Como os robôs aprendem? Cópia, redes neurais e ética explicadas

Como os robôs aprendem? Principalmente por cópia: eles recebem muitos exemplos de uma ação e, com repetição e ajustes, passam a reproduzi-la. Esse processo se apoia em redes neurais artificiais, algoritmos que imitam, de forma simplificada, o funcionamento do cérebro humano. A seguir, explicamos como isso acontece a partir de uma visita à exposição «A cidade dos robôs», em Milão, e de uma conversa com um especialista em robótica.

Antes de entrar nos detalhes, vale separar o que a ficção imaginou do que as máquinas realmente fazem hoje. Se essa diferença desperta sua curiosidade, a leitura sobre a inteligência dos computadores e robôs de hoje complementa bem este texto.

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Como os robôs aprendem por cópia

O aprendizado de um robô costuma começar com exemplos. Em vez de receber uma lista fechada de regras para cada situação, a máquina é exposta a muitos casos de uma mesma ação, como pegar um objeto, desenhar uma forma ou servir uma bebida. Com repetição e ajuste, ela passa a reproduzir o padrão.

Foi esse o princípio que o professor Antonio Chella, da Universidade de Palermo, explicou durante a visita. Segundo ele, os robôs aprendem por meio da cópia, um pouco como fazem os alunos na escola, que observam o professor, tentam, erram e repetem até dominar o procedimento.

O papel das redes neurais artificiais no aprendizado dos robôs

Para que a cópia funcione, os engenheiros usam redes neurais artificiais. São algoritmos organizados em camadas de “neurônios” matemáticos, que recebem informações, fazem cálculos e ajustam suas conexões a cada exemplo. Não há um cérebro biológico envolvido, mas a inspiração vem da forma como os neurônios se conectam.

Na prática, quanto mais exemplos de boa qualidade a rede recebe, melhor tende a ser o resultado. Por isso, a escolha dos dados de treinamento é uma etapa tão importante quanto a própria programação do robô.

Por que a repetição importa

Uma rede neural não entende a tarefa como uma pessoa entende. Ela identifica padrões que se repetem. Se os exemplos forem variados e bem selecionados, o robô consegue lidar melhor com situações parecidas, mas não idênticas, às que viu durante o treinamento.

As três leis de Asimov existem na vida real?

Nos livros do escritor Isaac Asimov, cientista e autor de ficção científica, os robôs seguem três leis: não prejudicar seres humanos, obedecer às ordens recebidas e proteger a própria existência, sempre respeitando as leis anteriores. Em 2020, celebramos o centenário do nascimento de Asimov, e suas histórias continuam sendo a referência mais conhecida sobre máquinas éticas.

Na realidade, porém, não existe um conjunto de leis embutido de forma automática nos robôs. Como o professor Chella explicou, as máquinas são programadas para executar tarefas específicas, e a segurança depende do projeto de cada sistema.

Como se ensina um robô a não prejudicar pessoas

A primeira lei de Asimov levanta uma questão ética complicada: como garantir que uma máquina não cause dano? Não há uma resposta simples. Por isso, organizações internacionais publicam diretrizes para orientar fabricantes e desenvolvedores.

Entre elas estão a União Europeia e a IEEE, associação internacional de engenheiros elétricos, eletrônicos e de computação. Essas diretrizes tratam de temas como transparência, responsabilidade e respeito à privacidade. Para se aprofundar, o caminho mais seguro é consultar os documentos publicados pelas próprias instituições.

Robôs pensam como nós ou apenas executam programas?

Segundo o professor, os robôs não pensam da mesma forma que as pessoas. Eles executam programas que podem planejar uma rota entre duas salas ou organizar uma sequência de tarefas para atingir um objetivo. Esse planejamento é útil, mas segue regras definidas por quem projetou o sistema.

Na arte e na música, a limitação fica ainda mais clara. Robôs que pintam ou compõem costumam reproduzir estilos já existentes, combinando padrões aprendidos com exemplos. Eles não sentem emoção nem produzem ideias originais no sentido humano.

Se o tema das emoções despertou sua curiosidade, o texto sobre o que são as emoções, para que servem e como são geridas ajuda a entender por que elas são uma parte tão característica da experiência humana.

Quem pode aprender a construir e programar robôs

Montar um robô simples é uma atividade que também está ao alcance de estudantes do ensino médio, em projetos escolares ou clubes de ciência. Para quem quer transformar a robótica em profissão, porém, o caminho exige uma base ampla.

Segundo o professor, é preciso conhecer temas como matemática, física, computação, eletrônica, mecânica e inteligência artificial. Ele também destacou um aspecto menos técnico: projetar máquinas amigáveis e confiáveis exige sensibilidade para o comportamento humano, algo que aparece até em desenhos animados.

1. Comece com lógica e raciocínio, por meio de atividades como resolver enigmas e jogos de estratégia.
2. Estude matemática e física, que sustentam os cálculos de movimento e de decisão.
3. Experimente montagens simples de eletrônica e mecânica, sempre com supervisão.
4. Aprenda programação e noções de inteligência artificial, incluindo como os dados alimentam o treinamento.
5. Pratique em projetos reais, em equipe, e observe como a máquina se comporta em situações diferentes.

Para crianças menores, a melhor porta de entrada costuma ser o raciocínio lógico. Atividades como como resolver um enigma passo a passo e os jogos de tabuleiro para crianças por idade desenvolvem exatamente a antecipação e o planejamento que a robótica exige.

Robôs e pessoas podem coexistir?

Muita gente sente certo desconforto diante de máquinas que parecem “humanas”, especialmente em locais públicos. Para o professor Chella, porém, os robôs não estão competindo com as pessoas. Ele expressou o sonho de uma sociedade em que pessoas e robôs possam conviver, cada um fazendo aquilo que faz melhor.

Na exposição, a sensação de estar cercado por “amigos” prontos para ajudar mostrou como a convivência pode ser agradável quando o projeto é pensado para o público. Um robô bartender que oferece um café é um exemplo simples de tecnologia a serviço da pessoa, e não o contrário.