Inteligência artificial pode pensar como um bebé

Os sistemas de inteligência artificial (IA) já estão muito avançados em certas áreas como o processamento de dados, mas em outros aspetos a IA ainda está muito atrás dos seres humanos. Por exemplo, os bebés sabem instintivamente que um objeto que passa atrás de outro não deve desaparecer e reaparecer noutro lado. Ao contemplar este "ato mágico", os bebés ficam surpreendidos. Mas uma regra tão simples de continuidade, juntamente com outras leis físicas básicas, não foi tão intuitiva para a Inteligência Artificial.

Um novo estudo apresenta uma IA chamada PLATO, inspirada em pesquisas sobre como os bebés, aprende e pode pensar como um bebé humano. PLATO significa Physics Learning through Auto-encoding, e foi treinado por uma série de vídeos codificados projetados para representar o mesmo conhecimento básico que os bebés têm nos primeiros meses de vida.

O neurocientista Luis Piloto, do laboratório de pesquisa de IA DeepMind, no Reino Unido disse que "felizmente para nós, os psicólogos do desenvolvimento passaram décadas a estudar o que as crianças sabem sobre o mundo físico e a catalogar os diferentes ingredientes ou conceitos que entram na compreensão física." Acrescentando que "este conjunto de dados de vídeo sintético inspiram-se nos ensaios de desenvolvimento originais para avaliar conceitos físicos nos nossos modelos." 

Existem três conceitos-chave que todos nós entendemos desde muito cedo: permanência (os objetos não desaparecem de repente); solidez (objetos sólidos não podem passar uns pelos outros); e continuidade (os objetos movem-se de forma consistente no espaço e no tempo).

O conjunto de dados construído pelos cientístas respeitou esses três conceitos, além de outros dois: a imutabilidade (propriedades do objeto, como forma, não mudam); e inércia direcional (os objetos movem-se de maneira consistente respeitando os princípios da inércia).

Esses conceitos foram transmitidos através de bolas que caíam no chão, chocando umas nas outras, desaparecendo atrás de outros objetos e depois reaparecendo, e assim por diante. Após PLATO ter assimilado esses conceitos, o próximo passo foi testá-lo.

Quando a IA viu vídeos de cenários "impossíveis" que desafiavam a física que tinha aprendido, PLATO mostrou-se surpreso: foi inteligente o suficiente para reconhecer que algo estranho aconteceu que violou as leis da física.

Isso aconteceu após períodos de treino relativamente curtos, de apenas 28 horas em alguns casos. Tecnicamente falando, assim como em estudos infantis, os investigadores estavam à procura de evidências de sinais de violação de expetativa (VoE), mostrando que a IA entendia os conceitos que tinha aprendido.

"O nosso modelo baseado em objetos exibiu efeitos robustos de VoE em todos os cinco conceitos que estudamos, apesar de ter sido treinado em dados de vídeo nos quais os eventos de testes específicos não ocorreram", escrevem os cientistas no artigo.

A equipa realizou mais testes, desta vez usando objetos diferentes daqueles dos dados de treino. Mais uma vez, o PLATO mostrou uma sólida compreensão do que deveria e do que não deveria acontecer, demonstrando que poderia aprender e expandir conhecimentos básicos de treino. No entanto, PLATO ainda não está no nível de um bebé de três meses. Houve menos surpresa por parte da IA quando foram mostrados cenários que não envolviam nenhum objeto ou quando os modelos de teste e treino eram semelhantes.

Além disso, os vídeos em que o PLATO foi treinado incluíam dados extras para ajudá-lo a reconhecer os objetos e os seus movimentos em três dimensões.

Parece que algum conhecimento adquirido ainda é necessário para obter o quadro completo e essa questão "natureza versus criação" é algo que os cientistas do desenvolvimento ainda estão a descobrir.  A pesquisa pode dar-nos uma melhor compreensão da mente humana, além de nos ajudar a construir uma melhor representação de IA dela.

"O nosso trabalho de modelagem fornece uma demonstração de prova de conceito de que pelo menos alguns conceitos centrais da física intuitiva podem ser adquiridos por meio do aprendizado visual", referem os cientistas.

“Embora a pesquisa em algumas espécies precoces (nascidas num estado avançado) sugira que certos conceitos físicos básicos podem estar presentes desde o nascimento, em humanos os dados sugerem que o conhecimento intuitivo da física surge cedo na vida, mas podem criar um maior impacto devido à experiência visual".