nos computadores, independentemente de isso ser ou não ser tecnicamente possível; em certos domínios, o desenvolvimento do poder dos computadores é moralmente repugnante.

Há uma área de aplicações que é simplesmente obscena: substituir um humano por um computador numa função que careça de respeito interpessoal, de compreensão ou de amor. Exemplos: um psicoterapeuta, um juiz. Nesta categoria incluem-se também as aplicações que “representam um ataque à vida”, como seja um projecto (então em vista) para ligar o cérebro e o sistema visual de um animal a um computador. Outra área de aplicações computacionais deve ser evitada, ou pelo menos desenvolvida com particular atenção, devido aos efeitos indirectos que pode despoletar. O exemplo dado é o do reconhecimento automático da fala, porque isso facilitaria aos governos o controlo das comunicações entre os cidadãos, com uma eficácia sem precedentes e com a consequente invasão de privacidade.

O ponto, para Weizenbaum, é que a relação dos humanos com o mundo é específica à condição humana. Mesmo que uma máquina possa ser suficientemente desenvolvida para ser considerada um tipo de animal (por exemplo, sentindo e agindo sobre o ambiente, sendo modificada pelas suas experiências no mundo, adquirindo algum tipo de sentido de si), mesmo assim cada espécie é socializada de uma determinada maneira. Os humanos tornam-se humanos em sentido pleno sendo tratados como seres humanos por outros humanos (por exemplo, sendo alimentados, protegidos e acarinhados desde a mais tenra infância) – e esse processo, que depende largamente de termos corpo, não é transferível “por programação” para uma máquina. Qualquer inteligência da máquina é uma inteligência que nos é estranha, porque os problemas da máquina não são os nossos problemas, escreve Weizenbaum em 1976.

A questão, para Weizenbaum, é ética: ele não pode admitir a pergunta que McCarthy um dia lhe fez: “O que é que um juiz sabe que não possamos ensinar a um computador?” – porque a resposta implícita era “Nada!”.

Logo em 1976 Weizenbaum viu aspectos importantes do problema. Em alguns aspectos a sua perspectiva ética já terá talvez sido derrotada (provisoriamente?). Mas o ponto continua a merecer reflexão.

Em 1976, Joseph Weizenbaum publica Computer Power and Human Reason. Um dos pontos de partida dessa obra é o seu programa ELIZA e as reacções que o programa provocou - e que o chocaram.

Primeiro, muitas pessoas usando o programa envolviam-se emocionalmente na situação, como se estivessem mesmo a consultar um psiquiatra, chegando ao ponto de querer ter privacidade para os seus “diálogos” (o que aconteceu com a própria secretária do programador, apesar de ela “saber” perfeitamente quem tinha feito o ELIZA).
Segundo, aparecerem psiquiatras no activo a sugerir seriamente que o ELIZA podia ser desenvolvido para ser transformado numa forma automática de psicoterapia. Um dos exemplares mais notáveis é K.M. Colby, que desenvolveu ainda nos anos 1960 programas de análise da neurose, começando com um programa que “tratava” de uma mulher que acreditava que o seu pai a tinha abandonado, mas não aceitava conscientemente que o odiava por isso.
Terceiro, muitos investigadores consideravam que o ELIZA abria uma via promissora para a resolução do problema da compreensão da linguagem natural pelos computadores.

Este conjunto de reacções ao ELIZA, atribuindo maravilhas à sua obra que ele próprio negava veementemente, levou Weizenbaum a interessar-se pelos problemas suscitados pela facilidade com que as pessoas fazem atribuições extraordinárias a uma tecnologia que não compreendem. Postas as coisas nesses termos, não lhe basta a questão “técnica” de saber o que os computadores serão ou não serão capazes de fazer: quer averiguar a questão mais central de saber o que os computadores devem ou não devem ser autorizados a fazer em substituição dos humanos. A sua resposta é clara: certas áreas da acção humana não devem ser entregues nunca à máquina.

Amanhã veremos o seu argumento um pouco mais em pormenor.

O esquema básico do funcionamento do ELIZA era simples: na frase inserida pelo utilizador era procurada uma palavra-chave; a cada palavra-chave correspondia um conjunto de regras de decomposição e uma delas era aplicada para transformar a frase numa sequência de palavras manipulável pelo programa; sobre essa sequência era aplicada uma das regras de recomposição associadas à mesma palavra-chave, de modo a produzir a sequência de palavras que constitui a resposta do computador. O programa variava as respostas: não usava sempre as mesmas regras de decomposição e de recomposição para ocorrências diferentes da mesma palavra-chave. Um exemplo é o seguinte:(Clicar sobre a caixa para obter uma imagem aumentada e mais nítida.)

O programa dispõe de um dicionário de palavras-chave, que permite determinar se alguma das palavras contidas numa frase inserida pelo utilizador é uma palavra-chave. O utilizador pode inserir, de uma só vez, mais do que uma frase ou uma frase composta, mas o ELIZA só pode transformar uma frase simples de cada vez. Por isso, quando analisa uma inserção do utilizador e encontra uma vírgula ou um ponto final, se já encontrou até aí uma palavra-chave ignora tudo o que aparece a seguir a esse sinal de pontuação; se ainda não encontrou nenhuma palavra-chave, apaga tudo o que “lera” até aí e concentra-se no restante. Se numa entrada não encontra nenhuma palavra-chave, o ELIZA ou retoma um tópico anterior ou responde com uma frase do género “Porque é que pensa assim?”, destinada a ter cabimento em qualquer contexto.


Weizenbaum explica que escolheu o psicoterapeuta como o seu “personagem” porque a entrevista psiquiátrica lhe pareceu um dos poucos exemplos de comunicação em linguagem natural com dois intervenientes em que parece natural, para uma das partes, a pose de quase completa ignorância acerca do mundo real. Quando um paciente diz “Fui dar uma grande volta de barco” e o psiquiatra responde “Fale-me de barcos”, não pensamos que ele seja ignorante acerca de barcos, mas que ele tem algum objectivo em mente para orientar a conversa desse modo.


Weizenbaum é muito claro ao afirmar: os pressupostos são lá postos pelo humano; quem atribui conhecimento e inteligência ao seu interlocutor é o humano. Neste caso, o autor do programa é completamente transparente: mostra toda a operação interna do ELIZA e explica que, além dos truques relativamente simples que lá colocou, tudo o resto é fornecido pelo humano utilizador.


Amanhã veremos as reflexões que ELIZA mereceu a Weizenbaum alguns anos mais tarde.

O programa ELIZA, desenvolvido por Joseph Weizenbaum no MIT entre 1964 e 1966, estabelece um conversa em linguagem natural (inglês) entre um computador e um utilizador humano.

Na versão mais conhecida e usada pelo seu criador para efeitos de demonstração, a máquina programada desempenha o papel de um psicoterapeuta rogeriano. Um dos elementos de credibilização do sistema consiste precisamente no pressuposto de que um psiquiatra dessa escola incentivará o seu paciente a esclarecer todas as suas afirmações, devolvendo sistematicamente as suas falas com pedidos de melhor esclarecimento sobre os tópicos suscitados. O utilizador do sistema escreve as suas “falas” no teclado e recebe respostas também escritas com tempos de reacção que não desmentem a humanidade do interlocutor. Um exemplo de “conversa”, fornecido pelo próprio Weizenbaum, é apresentado na caixa abaixo. (Clicar sobre a caixa para obter uma imagem aumentada e mais nítida.)

São relatadas as mais diversas histórias acerca da forma espantosa como muitas pessoas, interagindo com este programa, se convenciam de que estavam a conversar com um psicoterapeuta. Por exemplo, uma das secretárias do sector onde Weizenbaum trabalhava terá chegado a pedir aos circunstantes que a deixassem a sós com o “psicoterapeuta” para poder falar com a necessária privacidade.

Amanhã veremos como funcionava o programa.

Na posta anterior sugerimos que se consultassem com o "psicoterapeuta" ELIZA, um velhinho programa de computador. Vamos agora (hoje e nos dias seguintes) enquadrar o significado dessa experiência na história das ciências do artificial.

Num artigo de 1950 o matemático Alan Turing lança uma forma muito particular de reflexão acerca da relação entre mente e máquina.

Querendo considerar a questão "as máquinas pensam?", mas considerando-a, nessa forma, uma questão "demasiado desprovida de sentido para merecer discussão", Turing propõe-se expressá-la noutra forma. Para isso introduz o "jogo da imitação". Sejam três pessoas: A, um homem; B, uma mulher; C, um interrogador humano que permanece numa sala separada de A e B. O objectivo do jogo é: para o interrogador, determinar, com base nas perguntas que dirige a A e a B e nas respostas obtidas, qual é o homem e qual é a mulher; para a mulher, ajudar o interrogador (dizendo a verdade); para o homem, enganar o interrogador, fazendo-o crer ser ele a mulher. Para que o tom de voz de A ou de B não ajude o interrogador, as respostas ser-lhe-ão transmitidas por telétipo.

Agora, a questão "as máquinas pensam?" pode ser substituída pela questão seguinte, relativa a um particular computador digital C: "É verdade que, modificando esse computador para ter uma capacidade de memória adequada, aumentando satisfatoriamente a sua velocidade de trabalho e fornecendo-lhe um programa apropriado, podemos fazer com que C desempenhe satisfatoriamente o papel de A no jogo da imitação, sendo o papel de B desempenhado por um homem?". De acordo com a distribuição de papéis no jogo, o desempenho satisfatório do computador diz respeito à capacidade para evitar que o interrogador o identifique como tal.

Nesta segunda fase do jogo, tanto o homem como o computador imitam uma mulher. No entanto, tanto Turing no resto do artigo, como a maioria dos comentadores, ignoram o aspecto "género" da questão. Em geral, o jogo é entendido como dizendo respeito à capacidade de uma máquina para, quanto à sua inteligência expressa no comportamento "escrever em linguagem natural", se fazer passar por um humano quando apreciado precisamente por um humano.

A "aposta" de Turing é então explicitada: por volta do ano 2000 haverá computadores que jogarão tão bem o jogo da imitação que um interrogador humano médio não terá mais do que 70% de hipóteses de fazer uma identificação correcta após 5 minutos de interrogatório, de tal modo que alguém que fale em máquinas pensantes não correrá o risco de ser contraditado. A variadas formas do desafio criado por esta aposta passou a chamar-se "o teste de Turing".

Uma área de desenvolvimento do teste de Turing é a implementação de robots de software que "conversam" com humanos. Várias competições cujo objectivo é passar versões do teste de Turing têm sido organizadas. Talvez a mais famosa seja a que começou a ser organizada em 1991 por Hugh Loebner. Na edição de 1991, além de vários programas terem sido julgados humanos, também aconteceu um humano (que tinha um conhecimento fora do comum da obra de Shakespeare) ser tomado por um programa de computador. Muitos programas deste género seguem o modelo do ELIZA, precisamente o programa que estamos a analisar nesta série de notas.

Amanhã diremos mais sobre o ELIZA.

Um dos temas deste blogue (como se lê no cabeçalho) é filosofia da ciência (o que, para nós, também passa por alguma história). Designadamente, no que toca a uma família de abordagens científicas a que chamamos "ciências do artificial". Sim, computadores e essas coisas, especialmente quando querem pô-los a imitar ou a emparceirar com os humanos.
Nesse quadro, vamos de seguida (nos próximos dias) deixar algumas notas acerca de um dos episódios mais curiosos da história da Inteligência Artificial. É uma história da década de 1960 e envolve um psicoterapeuta automático, quer dizer, um computador programado de forma a "fazer de conta" que é um psicoterapeuta.
O ELIZA, o tal programa, deve "conversar" numa língua natural (neste caso, o inglês) com um humano, sendo que o humano deve comportar-se como se estivesse numa consulta expondo os seus problemas do foro psíquico. E deve obter, do ELIZA, o comportamento correspondente ao do psicoterapeuta.
Diremos mais sobre isto para a semana, mas para já deixamos duas versões do ELIZA que estão disponíveis na rede.

Clicar aqui para ir à consulta com ELIZA (versão A)

Clicar aqui para ir à consulta com ELIZA (versão B)

Para interagir com qualquer das versões deste psicoterapeuta automático:
- escreva a sua frase (com pontação) no espaço respectivo e fala ENTER;
- tem de escrever em inglês;
- procure escrever frases completas, ou até mais do que uma frase completa de cada vez;
- tente adoptar o estilo (nomeadamente os temas) de quem está a falar com o seu psicoterapeuta.
Se quer obter algo interessante, não vale a pena tentar enganar a máquina: isso é fácil e só dará resultados pobres. Tente colaborar com a máquina. Não estamos a tentar convencê-lo de que ela funciona bem: apenas queremos proporcionar a experiência de interacção com um exemplar histórico da saga da Inteligência Artificial.
Um exercício interessante poderia ser tentar as mesmas "falas" nas duas versões e comparar os resultados.

E, quanto ao resto, para a semana falamos.

Alguém me pergunta porque não informo aqui da saída recente do meu livro A Cibernética. Onde os Reinos se Fundem. Muito bem. Então, aqui vai. Acabou de sair nas Edições Quasi, Biblioteca Os Dragões do Éden, Série Histórias da Ciência. Podem descarregar-se dois ficheiros com a introdução e o índice (tal como apareciam nas últimas provas).

Clicar aqui para descarregar o Índice .

Clicar aqui para descarregar a introdução.

Abaixo pode ver-se a capa.

Comprem! Comprem!

Continuamos (e terminamos) a explicação do que vem a ser isso de "Machina Speculatrix".


As entranhas electromecânicas anteriormente descritas traduzem-se num reportório de comportamentos das "tartarugas": exploração; fototropismo positivo; fototropismo negativo; evitamento de obstáculos.

No decurso do comportamento de exploração, o motor de tracção está a meia velocidade, fazendo avançar a máquina devagar na direcção em que esteja a roda da frente. O motor de direcção está na máxima velocidade, fazendo rodar continuamente a estrutura frontal, que inclui a roda motora – há por isso uma mudança contínua de direcção – e a célula fotoeléctrica, que assim está sempre a “esquadrinhar” o ambiente. A combinação de movimento linear e rotação confere uma trajectória cicloidal à máquina. Este comportamento ocorre no escuro ou enquanto não houver luz suficiente para activar a célula fotoeléctrica.

O comportamento de fototropismo positivo tem lugar quando, na presença de uma fonte de luz moderada, a célula fotoeléctrica é activada e o motor de direcção deixa de receber corrente (pelo que não pode fazer rodar a estrutura central, mantendo-se assim inalterada a direcção e a posição do “olho”). O motor de tracção recebe corrente máxima e acelera a máquina em direcção à fonte luminosa detectada. Frequentemente, porém, no momento em quer a célula fotoeléctrica capta luminosidade a máquina não está virada exactamente para a fonte luminosa. O desvio progressivo daí resultante acaba por reduzir a intensidade da luz recebida abaixo de um determinado limiar. Provoca desse modo uma passagem ao comportamento de exploração, que resulta numa reorientação e regresso ao comportamento de fototropismo positivo (o que pode repetir-se várias vezes).

O comportamento de fototropismo negativo tem lugar quando a máquina se aproxima muito da fonte luminosa e a célula fotoeléctrica é impressionada acima de um certo limiar. Nessas circunstâncias, o motor que faz rodar a direcção passa a trabalhar a meia corrente e o motor de tracção opera à velocidade máxima, provocando uma “fuga” da fonte luminosa.

O comportamento de evitamento de obstáculos é despoletado quando a carapaça da “tartaruga” toca num obstáculo e o desequilíbrio resultante faz com que ela toque nos sensores de contacto. Isso provoca uma alteração no circuito eléctrico, fazendo com que passe a funcionar como um oscilador, abrindo e fechando os relés 1 e 2 alternada e rapidamente (fazendo alternar o funcionamento dos dois motores). Isso faz com que a máquina vire, recue e avance repetidamente, por vezes empurrando mesmo o obstáculo. Enquanto está nesta condição, a máquina não reage à luz (enquanto funciona como oscilador, o circuito eléctrico é praticamente insensível a outros sinais). Esta condição dura, de cada vez, cerca de um segundo.

Poucos anos depois de ter construído as suas primeiras “tartarugas”, Grey Walter fornece uma elaboração dos princípios da sua investigação com vista a uma “imitação” razoável de um animal simples. Nessa altura acrescenta mais alguns comportamentos aos seus “animais artificiais”. Por exemplo, o auto-reconhecimento e o reconhecimento mútuo entre dois animais artificiais, que se explica como segue.

Comportamento de auto-reconhecimento. Uma vez que são dotadas de uma lâmpada piloto (que só permanece acesa quando funciona o motor de direcção), as “tartarugas” desenvolvem um comportamento de auto-reconhecimento. Quando, com a lâmpada acesa, enfrentam um espelho, dirigem-se para a fonte luminosa que assim detectam. Uma vez que passam ao comportamento de se dirigirem directamente para a luz, o motor de direcção pára e a lâmpada apaga-se. Como a lâmpada se apaga, cessa o comportamento de tropismo positivo e volta a funcionar o motor de direcção, para recomeçar a exploração. Com o motor de direcção de novo a funcionar, a lâmpada acende-se de novo – e recomeça o ciclo. E assim sucessivamente. Walter diz que isto é um comportamento de auto-reconhecimento, de que mesmo muitos animais superiores não são capazes.

Comportamento de reconhecimento mútuo. Pelo mesmo mecanismo descrito anteriormente, duas “tartarugas” desenvolvem um comportamento “social” específico da sua “espécie”. Trata-se de um “desejo” que não pode ser consumado: cada “tartaruga” vê a lâmpada da outra e dirige-se para ela, mas quando está nesse comportamento (tropismo positivo) apaga a sua lâmpada e, assim, desorienta a outra.

Grey Walter também considera que os seus animais artificiais zelam pela sua própria sobrevivência. Sendo as tartarugas “alimentadas” por baterias, existe uma “cabana” onde está o recarregador de baterias. Essa “cabana” está sinalizada por uma luz intensa. Durante a operação normal, as “tartarugas” não se aproximam muito desse local (fototropismo negativo) – mas, quando as baterias descarregam para lá de um certo ponto, o comportamento dos circuitos eléctricos é modificado de modo que “a moderação dá lugar ao apetite”: a máquina dirige-se à luz intensa, entra na cabana, liga-se ao recarregador de baterias, os motores e os sensores são desligados e só voltam à operação normal depois de ter terminado o período de “refeição” das “tartarugas”.

Grey Walter, com os seus “animais artificiais”, opunha-se ao nascente império dos computadores electrónicos digitais como instrumento para realizar uma “Inteligência Artificial”. Pioneiro da robótica inspirada na biologia, Walter descarta, como desinteressantes para a investigação que prosseguia, os computadores. Os computadores, tal como os autómatos baseados em “mecanismos de relojoaria”, são vistos como máquinas de “comportamento predestinado” ao estilo do século XIX, cujo comportamento está limitado a uma série de movimentos planeados com antecedência. A variedade de movimentos proporcionada pela programação não dota a máquina de qualquer autonomia, de qualquer movimento espontâneo, de qualquer forma de auto-regulação. Walter, que pertencia ao círculo dos cibernéticos britânicos, critica aos cibernéticos americanos neste ponto. Escreve Walter que a programação de máquinas para fins específicos pode resultar em máquinas muito úteis, capazes de suplantar o humano em certos trabalhos – mas essas máquinas não serão de interesse para o fisiologista e nada nos ensinarão sobre o cérebro. Em seu entender, era tempo de começar a pensar em máquinas que, além de responderem “sim” ou “não” ou vomitarem séries numéricas (como os computadores), também soubessem responder “talvez” (como as suas tartarugas, sem mecanismos de cálculo, apenas dotadas de mecanismos para comportamentos corporais).

Eis, pois, de onde vem a designação deste blogue, Machina Speculatrix. Esta muito actual encruzilhada entre natural e artificial será inspiração das nossas reflexões sobre as ciências do artificial – mas também não deixará de nos interrogar acerca daquilo que ameaça tornar-nos máquinas de carne no nosso próprio mundo.

[Para uma exposição mais técnica do que foi o trabalho de Grey Walter, pode aceder-se com facilidade ao seguinte texto: Owen HOLLAND, “Exploration and high adventure: the legacy of Grey Walter”, in Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Parte A, 361, pp. 2085-2121. Versão electrónica deste artigo no sítio http://www.journals.royalsoc.ac.uk/. ]

Vamos então cumprir a promessa de explicar de onde vem isto de Machina Speculatrix. Para começar, teremos um texto longo, tão longo que se espera não volte a repetir-se neste blogue – mas, deste modo, muito se explica da identidade deste espaço.

Machina Speculatrix eram “tartarugas electrónicas” construídas por Grey Walter no final dos anos 1940. As duas primeiras “tartarugas electrónicas” chamavam-se Elmer (ELectroMEchanical Robot) e Elsie (Electromechanical Light-Sensitive robot with Internal and External stability) e foram construídas em 1948 e 1949.

O que Grey Walter pretendia era fazer imitação científica da vida por meios artificiais, “electrobiologia”. A foto abaixo, mostrando o senhor e a senhora Walter, o filho de ambos e a “tartaruga” Elsie, levava a seguinte legenda: Ce couple a deux enfants dont un électronique.

Esta pretensão de familiaridade com os humanos inscreve-se na pretensão de que todos, tanto os “humanos naturais” como as “tartarugas artificias”, são animais. É por isto que Grey Walter é considerado um pioneiro da robótica inspirada na biologia.

Mas o que eram as tartarugas electrónicas? Cada Machina Speculatrix tinha a estrutura de um carrinho de três rodas, sendo que as rodas traseiras são passivas e a roda da frente é a responsável pela tracção e pela direcção. A aparência de “tartaruga” era dada por uma carapaça metálica que cobria praticamente todo o conjunto. A máquina era dotada de dois sensores (uma célula fotoeléctrica e um comutador mecânico sensível à pressão) e dois efectores (dois pequenos motores eléctricos, um responsável pela tracção e outro responsável pela direcção). O essencial do mecanismo eléctrico interno era constituído por duas válvulas amplificadoras e por dois relés. A imagem seguinte, onde a tartaruga aparece sem carapaça, dá uma ideia do interior da máquina.

Na parte anterior da “tartaruga” encontra-se uma estrutura vertical onde estão montadas algumas das peças mencionadas. No topo a célula fotoeléctrica, em baixo a roda motriz e o respectivo motor de tracção, ao meio uma lâmpada (que em funcionamento se vê através de uma abertura na carapaça) que acende sempre e apenas quando o motor de direcção está em funcionamento. A célula fotoeléctrica está alinhada com a roda da frente e encontrava-se protegida por uma “viseira” de tal modo que só recebia luz numa direcção. Esta estrutura vertical roda sobre si mesma comandada por uma roda dentada que por sua vez é movida pelo motor de direcção instalado no “corpo” do “carrinho”. Na parte superior do “corpo” do “carrinho”, muito próximo da carapaça quando esta esteja colocada, está montado um comutador mecânico com botões que funcionam como sensores de contacto: quando a “tartaruga” se encontra num plano inclinado ou choca com um obstáculo, a carapaça prime esses sensores. Como máquina eléctrica, a “tartaruga” é basicamente constituída por dois circuitos. O primeiro circuito controla a alimentação de cada um dos motores pela bateria. Este circuito é controlado por dois relés electromecânicos. O segundo circuito controla precisamente o funcionamento desses relés. O elemento central deste segundo circuito são duas válvulas electrónicas funcionando como amplificadores.

(Amanhã continuamos e terminamos esta explicação do que vem a ser isso de "Machina Speculatrix". Veremos, então, vários "comportamentos naturais" destes "animais artificiais".)