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A Máquina da Criatividade de Stephen Thaler ou Experiências "Pós Mortem" de um Computador (MEC078)

Os projetos que envolvem Inteligência Artificial talvez sejam os mais polêmicos atualmente, quando pensamos nas conseqüências que eles podem ter na nossa vida futura. Se bem que ainda estejamos engatinhando no conhecimento do que ocorre no cérebro vivo para que possamos tentar montar um cérebro biônico ou artificial, existem alguns pesquisadores que estão dando passos bastante ousados em campos que chegam a beirar o paranormal ou místico, como o caso das pesquisas de Stephen Thaler de que falaremos neste artigo da série Biônica.

A "ficha técnica" de Stephen Thaler nos revela uma personalidade científica e inventiva acima da média. Ele escreveu mais músicas do qualquer outro compositor no mundo. Foi ele também que inventou a escova de dentes Oral-B e dispositivos que procuram na Internet mensagens de terroristas. Já descobriu substâncias mais duras que o diamante e "inventou" mais de 1,5 milhões de novas palavras em inglês. No campo da robótica seu trabalho com o treinamento de "robô-baratas" é bastante conhecido.

Thaler é o presidente e chefe executivo da Imagination Engines Inc, em Maryland, (www.imagination-engines.com) mas ele é apenas um elo de uma engenhosa estrutura capaz de inventar coisas fantásticas. O inventor real é um programa de computador chamado "Creativity Machine" ou "Máquina da Criatividade".

Segundo se comenta, o que Thaler fez foi criar um "Thomas Edison numa Caixa" . Essa é a opinião de Rusty Miller, um contratante do governo na General Dynamics. Ele vai além e comenta:

"Sua primeira patente foi um dispositivo para a Geração Autônoma de Informação Útil, com o nome oficial de Creativity Machine", disse Miller. "Sua segunda patente foi o Self-Training Neural Network Object. A patente número dois inventou a patente número um e a patente número um inventou a patente número dois (???).

Os patrocinadores dizem que a tecnologia da Creativity Machine é a melhor simulação do que ocorre no cérebro humano e a primeira "máquina pensante" verdadeira.

Outros vão além e pensam em algo mais sinistro - O começo da "Tecnológia Terminator", nas quais máquinas autônomas podem tomar conta do mundo.

A tecnologia de Thaler nasceu de experiências "perto da morte" de um programa de computador que "estava morrendo".

Ao analisar um programa que começava a falhar (morrer), o que ele descobriu é que novas idéias podem surgir como resultado da atividade de neurônios ruidosos e memórias que falham...

Na realidade, a invenção começou a tomar forma nos anos 1980. Naquela época o físico trabalhava na McDonnell Douglas Corp, onde empregava um laser potente para cristalizar diamantes. Para ajudar no seu trabalho ele criou simulações mecânicas, denominadas redes neurais.

Mas, durante à noite as coisas eram diferentes. Naquela época Shirley MacLaine tinha programas de TV e artigos em revistas que falavam da "reencarnação" e das experiências "perto da morte" e "depois da morte", o que chamou a atenção do pesquisador. Thaler começou a imaginar: "O que aconteceria se eu matasse uma das minhas redes neurais?"

"Que tipo de atividade poderia ser detectada enquanto os neurônios de uma rede começam a morrer um a um de forma aleatória?"

As redes neurais tanto podem ser programas de computador (software) como circuitos projetados para modelar um objeto, processo ou conjunto de dados (hardware). Thaler raciocinou que se uma rede neural fosse uma representação precisa de um sistema biológico, ele poderia "matá-la" e analisar o que ocorre enquanto ela morre.

Nos cérebros biológicos, a informação é carregada por células denominadas neurônios, passando pelas junções denominadas sinapses. Substâncias químicas como a adrenalina circulam pelas junções para estimular as células. No mundo da computação, existem chaves em lugar de células. As chaves ou circuitos biestáveis são ligados de modo a representar números e terem "pesos".

Pensando nisso, Thaler criou o "epitoma" de uma aplicação mortal, um programa de computador denominado "Grim Reaper".

O Reaper desmonta gradualmente as redes neurais mudando os pesos das conexões. É o equivalente biológico de matar neurônios.

Na véspera de natal de 1989, Thaler digitou uma de suas canções favoritas de natal numa rede neural. Ele pediu à rede que executasse a música a, ao mesmo tempo, ele rodou o Grim Reapoer.

À medida que o Reaper destruía as conexões neurais, a "vida" da rede começou a se tornar clara diante de seus olhos. O programa aleatoriamente destruía as primeiras conexões, mas mesmo assim, a rede lembrava das canções até o momento em que a destruição foi mais longe, e a rede começou a "apagar", entrando numa espécie de "alucinação".

A rede ainda produziu alguns sons lembrando alguns acordes, mas de uma forma que pode-se interpretar como uma "memória danificada".

Mas o que Thaler reconheceu no fato foi a criação de novas idéias. Na morte da rede num processo espiral, o programa imaginou novas canções, cada qual criada de pedaços daquela que estava antes na sua memória danificada.

O que deixou Thaler excitado no que ocorreu é que, à medida que a rede "morria" com as conexões neurais sendo destruídas, foi o processo ruidoso e criativo que ocorria ao mesmo tempo. Ele foi além e pensou: "por que em lugar de cortarmos as conexões simplesmente não as perturbarmos um pouco?".

Thaler construiu então uma outra rede neural e a treinou para reconhecer a estrutura de diamantes e outros materiais super-duros.

Ele também construiu uma segunda rede para a monitorar as atividades da primeira.

O passo seguinte foi "cutucar" algumas das conexões da rede. Algo começou a acontecer. O "cutucão" funcionou como um tiro de adrenalina ou um choque elétrico no cérebro, produzindo ruído. Veja que ruído não é som, mas sim uma atividade aleatória. E esse ruído deu início a uma série de mudanças na rede.

O resultado foi uma série de novas idéias. O computador começou a imaginar novos materiais ultra-duros. Alguns dos quais realmente já eram conhecidos, mas Thaler não havia dito à rede que eles existiam. Outros materiais eram inteiramente novos, desconhecidos dos humanos e dos próprios computadores antes disso.

Certo dia de 1998, quando Rusty Miller foi almoçar, ele encontrou uma revista especializada em computadores chamada PCAI Journal. Folheando as suas páginas ele encontrou a história de Thaler e sua Creativity Machine, que tinha conseguido inventar novas substâncias ultra-duras.

Instantaneamente, Miller percebeu que Thaler havia dado um passo adiante de outras tecnologias de inteligência artificial, como lógica difusa (fuzzy) ou algoritmos genéricos.

"O ponto brilhante da invenção de Thaler foi o ruído que ele introduziu no sistema" - afirmou Miller - "O ruído permite aos neurônios ter uma sala de encontro para sonhar com novas idéias".

Outros pesquisadores chegaram à mesma conclusão.

"Os adeptos da inteligência artificial da velha guarda usam "experts" humanos para injetar grandes quantidades de dados e uma lista de regras para criar um modelo", diz Robert Kozma, um cientista de computação da Universidade de Memphis, que está trabalhando numa tecnologia similar.

A rigidez da tecnologia da inteligência artificial deixa de lado a criatividade.

"Esse tipo de regra, baseado num sistema que é congelado está morta e não representa a essência da inteligência. A criatividade não pode ser derivada de meios lógicos, num processo passo-a-passo. É preciso de um pouco de ruído para ter boas idéias" - afirmam os pesquisadores.

"Os cérebros humanos também são locais ruidosos" - diz o Dr. Walter J. Freeman, um neurobiologista da Universidade da Califórnia em Berkeley. Um debate tem sido mantido por mais de meio século sobre o que o cérebro faria com o ruído.

Muitos biologistas vêm o ruído apenas como uma "nuissance" necessária ao processo de criação. O cérebro usa muitos neurônios para fazer a mesma tarefa, por isso ele pode fazer uso de uma atividade aleatória, afirmam tais cientistas.

No entanto, Freeman assina uma teoria alternativa - que o ruído é essencial para o cérebro funcionar apropriadamente. O ruído proporciona a variabilidade que permite aos organismos adaptar-se a novas situações.

Kozma substituiu o cérebro robótico de um cachorro robô de brinquedo por sua nova tecnologia. A idéia era criar um robô que poderia explorar novos ambientes como a superfície de outro planeta, sem a ajuda humana. A NASA está patrocinando suas pesquisas.

 

 

 Stephen Thaler com sua Creativity Machine
Stephen Thaler com sua Creativity Machine

 

 

Montando um Neurônio Eletrônico

Modelos de neurônios podem ser implementados a partir de diversas tecnologias: recursos ópticos como lentes e espelhos, dispositivos hidráulicos, pneumáticos e muito mais.

O neurônio que descrevemos é dos mais simples, pois utiliza como base um amplificador operacional comum e, além disso, é muito preciso.

O neurônio, cujo circuito é mostrado na figura 2 usa trimpots para fixar o peso de cada entrada (dendrito) e o amplificador operacional é configurado como comparador excitando um LED.

 

Circuito do neurônio.
Circuito do neurônio.

 

Para criar uma rede neural, basta elaborar diversos desses neurônios e os interligar de modo que os sinais processados de um passem para os outros.

Os sinais de entrada do sistema podem vir de sensores resistivos como LDRs, caso em que podemos usar o circuito para reconhecer intensidades de luz.

Tudo depende da imaginação de cada leitor.

Uma placa de circuito impresso para a montagem do neurônio é mostrada na figura 3, se bem que para finalidades experimentais ele pode ser montado numa matriz de contactos.

 

Layout de placa de circuito impresso.
Layout de placa de circuito impresso.

 

Como o consumo é relativamente baixo, dezenas de neurônios podem ser alimentados por conjuntos de pilhas comuns.

No exemplo dado temos 4 entradas, mas esse número pode ser alterado.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - 741 ou equivalente - amplificador operacional de uso geral

Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral

LED1 - LED vermelho comum

D1 a D6 - 1N4148 - diodos de silício de uso geral

 

Resistores:

R1. R2 - 47 k ?

R3 - 1,2 k ?

R4 - 1 k ?

P1 a P3 - 10 k - trimpots

 

Capacitores:

C1 - 100 µF x 12 V - eletrolítico

 

Diversos:

S1 a S3 - Interruptores de pressão

Placa de circuito impresso, fonte de alimentação, fios, solda, etc.

 

 

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