Turing Machine

Enquanto equipas de humanos jogadores de futebol disputam em várias cidades portuguesas o Euro 2004 - equipas de robots jogadores de futebol disputarão, em Lisboa, o RoboCup 2004.
Entre 27 de Junho e 5 de Julho decorre em Portugal esse evento científico do maior interesse, quer para os especialistas, quer para qualquer leigo curioso pelos caminhos do saber. Além do mais, enquanto os humanos jogam uma "mera" prova europeia, os robots competirão num campeonato mundial! O Campeonato Mundial de Futebol Robótico. O RoboCup 2004 tem isso e muito mais. A sua realização em Portugal é também um sinal de reconhecimento da qualidade dos nossos investigadores nessa área.
Temos, pois, todas as razões para querer partilhar com os nossos leitores uma cobertura aprofundada desse acontecimento. Até lá vamos dar aqui uma pequena introdução ao futebol robótico, para que os que ainda arregalam os olhos com esta ideia se tornem familiares com os robots jogadores de futebol e possam, desse modo, seguir plenamente o RoboCup 2004. Começaremos esse trabalho logo que termine a série Pequena História da Máquina de Turing, que está quase a acabar.

Enquanto equipas de humanos jogadores de futebol disputam em várias cidades portuguesas o Euro 2004 - equipas de robots jogadores de futebol disputarão, em Lisboa, o RoboCup 2004. Entre 27 de Junho e 5 de Julho decorre em Portugal esse evento científico do maior interesse: nada menos do que o Campeonato Mundial de Futebol Robótico. A sua realização em Portugal é também um sinal de reconhecimento da qualidade dos nossos investigadores nessa área.
Temos, pois, todas as razões para querer partilhar com os nossos leitores uma cobertura aprofundada desse acontecimento. Até lá vamos dar aqui uma pequena introdução ao futebol robótico, para que os que ainda arregalam os olhos com esta ideia se tornem familiares com os robots jogadores de futebol e possam, desse modo, seguir plenamente o RoboCup 2004. Começaremos esse trabalho segunda-feira, 14 de Junho.
Haverá duas séries de entradas neste trabalho:
(1) Introdução ao RoboCup. Esta série dará, de forma resumida, um conjunto de informações que permitirão compreender o que é o RoboCup. Trata-se de um conjunto de pequenas notas, a publicar todos os dias úteis.
(2) Robótica Portuguesa. Esta série dará exemplos de projectos de robótica desenvolvidos em escolas portuguesas.
Note-se o seguinte: na Pequena História da Máquina de Turing, com que aqui andámos durante algum tempo, as máquinas candidatas a "pensantes" eram "máquinas individuais", jogava cada uma por si. Aqui vamos tratar de robots (com um "corpo" e não apenas um "cérebro") que funcionam em grupo. Estamos aqui perante uma das últimas vagas da robótica, a robótica colectiva. E logo haviam de jogar futebol !!!

Vá pensando no significado de todos estes robots futebolistas e, depois, participe na consulta orientada pela pergunta "As máquinas pensam?". Como? Votando na coluna aqui mesmo ao lado ou enviando-nos um pequeno texto com uma opinião.

O RoboCup é o Campeonato do Mundo de Futebol para Robots. Trata-se de uma iniciativa internacional que visa fomentar a investigação e a educação na área da Inteligência Artificial e da Robótica. Em cada ano realizam-se competições e um simpósio científico para analisar a evolução desta área de investigação. A oitava edição deste acontecimento científico internacional tem lugar, este ano, em Portugal.
Como tudo começou
Em 1991, o Dr. Hiroaki Kitano (um investigador japonês em Inteligência Artificial) assistiu a demonstrações de grupos de robots nos E.U.A. e achou-as monótonas devido à lentidão e imperfeição dos movimentos dos robots. Kitano estava também preocupado com o facto de a Inteligência Artificial continuar a dedicar-se a “problemas brinquedo”, isto é, desligados de problemas reais. O workshop designado Grand Challenge of AI, que teve lugar aquando da International Joint Conference on Artificial Intelligence de 1993 (IJCAI-93, em Chambery, França), foi um dos marcos da reflexão destinada a identificar os problemas da Inteligência Artificial no futuro. Na sequência dos seus resultados, realizou-se durante dois anos um estudo de viabilidade e, em 1995, tiveram lugar os primeiros jogos de futebol robótico e conferências internacionais no IJCAI-95, em Montreal. Em 1996 teve lugar um evento preliminar em Osaka.
Qual é o interesse? Há vários factores que tornam o RoboCup interessante do ponto de vista da investigação. Desde logo, trata-se de robótica colectiva: não temos um robot isolado, temos equipas - o que suscita muitos problemas (de coordenação e de orientação, por exemplo). Além disso, temos equipas contra equipas, competição. Temos (em algumas das competições) robots físicos autónomos (são deixados entregues aos seus próprios recursos durante o jogo, sem auxílio humano). Dada a complexidade das tarefas (e a diversidade das competições que compõem cada RoboCup), há sempre vários problemas para resolver e que exigem o recurso a uma grande variedade de novas tecnologias. Há, ainda, o facto de ser futebol: trata-se de uma actividade com grande visibilidade e que o público leigo julga por critérios de senso comum. Desse modo, os cientistas são confrontados com a apreciação de credibilidade do seu trabalho.
Antigamente os computadores jogavam xadrez... Já todos ouvimos falar de computadores que jogam xadrez e que até ganham nessa modalidade aos humanos. Não vamos entrar aqui numa apreciação crítica dessas afirmações, mas queremos lembrar apenas um ponto. A actividade de "jogar xadrez", tal como é praticada por computadores, é algo que se passa apenas "dentro da cabeça", é puro "raciocínio" ou cálculo, é meramente "intelectual". Pelo contrário, os robots "andam no mundo" físico, encontram obstáculos reais - e encontram outros robots, com os quais devem "colaborar" ou "competir". Desse modo, os desafios suscitados pela robótica - e em particular pela robótica colectiva - são muito mais complexos e muito mais ricos. Daí o grande interesse do RoboCup para a sempre renovada ambição da Inteligência Artificial.

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Tal como andámos algum tempo a explicar na Pequena História da Máquina de Turing (especialmente na entrada As máquinas pensam?), em 1950 o britânico Alan Turing apostou que em 2000 seria pacífica a ideia de que as máquinas são capazes de pensar. No caso do futebol robótico há uma aposta parecida. Os investigadores japoneses Minoru Asada e Hiroaki Kitano escreveram em 1999: "Até meados do século XXI, uma equipa de robots humanóides autónomos baterá a equipa humana campeã do mundo de futebol, segundo os regulamentos oficiais da FIFA". O RoboCup é a principal linha de investimento na tentativa de ganhar essa aposta.
O acontecimento que tem lugar em Lisboa este ano é a oitava edição deste evento científico. Nem todas as provas que actualmente integram o RoboCup faziam parte do seu formato original. Indicam-se, de seguida, as datas e os lugares de realização das edições anteriores, bem como os anos em que o âmbito da competição se alargou. Para as edições mais recentes, indicam-se as ligações que permitem "navegar" para as respectivas páginas.
1997 : Nagoya (Japão): 11 países, 40 equipas.
1998 : Paris (França): 19 países, 81 equipas.
1999 : Estocolmo (Suécia): 23 países, 85 equipas.
Neste ano, a Four-legged League (com cães robots) passou oficialmente a fazer parte da competição.
2000 : Melbourne (Austrália) : 19 países, 110 equipas.
Neste ano foi acrescentado ao evento a RoboCup Junior, para fomentar o gosto dos mais novos pela robótica.
2001 : Seattle (E.U.A.): 22 países, 138 equipas
Neste ano, os campos de futebol deixaram de ter as barreiras que até aí os rodeavam para impedir a bola de sair, trazendo maior dinamismo aos jogos. Também neste ano o RoboCup Rescue foi acrescentado ao evento.
2002 : Fukuoka (Japão) em colaboração com Busan (Coreia do Sul): 29 países, 188 equipas.
Neste ano a Humanoid League passou a fazer parte do evento.
2003 : Pádua (Itália): 33 países, 263 equipas.
Pode encontrar mais informação sobre a edição deste ano no sítio do RoboCup 2004 em Lisboa. Entre outras coisas, pode comprar bilhetes para assistir aos jogos e demonstrações, que prometem ser excelentes!

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Uma das grandes vantagens do formato do RoboCup é que tem um "problema padrão": jogar futebol. Desse modo concentram-se recursos e esforços num mesmo tipo de actividade, segundo regras comuns que todos conhecem e avaliam - em vez de pura e simplesmente andar cada um para seu lado. A medida do sucesso tanbém é simples: os melhores ganham os jogos. Contudo, há muita diversidade no RoboCup: há diferentes modalidades e nem sequer são todas "futebol". Damos aqui um resumo das actividades englobadas pelo RoboCup no actual formato (tal como acontecerá em Lisboa).
Futebol de Competição (RoboCup Soccer)
É a estrela da companhia, a actividade mais importante do conjunto. Inclui cinco competições: simulação, pequenos robots, robots médios, robots de quatro patas, humanóides.
Salvamento (RoboCup Rescue)
As competições desenvolvem-se em torno de robots capazes de efectuar salvamentos em situações de desastre. Inclui uma competição de simulação e uma competição com robots reais.
RoboCup Junior
É fundamentalmente uma iniciativa educativa e de sensibilização, que combina cooperação com competição. Todos sabemos que o cenário típico dos nossos dias no que diz respeito ao envolvimento dos adolescentes com computadores é um adolescente frente a um computador, numa actividade isolada e isolante, muitas vezes numa atitude basicamente consumidora. Aqui, o cenário é outro: equipas de humanos, equipas de robots, actividade, aprendizagem, envolvimento. Há várias actividades previstas nesta modalidade.
Nos números seguintes desta série vamos aprofundar a informação sobre estas várias modalidades.

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A "Liga de Futebol de Simulação" está integrada na principal modalidade do RoboCup, que é o futebol de competição. Nesta competição, jogadores virtuais e independentes (agentes) jogam futebol num campo virtual simulado por computador. Os jogos têm duas partes de 5 minutos cada. Esta é uma das ligas mais antigas do RoboCup Soccer.


O sistema "UvA Trilearn", do Grupo de Sistemas Autónomos Inteligentes da Universidade de Amsterdam. Um dos seus títulos mais recentes é o de Campeão do Open da Alemanha de 2004. Na imagem, o monitor da simulação.

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A "Liga de Pequenos Robots" está integrada na principal modalidade do RoboCup, que é o futebol de competição. Nesta prova, pequenos robots de 18cm de diâmetro jogam futebol com uma bola de golfe cor de laranja em equipas de cinco robots, num campo do tamanho de uma mesa de ping-pong. Os jogos têm duas partes de 10 minutos cada.
A esta Liga costuma chamar-se F180 (por causa do limite de dimensão dos robots). Pode ler em linha as regras desta Liga, incluindo o desenho do "relvado" (em inglês).


Dois simpáticos "pequenos robots" da equipa da Universidade de Carnegie Mellon (Pittsburgh, EUA), liderada pela portuguesa Professora Doutora Manuela Veloso.

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A "Liga de Robots de Tamanho Médio" está integrada na principal modalidade do RoboCup, que é o futebol de competição. Nesta competiçãp, equipas de 4 robots com cerca de 50 cm de diâmetro jogam com uma bola de futebol cor de laranja num campo de 12 x 8 m. Os jogos têm duas partes de 10 minutos cada. Todos os sensores utilizados por estes robots na sua operação vão a bordo dos próprios robots. Os objectos relevantes (equipas e elementos essenciais do ambiente) distinguem-se por cores. Pode haver comunicação entre robots, mas terá de ser sem fios. Não é permitida qualquer intervenção dos humanos durante o jogo, a não ser para colocar ou retirar os robots no/do campo.




Imagens de uma competição (ao alto) e dos robots de tamanho médio Hammer Head, da Universidade de Carnegie Mellon (em baixo).

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A "Liga de Robots de 4 patas" está integrada na principal modalidade do RoboCup, que é o futebol de competição. Nesta competição, equipas de robots de entretenimento com 4 patas (cães robóticos sem fios) jogam futebol num campo de 3 x 5 m. Os jogos têm duas partes de 10 minutos cada. Os robots são de modelo AIBO da SONY. O site da SONY que descreve o robot AIBO, que "joga" nesta modalidade, apresenta o conceito: página Europa do AIBO da Sony.


Imagem de "cães futebolistas" AIBO da Sony (Carnegie Mellon University).

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A "Liga Humanóide" está integrada na principal modalidade do RoboCup, que é o futebol de competição. Nesta competição, robots humanóides autónomos e bípedes competem em tarefas específicas que, de futuro, poderão ser integradas em jogos de futebol robótico. Entre essas tarefas: caminhadas, pontapés na bola, penalties. Também podem realizar-se jogos de 1 contra 1. Esta Liga realiza-se em Lisboa pela terceira vez na história da competição (iniciou-se em 2002).
Segundo a organização, o RoboCup2004 vai testemunhar a presença de 20 Humanóides provenientes de 6 países, nomeadamente: Canadá, Alemanha, Irão, Japão, Rússia e Singapura. As equipas vão apresentar robôs de tamanhos variados, desde os 28cm aos 180cm, e vão actuar em várias competições para medirem as suas capacidades técnicas. Os desafios incluem desvio de obstáculos, equilíbrio numa perna, passes, penalties e provas livres.
Durante o RoboCup 2004 será ainda feita uma demonstração do QRIO, o novo robot humanóide da Sony, que se vê na imagem abaixo e sobre o qual se pode saber mais (incluindo pequenos vídeos) nesta página oficial da empresa. Pode ler aqui um pequeno artigo (em inglês) sobre as maravilhas deste robot humanóide.





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O RoboCup Rescue é uma das actividades robóticas do RoboCup que não está relacionada com o futebol. Esta actividade está focada no salvamento em situações de desastre, um dos assuntos mais sérios e que envolve um número maior de agentes heterogéneos num ambiente hostil. O objectivo é promover a investigação e o desenvolvimento no domínio do salvamento envolvendo vários agentes num trabalho de equipa coordenado, agentes robóticos que desenvolvam buscas e salvamentos, infra-estruturas de informação, agentes pessoais digitais, sistemas básicos de simulação e suporte de decisões e de avaliação para estratégias de salvamento e sistemas robóticos que estejam integrados num sistema global no futuro.
Em termos globais, o objectivo desta actividade é desenvolver as capacidades de equipas de robots para tarefas de busca e salvamento em meio urbano em situações de calamidade. Uma tarefa típica desta actividade consiste num "cenário de salvamento" em que a arena de competição simula um edifício parcialmente destruído por um tremor de terra. A instabilidade do local desaconselha a entrada de humanos, mas - uma vez que lá dentro se encontram "vítimas" - é preciso levar-lhes socorro. É nessas circunstâncias que entram os robots.



Diferentes vítimas estarão em diferentes situações: expostas numa superfície, obstruídas por destroços, numa cavidade, encarceradas.



As "vítimas" são manequins vestidos emitindo sinais de vida simulados (calor corporal, movimentos, sons, dióxido de carbono simulando respiração). Os robots devem "compreender" que certas combinações de "sinais vitais" significam que a vítima estará "consciente", "semi-consciente" ou "inconsciente".



O trabalho dos robots é encontrar as "vítimas", determinar o seu estado e localização, transmitir toda a informação pertinente ao "comando de salvamento" (incluindo mapas do local) e realizar tarefas de salvamento. Tudo isso terá de ser realizado sem destruir o ambiente (num edifício parcialmente destruído há o risco de esmagar as vítimas com novos derrubamentos se não houver cuidado com a manipulação dos materiais).

Em termos de investigação robótica, um aspecto interessante destas actividades é que elas se desenvolvem em ambientes não estruturados. Enquanto em aplicações mais tradicionais de Inteligência Artificial e de Robótica o ambiente é previsível e os agentes são preparados para o cenário previsto, aqui - edifício semi-destruído por um terramoto - o cenário é relativamente imprevisível, o que aumenta a flexibilidade exigida aos robots.
O RoboCupRescue divide-se em duas ligas: RoboCupRescue Robot League e RoboCupRescue Simulation League.

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O RoboCupJunior é uma iniciativa educacional que promove eventos de robótica a nível local, regional e internacional para jovens estudantes. O torneio oferece aos participantes a oportunidade de fazer parte de um intercâmbio internacional de programas e de interagir com participantes de outros países. O RoboCup Junior oferece vários desafios, cada um enfatizando tanto o aspecto de colaboração como o de competição. O RoboCup Junior proporciona aos participantes mais novos uma excitante introdução no campo da robótica e uma nova maneira de desenvolver competências técnicas com electrónica, hardware e software , para além de uma oportunidade de aprender a trabalhar em equipa partilhando tecnologia com amigos. Contrastando com o cenário típico dos nossos dias (uma criança, um computador), o RoboCupJunior proporciona uma oportunidade única para participantes com vários interesses e pontos fortes formarem equipas e trabalharem juntos para atingir um objectivo comum.
Esta iniciativa engloba várias actividades, nomeadamente versões simplificadas de futebol robótico, salvamento e dança. Na competição de Dança Júnior, os robots dançam de forma coordenada ao ritmo de uma música que se faz ouvir.
Na última edição mundial do RoboCup, que teve lugar em Pádua (Itália), em Julho de 2003, participaram no total 9 equipas portuguesas: 4 na Liga de Futebol de Robots de Tamanho Médio, 2 na Liga de Simulação de Futebol, 1 na Liga de Futebol de Robots Pequenos, 1 na Liga de Futebol para Robots com quatro patase 1 na competição de Dança da RoboCup Junior. Esta última, a equipa TANGO DANCERS, da Escola Profissional Gustave Eiffel, da Amadora, conquistou a melhor classificação de todas as equipas portugueas: um segundo lugar.


Tango Dancers, da Escola Profissional Gustave Eiffel (Amadora)

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As competições robóticas do RoboCup 2004 (Campeonato Mundial de Futebol Robótico) decorrerão de 29 de Junho a 3 de Julho de 2004, no Pavilhão 4 da FIL, Parque das Nações, em Lisboa. Nesse período, o público em geral terá acesso ao Pavilhão mediante o pagamento de um bilhete de entrada. Horário de abertura ao público: todos os dias das 9h00 às 23h00 (excepto no dia 1/7 em que se encerra às 20h00). Cerimónia da abertura: dia 29/Junho às 11h00. Cerimónia de entrega de prémios e encerramento: 3 de Julho às 17h30.
Mais de 160 equipas "sénior" com 950 participantes provenientes de 37 países inscreveram-se para participar no RoboCup2004 e para competir com 11 equipas portuguesas. Participarão ainda, no RoboCupJunior, 162 equipas com aproximadamente 700 participantes provenientes de 17 países.

Algumas Equipas Portuguesas
A organização deste evento de nível mundial destaca a participação de um certo número de equipas portuguesas, destaque de que aqui fazemos eco. Npte-se que algumas destas grandes equipas colaboraram connosco na série de divulgação sobre robótica portuguesa que temos andado a publicar. A equipa conjunta das Universidades do Porto e de Aveiro, FC Portugal, foi campeã do mundo no RoboCup2000 e continua a ser uma das candidatas ao título da Liga de Futebol Simulado.
Por sua vez, a equipa do Minho classificou-se em 3º lugar na Liga dos Robôs Médios do GermanOpen2004 e foi a vencedora da edição 2004 do Campeonato Nacional de Futebol Robótico.
O segundo lugar foi obtido pela ISocRob, equipa da instituição organizadora, o Instituto de Sistemas e Robótica. Esta equipa detém o melhor registo de publicações científicas entre as equipas portuguesas, sendo a única com artigos aceites em todos os Simpósios do RoboCup, tendo mesmo obtido o prémio do melhor artigo em 2000.
Na Liga dos Robôs Pequenos, a 5DPO classificou-se este ano em 2º lugar no GermanOpen2004 e é uma das mais fortes a nível internacional naquela liga.
Como estreantes este ano, temos a CAMBADA, da U. Aveiro, na Liga dos Robôs Médios; a FC Portugal e a 5 RINGs (ISEL) na Liga de Simulação de Salvamento.
No RoboCup Junior irão participar cerca de 40 equipas portuguesas de escolas básicas, secundárias e profissionais de todo o país, incluindo equipas da Escola Profissional Gustave Eiffel, que participou no RoboCup2003 e obteve o 2º lugar na competição de Dança.
Outras equipas portuguesas na competição "sénior": Robôs Médios, ISePorto, do Instituto Superior de Engenharia do Porto; Robôs Médios, 5dpo-2000,da FEUP-DEEC; Robots com pernas, FC Portus, das Universidades de Aveiro e Porto.

Na realidade, já me acreditaram. Não estou lá por este blogue, nem estou lá por uma revista de filosofia. Estou lá por uma revista de sociologia (traição! traição!), mas estou a fazer a cobertura do RoboCup 2004. Trata-se do Campeonato Mundial de Futebol Robótico, em que os cientistas e os difusores de ciência portugueses se destacam. Amanhã começam as competições. Daremos aqui nota.

Tal como anunciado, o RoboCup 2004 já está a concretizar-se. A conferência de imprensa internacional teve lugar no dia 28, ao fim da manhã. Quem tivesse acompanhado aqui no blogue as séries Robots Futebolistas: Campeonato Mundial em Lisboa e Robótica Portuguesa, com certeza, não teria ficado a saber nada de muito novo nessa ocasião. Destaque-se, contudo, que o presidente da entidade organizadora ao nível nacional, o Instituto de Sistemas e Robótica do Instituto Superior Técnico, Professor João Sentieiro, lamentou que, tendo havido dinheiro para apoiar largamente o Euro 2004, tenha o governo tido tanta dificuldade em encontrar meios para apoiar este evento científico e tecnológico de nível mundial, de tanto interesse para Portugal. O líder, a nível internacional, desta movimentação, o japonês Minoru Asada, lembrou que estão envolvidos nos esforços afins a esta linha de trabalho cerca de 4000 investigadores em 35 países ou regiões. A edição de 2004 em Lisboa constitui um record em termos de participantes, cerca de 1650 de 37 países (e nem todos foram aceites, porque tal não seria comportável).
Hoje já começaram as primeiras fases de algumas competições, enquanto outras estão ainda no estádio preparatório. Abaixo, algumas imagens de hoje.

Quem tenha seguido as séries introdutórias não precisará de grandes explicações acerca do que aqui se vê. Apenas se anota que, na última imagem, vê-se o humanóide QRIO (Sony) a meio da realização de uma tarefa muito difícil para um robot destes: passar um pequeno obstáculo (subir e descer um degrau) como nós o poderíamos fazer, isto é, levantando e baixando a perninha...
Mais aqui se dirá nos próximos dias.

O colega No Mundo concretiza (quantifica) certos aspectos do envolvimento do governo no (des)apoio ao RoboCup 2004, que ontem aqui mencionámos. Está aqui. (Já agora, CMF, obrigado pelo adjectivo.) Espero voltar logo à tarde com mais vistas de lá. (Tenho de voltar para casa muito antes da meia-final, para pôr as cervejinhas no frigorífico...)

Tem-se falado muito acerca de o futebol ser ou não ser alienação. Eu sou dos que pensam que pode ser, mas não tem de ser. Muitas vezes é, muitas vezes não é. Na foto seguinte vê-se (hoje de manhã, na FIL) um jovem português que tem o chapéu da selecção na cabeça mas não tem a cabeça vazia: está a afinar os seus robots para a competição. Eu gosto de "desopilar" nestas ocasiões à custa do futebol, mas não começo a rezar às santinhas por causa disso. Daqui a pouco vou ver o jogo, espero que a selecção portuguesa ganhe, vou berrar se perdermos e gritar se ganharmos - e, amanhã, seja como for, a vida continua (espero). Não vejo nisso nenhum mal, embora discorde dos populistas que tentam aproveitar estas ocasiões para manipular as pessoas.



Calemo-nos que a conversa já vai longa para este dia de Portugal na meia-final. Só espero que os nossos jogadores não estejam tão à nora como este robôzinho humanóide parece estar...

O RoboCup continua. Amanhã, sábado, é dia de finais das competições. Não vamos aqui dedicar-nos muito a resultados, porque essa informação pode obter-se na página oficial do evento.Temos andado por lá. Isso, associado a outros trabalhos que não podemos deixar atrasar, faz com que não possamos aprofundar muito as leituras dos acontecimentos robóticas nestes dias. Teremos tempo, depois, de explorar alguns dos seus aspectos.
De momento, deixemos aqui mais um pequeno apontamento sobre o QRIO, de que já falámos anteriormente. Na sequência de imagens abaixo, este humanóide da SONY dá um passo extremamente significativo para ele: ultrapassa um pequeno obstáculo que sobressai do chão. Na última imagem da sequência, uma exploração mais espectacular dessa capacidade: o QRIO sobe uma pequena escada de três degraus.

O Segway Human Transport é um veículo unipessoal que se auto-equilibra (ver figura abaixo). Embora pouco espalhado (talvez pelo preço), está comercialmente disponível. Conduz-se com o corpo: uma ligeira inclinação para a frente e ele avança, postura erecta e ele pára. Ora, acontece que a equipa de robótica da Universidade de Carnegie Mellon, liderada pela Professora Manuela Veloso, propõe uma nova modalidade do RoboCup com base numa versão modificada deste veículo.



O novo robot futebolista seria um Segway Robot Mobility Platform (RMP), a modalidade teria a designação de SEGWAY SOCCER e o jogo - eis a grande novidade - teria como jogadores Humanos E Robots! Além disso, o jogo seria disputado no exterior (num verdadeiro relvado). As ilustrações abaixo são uma antevisão desse novo futebolista robótico. Quem quiser, pode ir buscar em linha as regras que eles propõem para esta nova modalidade: estão aqui em formato pdf.



A comunicação de Jeremy Searo e Manuela Veloso ao Simpósio Científico do RoboCup 2004, sobre esta questão, teve por título: "Turning Segway into Soccer Robots: A New RoboCup Domain for Human-Robot Interaction" (4 de Julho 2004).
Nos próximos dias (à medida das nossas forças...) iremos dizendo mais alguma coisa acerca do que se vai passando no Simpósio Científico que se segue às competições do RoboCup.

No âmbito do Simpósio Científico associado ao RoboCup 2004, a Professora Luigia Carlucci Aiello, da Universidade de Roma "La Sapienza", proferiu no domingo 4 de Julho uma conferência intitulada "Seven Years of RoboCup: time to look ahead". Daremos aqui um breve resumo da sua conferência, que nos parece muito interessante para uma reflexão geral sobre o andamento das ciências do artificial.

A Prof. Aiello começou por lembrar que a Inteligência Artificial (IA) e a Robótica nasceram associadas, mas logo se separaram. Durante um período de cerca de 20 anos (1975-1995), a IA e a Robótica andaram por caminhos diferentes, o que só começou a ser corrigido quando a IA redescobriu a importância do encorpamento. Basta lembrar (no que toca às representações dominantes) que o computrador HAL (do filme "2001: Odisseia no espaço") se contentava em "dar ordens" e deixar a manipulação para os humanos. Antes da redescoberta da importância do corpo para a inteligência, muitos achavam aceitável que se dissesse que uma máquina podia jogar xadrez, e mesmo vencer um humano nesse jogo, sem ser sequer capaz de reconhecer um tabuleiro de xadrez. É curioso, nesta redescoberta da importância do encorpamento, que o ano de 1997 seja simultaneamente o ano em que pela primeira vez um computador (o Deep Blue) vence um campeão mundial de xadrez (Kasparov) e o ano em que se realiza a primeira edição do RoboCup. O que acontece é que o RoboCup é uma nova forma de teste de Turing, mas muito mais exigente: agora não se pode esconder nada, em particular não se pode esconder o corpo: a inteligência não é apenas raciocínio, mas também manter o corpo controlado.

Em segundo lugar, a Prof. Aiello faz um levantamento dos temas a que o movimento do RoboCup se tem dedicado. Desde o princípio que alguns tópicos estiveram muito presentes, designadamente: aprendizagem (de movimentos, de comportamentos, como construir modelos dos outros agentes); visão (reconhecimento de objectos por meio de cores); localização e navegação (como é que o agente sabe onde está no seu "mundo" e como é que se dirige para outros pontos de interesse); planeamento (de movimento) e replaneamento (quando ocorrem mudanças que a isso obrigam); cooperação e competição em Sistemas Multiagentes. Nos últimos anos tornaram-se importantes outros dois tópicos: robots humanóides e comunicação entre robots. Pode considerar-se que estão a emergir com força dois outros tópicos: os robots para actividades de salvamento; o valor educativo do futebol robótico.

Em terceiro lugar, a Prof. Aiello considerou que o futuro do RoboCup está nos humanóides, porque é por eles que se poderá alcançar um progresso real na interacção entre robots e humanos. Para que esse desenvolvimento se concretize será necessário investir nos seguintes pontos: a energia e o controlo computacional necessários terão de estar a bordo do próprio robot; o robot humanóide terá de ser capaz de se movimentar em ambientes humanos, com um "estilo" humano, manipulando os mesmos objectos que os humanos, interagindo com os humanos de forma que seja segura e seja entendida como segura, comunicando de forma intuitiva para os humanos, tendo um aspecto agradável aos humanos; a percepção do robot humanóide deverá assentar na visão. A Prof. Aiello prevê que dentro de 20 anos teremos humanóides capazes de correr e com autonomia para 24 horas.

Em quarto lugar, Aiello deu uma estimativa do tempo que se demorará a ter robots aceites como "parceiros" em diversos domínios. Daqui a 1 ou 2 anos estarão generalizados os robots-brinquedo; daqui a 6 a 10 anos, os ajudantes em processos produtivos; dentro de 11 a 20 anos, robots darão um contributo relevante na construção e nos cuidados de saúde; dentro de 25 a 50 anos, haverá robots como assistentes pessoais; em mais 51 a 100 anos teremos robots de companhia com inteligência que consideraremos do tipo da dos humanos.

Em quinto lugar, insistindo na questão do futuro do RoboCup, indicou que ele passa por apostar em futebol que envolva humanos e robots - e assinalou o que considera serem os riscos ou perigos que podem afectar o sucesso desta iniciativa: se entrar por linhas que divergem do seu principal objectivo (considera que a modalidade "salvamento" é socialmente útil, mas não contribui para o objectivo do ganhar o campeonato do mundo de futebol); se a competição se tornar mais importante do que a investigação científica (para evitar isso é preciso dar a orientação correcta à regras das competições); se se for atrás de expectativas irrealistas inspiradas na ficção científica; se não se trabalhar para a aceitação pelo mercado e pela sociedade; se falhar a colaboração com outros domínios da investigação científica (é preciso que não se fique pelos tópicos clássicos da IA). Para enfrentar estes desafios, é preciso fomentar a interdisciplinaridade para além dos limites da investigação em IA, não ficar agarrado aos problemas de software.

Um dos principais organizadores do RoboCup 2004 prometeu-nos algo parecido com uma entrevista para ser aqui publicada: uma poucas perguntas, respostas relativamente curtas. Perguntas "provocatórias" (filosoficamente falando), se possível. Alguém daí quer enviar sugestões para tópicos de perguntas? É claro que eu tenho as minhas ideias para perguntas, mas espero que outras boas (melhores!) surjam dos estimados leitores. Deixem no espaço para comentários, sff, mas depressinha, sim ?!?!
(Ainda aqui diremos mais qualquer coisa sobre o simpósio científico do RoboCup e sobre os comentários que foram aparecendo durante as semanas anteriores, mas estou ainda a reflectir sobre alguns pontos.)

A partir de amanhã, ao ritmo de uma pergunta e uma resposta por dia, publicamos uma entrevista com o Professor Pedro Lima, um dos principais organizadores do RoboCup 2004. Não percam: o que nos diz o Professor Pedro Lima dá outra profundidade reflexiva ao que aqui se publicou acerca dos robots futebolistas.

Tal como prometido, começamos hoje a publicar a entrevista com o Professor Pedro U. Lima, do Instituto de Sistemas e Robótica do Instituto Superior Técnico. Pedro Lima foi um dos dois principais organizadores desse grande evento científico e educacional - RoboCup 2000 - que teve lugar em Lisboa em simultâneo com a fase final do Europeu de Futebol da UEFA. Em cada dia útil publicaremos uma pergunta e a respectiva resposta (terminamos na terça-feira da próxima semana). Quando terminar esta publicação "faseada" da entrevista, ela será disponibilizada na íntegra e pela ordem natural das perguntas e respostas. Muito agradecemos a disponibilidade que o Professor Pedro Lima encontrou, no meio dos seus múltiplos afazeres, para esta colaboração que tanto nos honra.

Turing Machine - Como um dos seus principais organizadores, que balanço faz do RoboCup 2004?
Professor Pedro Lima - O RoboCup2004 foi um acontecimento ímpar em termos dos "standards" de conferências científicas na área da IA e/ou da Robótica ocorridos em Portugal até agora, quer pelo seu carácter inovador, envolvendo uma conferência com apresentação de artigos mas também um conjunto de competições entre robots autónomos onde participam investigadores e estudantes de todo o mundo, quer pela sua dimensão em termos de participantes (cerca de 1600, divididos em 330 equipas de 37 países), quer pelo seu impacto mediático, naturalmente desejado num evento em que um dos vectores principais é a promoção de Ciência e Tecnologia (C&T) junto do público em geral. Nesse sentido, o evento cumpriu as suas funções e, esperamos nós, terá um efeito que perdurará por alguns anos, dada a atracção que exerceu sobre jovens que despertaram para a Robótica e a IA em particular, mas sobretudo para a C&T em geral. Também cumpriu o objectivo de mostrar que Portugal merece hoje a confiança de investigadores de topo a nível mundial nestas áreas, devido ao nível atingido pela sua investigação nas mesmas. E, esperamos, terá mostrado como a Robótica é hoje tão relevante entre nós, ao termos conseguido atingir o 1º lugar em número de equipas entre os países participantes, um número admirável se ponderarmos a dimensão relativa das populações e das comunidades de estudantes e investigadores.
(continua amanhã)

Turing Machine - Que papel pensa que terão os robots na sociedade dos humanos, no futuro? É um optimista ou um pessimista acerca disso?
Professor Pedro Lima - Sou um optimista. Como sempre, as grandes inovações em C&T trazem benefícios e contrariedades. Veja-se por exemplo o que aconteceu com a descoberta da fissão do átomo e as consequentes novas formas de energia dai resultantes. Não duvido que teremos robots a fazer guerras (o que até não seria mau, se todos os intervenientes tivessem exércitos de robots...), mas seguramente teremos robots em casa a ajudar-nos, a fazer-nos companhia, a libertar-nos (como já hoje acontece) de muitas tarefas repetitivas, cansativas e/ou perigosas. Como também teremos robots a fazerem ainda melhor o que já hoje fazem e constitui um dos seus principais papéis: estender o alcance humano a planetas distantes, a regiões inóspitas ou a ambientes perigosos.
(continua amanhã)

Turing Machine - O RoboCup tem objectivos científicos e educacionais vastos, que não podem ser resumidos numa frase. De qualquer modo, parece-me correcto dizer que o "objectivo de demonstração" do futebol robótico é, por volta de 2050, conseguir que uma equipa de robots ganhe à equipa humana campeã mundial de futebol, jogando segundo as regras da FIFA. Em que medida é que se pode comparar este desafio com o projecto de fazer um computador vencer um campeão mundial de xadrez?
Professor Pedro Lima - Na minha opinião pessoal, é um desafio muito mais complicado. O desafio de vencer o campeão mundial de xadrez, quando foi lançado, reflectiu as tendências da IA na época, segundo as quais o problema principal era a manipulação de símbolos (no raciocínio, no planeamento, na aprendizagem), e a ligação ao mundo real (por exemplo, através dos sensores de um robot) seria um problema menor ou, pelo menos, resolúvel em breve, ficando aqueles problemas resolvidos desde que o processamento dos sinais dos sensores associasse símbolos a objectos e/ou situações relevantes para o raciocínio lógico. Esse desafio foi vencido, e bem, na minha opinião, não obstante muitas críticas que possam ser feitas a detalhes da forma como foi implementada a sua solução.
Impunha-se um novo desafio que reflectisse a visão moderna da IA: um problema em que a ligação ao mundo, através de sensores transportados por robots móveis que interagem autonomamente com esse mundo, seja relevante, e onde a incerteza na percepção e nos resultados da actuação tenha impacto sobre as decisões tomadas, sobre os planos formulados. Mesmo no problema do xadrez, visualizar a cena com uma câmara e perceber o estado do tabuleiro não acrescenta demasiada dificuldade ao problema, já que se trata de um ambiente bem estruturado, com baixa incerteza e relação sinal-símbolo relativamente simples. Algumas formas de concretizar aquele novo desafio existem já e constituem "toy problems" sobre os quais as comunidades da IA e da Robótica se debruçam nos nossos dias com o objectivo de encontrar soluções para problemas reais: o robot que procura a saída de um labirinto, o robot que empurra caixas num armazém procurando arrumá-las no menor espaço possível, etc. Estes problemas são difíceis. Mas o desafio do futebol robótico é ainda mais difícil: as decisões têm que ser tomadas em pouco tempo. Há objectos que se movem. Há robots adversários que procuram contrariar-nos. E cada um dos nossos robots tem colegas de equipa com os quais tem vantagem em cooperar - mas como cooperar vantajosamente é pouco claro. Tudo isso torna o problema tão fascinante como difícil de resolver e deixa claro que o grande problema a resolver para conseguirmos atingir o sonho de construir robots autónomos inteligentes é a integração de cada um dos sub-sistemas que compõem o robot, mais do que a resolução de cada um dos sub-problemas que estão associados a esses sub-sistemas.
(continua amanhã)

Turing Machine - Quando falam de "cooperação" e "competição" entre os vossos robots - isso quer dizer exactamente o quê? Não se trata apenas de uma metáfora? Quando dizem, por exemplo, que um robot futebolista está "a jogar ao ataque", isso quer dizer de algum modo que o robot tem essa "intenção"? Ou que ele tem esse plano? Isto é: parece-lhe que os vossos robots têm alguma espécie de pensamento próprio?
Professor Pedro Lima - Na minha opinião, não atingimos ainda esse nível de sofisticação. Os robots são programados por humanos e, para todos os efeitos, seguem a linha principal desse programa, seja ele mais ou menos sofisticado. Como, no caso do futebol robótico, há diferentes papéis para os robots (atacante, defesa, guarda-redes), é natural que se associe a um dado robot uma "intenção", por exemplo de atacar, quando ele exibe o comportamento associado ao papel de atacante. E também é natural que muitas vezes ele nos surpreenda, porque a incerteza resultante da sua percepção, da dinâmica do jogo, e do resultado das suas acções, é considerável, por muito bem que lidemos com ela. É esse factor de incerteza que consitui, na minha opinião, o grande desafio, e a ponte entre a IA tradicional e a Robótica: os símbolos têm incerteza associada, e ao manipulá-los para raciocinarmos, planearmos, decidirmos, há que levar essa incerteza em conta. E é aqui também que se cruzam reflexões filosóficas sobre a possibilidade de alguma vez a IA construir máquinas semelhantes aos humanos, como por exemplo no problema, semelhante ao levantado por Roger Penrose sobre a IA, quanto à "incapacidade" de um robot para resolver certos problemas resultar apenas da incerteza ou, pior, da não decidibilidade de alguns problemas. Mas não restem dúvidas que muitos de nós, no RoboCup, durante um jogo, associamos alguma "personalidade" a cada um dos nossos robots, e também padrões de "personalidade" a robots de certas equipas e mesmo de certos países. Um robot alemão é normalmente muito "quadrado", muito preciso e decidido, mas algo repetitivo nas suas acções (há excepções!). Um robot japonês é caótico, mas de alguma forma acaba sempre por atingir os seus fins. Um robot português está sempre cheio de problemas, mas tem laivos de "imaginação" e "criatividade" notáveis.
(continua na segunda-feira)

Turing Machine - Alguns investigadores em robótica colectiva pensam que se podem testar alguns conceitos "sociais" ou "sociológicos" na concepção da arquitectura de sistemas multi-robots. Por outro lado, alguns investigadores das ciências sociais e humanas pensam que seria útil que os investigadores em robótica colectiva se socorressem mais de algumas teorias acerca da "natureza social" dos humanos para inventar outros modelos de controlo e coordenação de múltiplos robots. Parece-lhe que esse cruzamento de linhas de investigação podia ser útil? Ou acha preferível uma "abordagem de engenheiro", puramente pragmática, tratando de resolver os problemas práticos com os recursos técnicos disponíveis?
Professor Pedro Lima - Apesar de estar mais próximo do lado "engenheiro" do que do lado "filosófo" da investigação destes problemas, não tenho a mínima dúvida em pensar que é do cruzamento de linhas de investigação aparentemente tão díspares que saem as soluções mais ricas. Outros exemplos são a inspiração na biologia para a modelação de grandes populações de robots, ou nas neurociências (por exemplo a Teoria das Emoções de A. Damásio) para construir arquitecturas de robots baseadas em emoções. Estes são rumos seguidos por investigadores do grupo de que faço parte no Instituto de Sistemas e Robótica do IST, entre os quais eu próprio.
(conclui amanhã)

Turing Machine - Um leitor do Turing Machine sugeriu a seguinte pergunta: não poderá ser a Vida Artificial um meio mais eficaz para atingir a Inteligência Artificial Forte (à maneira de Hofstader) do que a tradicional IA, simbólica e muitas vezes dirigida para problemas específicos?
Professor Pedro Lima - Já fiz de alguma forma referência a este assunto na resposta à pergunta 4, quando falei no problema levantado por Penrose. Não sou um especialista em IA ou em Vida Artficial (antes em Robótica, mais de um ponto de vista de Teoria de Sistemas) para poder discutir com autoridade estas questões de índole mais filosófica, embora me enteresse por elas e, obviamente, pela investigação em IA e em Vida Artificial. No entanto, a minha opinião é que a Vida Artificial, tal como também a ideia de emergência de comportamentos inteligentes defendida por Rodney Brooks, dificilmente poderão emular comportamentos sofisticados (embora já o façam há alguns anos para comportamentos relativamente simples) sem uma dose de "coerência" imposta por abordagens mais "dirigidas a objectivos" e onde a engenharia tem um papel (por exº.: arquitecturas hierárquicas, decomposição de tarefas e agregação de informação sensorial, modelos do mundo). São seguramente excelentes veículos para estudar o paralelismo entre seres biológicos e robots, mas dificilmente o serão para construir máquinas úteis, com intenções, autónomas e "inteligentes".

Obrigado, Professor Pedro Lima!