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1. Qué es la IA corporizada

1.1 Definición​

La IA corporizada integra inteligencia artificial en sistemas físicos, como robots y vehículos inteligentes. Mediante un cuerpo, utiliza un lazo cerrado de percepción, decisión y acción para interactuar dinámicamente con el mundo real.

La definición contiene tres ideas:

  • Cuerpo: el agente tiene sensores y actuadores para observar y modificar el entorno. Suele ser un robot real; en investigación y entrenamiento también puede ser un robot virtual en simulación.
  • Interacción: las acciones cambian el entorno y esos cambios determinan lo que se observará después.
  • Lazo cerrado: percepción, decisión y acción se repiten continuamente. El agente no se limita a mirar una vez y producir una respuesta.

1.2 El ciclo de percepción, decisión y acción​

Un robot que juega al fútbol busca marcar sin perder el equilibrio:

IA corporizada · Información y acción

De observar el mundo a cambiarlo

Selecciona una etapa para explorar sus entradas, procesamiento y salidas.

Ciclo continuo

Dentro del robot

Mundo exterior

Percepción y comprensión

¿Cuál es el estado del mundo y del robot?

Entrada
Imágenes de cámara, ángulos articulares y postura corporal.
Procesamiento
Detectar el balón, la portería y el portero; estimar sus posiciones respecto al robot.
Salida
Una estimación del estado de la escena y del robot.

En el campo de fútbolVer el balón delante y al portero cubriendo el lado derecho de la portería.

Una vista del flujo de información: en un robot real, estas etapas funcionan de forma continua a frecuencias distintas.

El ciclo se repite durante todo el golpeo y cada etapa funciona a su ritmo: la visión puede detectar balón y portería decenas de veces por segundo, mientras que los controladores articulares pueden actualizarse cientos o miles de veces por segundo.

En la demo 3D puedes girar la vista y cambiar la velocidad para seguir el ciclo paso a paso:

Fútbol robótico · Un lazo cerrado en 3D

Enseña a un robot a marcar un gol

Robot que chutaPortero

Preparando el campo 3D…

Las nuevas observaciones vuelven a la percepción

PercepciónLa cámara capta el campo e identifica el balón, la portería y el portero.
Reproduce la demo o selecciona una etapa para explorarla paso a paso. Mover al portero reinicia la demo. Observa cómo cambia la dirección del tiro. El movimiento está simplificado para ilustrar el lazo cerrado.

«Percepción, decisión y acción» es una descripción funcional. Un sistema real puede usar varios módulos que colaboran o un único modelo que desempeña varias funciones.

1.3 Tener un cuerpo cambia el problema​

Muchos sistemas de IA procesan datos ya recogidos: reciben una imagen y producen una etiqueta, o reciben texto y generan una respuesta. Un agente corporizado debe actuar en su entorno, lo que introduce diferencias fundamentales:

AspectoIA que procesa datos estáticosIA corporizada
Origen de los datosConjuntos existentes recibidos de forma pasivaSus propias acciones determinan la siguiente observación
SalidaEtiquetas, texto o imágenesAcciones que afectan al mundo físico
Coste de los erroresNormalmente se puede volver a generarCaídas, roturas o colisiones, a menudo irreversibles
TiempoPuede calcular sin conexión; tardar más es aceptableDebe actuar dentro del ciclo de control o pierde el equilibrio o la oportunidad
Escala de datosGrandes cantidades de texto e imágenes de internetDatos de interacción que hay que recoger específicamente; caros y escasos

Esto explica por qué los grandes modelos avanzan rápidamente en conversación y escritura, pero doblar ropa o hacer tareas domésticas de forma fiable sigue siendo difícil. El capítulo 5 analiza estos problemas.

La paradoja de Moravec​

En 1988, Hans Moravec observó que era relativamente fácil lograr que un ordenador rindiera como un adulto en pruebas de inteligencia o en las damas, pero difícil o imposible darle la percepción y movilidad de un niño de un año. Esta observación se conoce como paradoja de Moravec.

Su explicación era que la percepción y el movimiento proceden de una evolución muy larga: están tan optimizados que los realizamos sin esfuerzo y no percibimos su dificultad. El razonamiento abstracto apareció mucho después y resulta más fácil de expresar como reglas. Por eso, acciones aparentemente sencillas, como recoger una taza desconocida o mantener el equilibrio en un suelo resbaladizo, pueden ser las más difíciles.

1.4 El cuerpo determina qué se puede aprender​

Un mismo algoritmo puede comportarse de forma muy distinta según el cuerpo:

  • Los sensores determinan las observaciones: una cámara superior puede no ver los detalles junto a la pinza; una cámara en la muñeca facilita la manipulación cercana.
  • Los actuadores determinan las acciones: una pinza paralela sirve para objetos regulares; girar un bolígrafo en la mano o una tapa requiere una mano con mayor destreza.
  • La forma determina dónde puede ir: las ruedas son eficientes en suelo plano, pero no suben escaleras; las patas superan obstáculos, aunque son más difíciles de controlar.

Antes de discutir un método, especifica en qué cuerpo funciona. El capítulo 4 presenta las plataformas habituales.

1.5 IA corporizada y robótica​

Los robots son la plataforma principal de la IA corporizada. Los campos se solapan, pero enfatizan aspectos distintos:

  • La robótica estudia diseño, modelado, percepción, planificación y control; aporta cinemática, dinámica, estimación de estado y teoría de control.
  • La IA corporizada enfatiza la interacción entre inteligencia, cuerpo y entorno: cómo aprender tareas mediante la interacción y generalizar a objetos, entornos e instrucciones nuevos.

La investigación combina habitualmente modelado y control robóticos con métodos de aprendizaje automático basados en datos. Los fundamentos cubren ambas partes.

También suelen incluirse los vehículos autónomos, drones y agentes virtuales que aprenden navegación o manipulación en simulación. Este sitio se centra en robots.

Resumen​

  • La IA corporizada estudia agentes que usan un cuerpo para interactuar y completar tareas mediante percepción, decisión y acción en lazo cerrado.
  • Debe obtener información activamente, asumir consecuencias físicas, cumplir requisitos de tiempo real y afrontar datos escasos.
  • El cuerpo determina observaciones, acciones y entornos alcanzables. Hay que especificarlo al hablar de un método.

Para continuar​

Referencias​

  1. NVIDIA: What is embodied AI?
  2. Hans Moravec. Mind Children: The Future of Robot and Human Intelligence. Harvard University Press, 1988.