Robótica

Crean un gato robot que persigue y caza a un ratón robot

Usa la Inteligencia Artificial para replicar el funcionamiento del cerebro

Crean un gato robot que persigue y caza a un ratón robot
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Redacción T21

Un juego robótico del gato y el ratón muestra cómo chips de IA inspirados en el cerebro, con escaso consumo de energía, pueden aplicarse a la conducción autónoma, a la Internet de las cosas y a los dispositivos para el hogar inteligente.

Investigadores de la Universidad de Tsinghua en China han robotizado el juego del gato y el ratón y conseguido que un robot gato persiga y acose a un ratón robot.

El robot gato de llama Tianjicat y dispone de un chip informático inspirado en el cerebro (neuromórfico), llamado TianjicX, que ejecuta diversas instrucciones de Inteligencia Artificial para perseguir al ratón robot, configurado a su vez para moverse al azar entro de un espacio con obstáculos.

La tarea, desde el punto de vista de la robótica, no es sencilla y, para que funcionara, Tianjicat tuvo que rastrear al ratón robot mediante reconocimiento visual y la detección de sonido.

Con esta información, debía “concebir” cómo perseguir al ratón robot durante sus desplazamientos y calcular cuál sería el mejor camino para interceptarlo, sorteando diferentes obstáculos.

Al final lo consiguió, y los investigadores destacan que el chip TianjicX redujo a la mitad la cantidad de energía requerida para que el gato robot tomara decisiones durante la persecución, en comparación con un chip para la computación de IA diseñado por la compañía NVIDIA.

Ejemplo neuromórfico

Los investigadores destacan que se trata de un ejemplo de experimentos con sistemas neuromórficos que podrían permitir que pequeños robots tomen decisiones utilizando recursos informáticos y potencia limitados.

En la vida real, los robots móviles autónomos suelen tener cantidades limitadas de energía para moverse y tomar decisiones. Esta limitación se convierte en un desafío durante las misiones de búsqueda y rescate, así como en la investigación exploratoria. El nuevo desarrollo ha superado este desafío.

"Estábamos ansiosos por diseñar un chip neuromórfico que funcionara como el cerebro de los robots, permitiéndole tener una poderosa capacidad de procesamiento inteligente y de hacer frente a entornos complejos y desconocidos", manifiesta Luping Shi, uno de los autores del estudio, citado por la AAAS.

Multitarea en tiempo real

Destaca AAAS que los robots están entrando lentamente en el ámbito de la multitarea en tiempo real, pero que antes de que realmente puedan cruzar ese puente, sus sistemas de hardware deben actualizarse.

"El robot inteligente multitarea necesita un alto poder de cómputo, alta concurrencia, bajo consumo de energía, alta flexibilidad de programación de recursos y hardware de cómputo fácil de usar, para ejecutar algoritmos intensivos localmente en tiempo real", destacan los autores del nuevo desarrollo.

En este momento, las unidades de procesamiento no pueden satisfacer de manera eficiente las necesidades de AI para un procesamiento económico, simultáneo y adaptable. Pero los sistemas neuromórficos, que abordan la computación de manera más cooperativa, podrían ser una solución, añaden.

Nuevo sistema neuromórfico

Para inventar un nuevo sistema de computación neuromórfica que pueda admitir redes neuronales de manera holística, crearon un modelo llamado Rivulet, basado en cómo las diferentes partes del cerebro humano trabajan juntas para completar muchas tareas a la vez.

Se inspiraron en las características de concurrencia y cooperación en múltiples regiones del cerebro, para proponer un modelo de ejecución que permite múltiples tareas de redes neuronales para programar recursos en el chip de manera eficiente, flexible y simultánea.

Mediante Rivulet, los autores construyeron el chip electrónico TianjicX, así como software adicional. Luego incorporaron ambos en un robot móvil autónomo llamado Tianjicat y lo ejecutaron a través de un juego de demostración del gato y el ratón.

Gato y ratón

El juego del gato y el ratón necesita la colaboración de información sensorial múltiple para lidiar con escenarios complejos y dinámicos, lo que se considera clave para que los robots alcancen una inteligencia similar a la humana, destacan los protagonistas de este desarrollo.

A lo largo de la demostración, el chip neuromórfico y su software de soporte ayudaron al robot a realizar intensas tareas múltiples. Un análisis más detallado reveló que TianjicX redujo a la mitad la cantidad de energía que Tianjicat consumía mientras procesaba información, y redujo significativamente los retrasos entre la toma de decisiones y la acción subsiguiente.

Según los investigadores, estos hallazgos muestran cómo su plataforma podría usarse en la investigación sobre IA y en escenarios del mundo real.

"Proporcionamos una plataforma de exploración para los investigadores de IA y promovemos el estudio de la Inteligencia Artificial inspirada en el cerebro", destacan.

Escenarios informáticos

"Nuestra plataforma también tiene un gran potencial para aplicarse en escenarios informáticos de vanguardia debido a su capacidad de procesamiento multitarea, como conducción autónoma, Internet de las cosas y dispositivos para el hogar inteligente", concluyen.

Los sistemas neuromórficos aún no se han comercializado a gran escala, pero sus requisitos de tamaño, peso y potencia relativamente bajos podrían proporcionar ventajas prácticas para el despliegue robótico, destaca al respecto NewScientist.

Referencia

Neuromorphic computing chip with spatiotemporal elasticity for multi-intelligent-tasking robots. Xjing Pei et al. Science Robotics, 15 Jun 2022; Vol 7, Issue 67.DOI: 10.1126/scirobotics.abk2948

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