La firma de inteligencia artificial respaldada por Alphabet estĂĄ utilizando juegos virtuales para ayudar a que sus creaciones digitales se muevan mĂĄs como humanos.

por AMIT KATWALA

EL INTENTO DE DEEPMIND DE enseñar a una IA a jugar fĂștbol comenzĂł con un jugador virtual retorciĂ©ndose en el suelo, por lo que clavĂł al menos un aspecto del juego desde el inicio. 

Pero precisar la mecĂĄnica del hermoso juego, desde conceptos bĂĄsicos como correr y patear hasta conceptos de orden superior como el trabajo en equipo y las entradas, resultĂł mucho mĂĄs desafiante, como lo demuestra una nueva investigaciĂłn de la firma de inteligencia artificial respaldada por Alphabet. El trabajo, publicado esta semana en la revista Science Robotics , puede parecer frĂ­volo, pero aprender los fundamentos del fĂștbol algĂșn dĂ­a podrĂ­a ayudar a los robots a moverse por nuestro mundo de formas mĂĄs naturales y humanas.

montĂłn de tres balones de fĂștbol desinflados
FOTOGRAFÍA: PAUL TAYLOR/GETTY IMAGES

“Para ‘resolver’ el fĂștbol, ​​hay que resolver muchos problemas abiertos en el camino hacia la inteligencia artificial general [AGI]”, dice Guy Lever, cientĂ­fico investigador de DeepMind. “EstĂĄ el control del cuerpo humanoide completo, la coordinaciĂłn, que es realmente difĂ­cil para AGI, y en realidad dominar el control motor de bajo nivel y cosas como la planificaciĂłn a largo plazo”.

Una IA tiene que recrear todo lo que hacen los jugadores humanos, incluso las cosas en las que no tenemos que pensar conscientemente, como precisamente cĂłmo mover cada extremidad y mĂșsculo para conectarse con una pelota en movimiento, tomando cientos de decisiones por segundo. El tiempo y el control necesarios incluso para los movimientos mĂĄs bĂĄsicos pueden ser sorprendentemente difĂ­ciles de precisar, como recordarĂĄ cualquiera que haya jugado alguna vez al juego de navegador QWOP . â€œHacemos eso sin pensarlo, pero ese es un problema realmente difĂ­cil para la IA, y no estamos muy seguros de cĂłmo lo hacen los humanos”, dice Lever.

Los agentes humanoides simulados de DeepMind se modelaron en humanos reales, con 56 puntos de articulación y un rango de movimiento limitado, lo que significa que no podían, por ejemplo, rotar la articulación de la rodilla en ångulos imposibles al estilo de Zlatan Ibrahimovic. Para empezar, los investigadores simplemente les dieron a los agentes una meta (correr, por ejemplo, o patear una pelota) y les permitieron descubrir cómo llegar allí mediante ensayo y error y aprendizaje por refuerzo, como se hacía en el pasado cuando los investigadores enseñó a humanoides simulados a sortear carreras de obståculos (con resultados cómicos y poco naturales).

From Motor Control to Team Play in Simulated Humanoid Football

“Esto realmente no funcionó”, dice Nicolas Heess, tambiĂ©n cientĂ­fico investigador de DeepMind y uno de los coautores del artĂ­culo con Lever. Debido a la complejidad del problema, la gran variedad de opciones disponibles y la falta de conocimiento previo sobre la tarea, los agentes realmente no tenĂ­an idea de por dĂłnde empezar, de ahĂ­ las contorsiones y contracciones.

Entonces, en cambio, Heess, Lever y sus colegas usaron primitivas motoras probabilĂ­sticas neurales (NPMP), un mĂ©todo de enseñanza que empujĂł el modelo de IA hacia patrones de movimiento mĂĄs parecidos a los humanos, con la expectativa de que este conocimiento subyacente ayudarĂ­a a resolver el problema de cĂłmo moverse por el campo de fĂștbol virtual. â€œBĂĄsicamente sesga su control motor hacia un comportamiento humano realista, movimientos humanos realistas”, dice Lever. â€œY eso se aprende de la captura de movimiento, en este caso, actores humanos jugando al fĂștbol”.

Esto “reconfigura el espacio de acciĂłn”, dice Lever. Los movimientos de los agentes ya estĂĄn restringidos por sus cuerpos y articulaciones similares a los humanos que solo pueden doblarse de ciertas maneras, y estar expuestos a datos de humanos reales los restringe aĂșn mĂĄs, lo que ayuda a simplificar el problema. â€œHace que las cosas Ăștiles sean mĂĄs fĂĄciles de descubrir por ensayo y error”, dice Lever. NPMP acelera el proceso de aprendizaje. Se debe lograr un “equilibrio sutil” entre enseñar a la IA a hacer las cosas de la manera en que las hacen los humanos y, al mismo tiempo, darle suficiente libertad para descubrir sus propias soluciones a los problemas, que pueden ser mĂĄs eficientes que las que se nos ocurren a nosotros mismos. .

El entrenamiento båsico fue seguido por ejercicios para un solo jugador: correr, driblar y patear la pelota, imitando la forma en que los humanos pueden aprender a jugar un nuevo deporte antes de sumergirse en una situación de partido completo. Las recompensas de aprendizaje por refuerzo eran cosas como seguir con éxito un objetivo sin el balón o driblar el balón cerca de un objetivo. Este plan de estudios de habilidades fue una forma natural de desarrollar tareas cada vez mås complejas, dice Lever.

El objetivo era alentar a los agentes a reutilizar las habilidades que podrĂ­an haber aprendido fuera del contexto del fĂștbol dentro de un entorno de fĂștbol, ​​para generalizar y ser flexibles al cambiar entre diferentes estrategias de movimiento. Los agentes que habĂ­an dominado estos ejercicios fueron utilizados como maestros. De la misma manera que se alentĂł a la IA a imitar lo que habĂ­a aprendido de la captura de movimiento humano, tambiĂ©n se la recompensĂł por no desviarse demasiado de las estrategias que los agentes docentes usaron en escenarios particulares, al menos al principio. â€œEste es en realidad un parĂĄmetro del algoritmo que se optimiza durante el entrenamiento”, dice Lever. â€œCon el tiempo, en principio, pueden reducir su dependencia de los maestros”.

Con sus jugadores virtuales entrenados, era hora de un poco de acción en los partidos: comenzando con juegos de 2 contra 2 y 3 contra 3 para maximizar la cantidad de experiencia que los agentes acumularon durante cada ronda de simulación (e imitando cómo los jugadores jóvenes comienzan con juegos pequeños en la vida real). ). Los aspectos mås destacados , que puedes ver aquí, tienen la energía caótica de un perro persiguiendo una pelota en el parque: los jugadores no corren sino que tropiezan hacia adelante, perpetuamente a punto de caer al suelo. Cuando se marcan goles, no se debe a movimientos de pase intrincados, sino a despejes prometedores y rebotes similares a los de un futbolín en la pared trasera.

Sin embargo, aunque en los juegos los agentes fueron recompensados ​​​​solo por marcar goles, los investigadores rĂĄpidamente vieron que comenzaban a surgir propiedades como el trabajo en equipo. â€œAl comienzo del entrenamiento, todos los agentes simplemente corrĂ­an hacia el balĂłn y, en algĂșn momento, despuĂ©s de unos dĂ­as, veĂ­amos que los agentes se daban cuenta de que uno de sus compañeros de equipo tenĂ­a el control del balĂłn y se daba la vuelta. y correr por el campo, anticipando que su compañero de equipo intentarĂ­a anotar o tal vez pasar el balĂłn”, dice Lever. Es la primera vez que se ve tal coordinaciĂłn y trabajo en equipo en una IA tan compleja y de acciĂłn rĂĄpida. â€œEse es uno de los avances que me interesa”, dice Lever.

ÂżEn cuanto al punto de todo esto? No se trata de dominar la Copa Mundial de Robots ; Heess estĂĄ trabajando para imbuir algunas de las habilidades de nivel inferior que los agentes han aprendido en los robots fĂ­sicos para que se muevan de manera mĂĄs “segura y natural” en el mundo real. Eso no es solo para que no asusten a los humanos que interactĂșan con ellos, sino tambiĂ©n porque los movimientos irregulares y nerviosos que puede producir el aprendizaje por refuerzo no estructurado podrĂ­an dañar a los robots que no estaban optimizados para moverse de esa manera, o simplemente desperdiciar energĂ­a. .

Todo es parte del trabajo sobre la “inteligencia incorporada”, la idea de que se podrĂ­a requerir una inteligencia artificial general para moverse por el mundo en algĂșn tipo de forma fĂ­sica, y que la naturaleza de esa forma podrĂ­a determinar la forma en que se comporta. â€œEs interesante tanto en mundos simulados, que presentan cada vez mĂĄs simulaciones basadas en la fĂ­sica, como para desarrollar mĂ©todos para el aprendizaje de robots”, dice Heess.

Eventualmente, estos jugadores digitales un poco cĂłmicos podrĂ­an ayudar tanto a los robots como a los avatares del metaverso a moverse en formas que parecen mĂĄs humanas, incluso si nunca nos ganarĂĄn en el fĂștbol. “El fĂștbol no es realmente un objetivo final en sĂ­ mismo”, dice Lever. “Hay muchas cosas que debes resolver para llegar allí”.

Amit Katwala es escritor sĂ©nior en WIRED y se especializa en largometrajes, ciencia y cultura. Se graduĂł en la Universidad de Oxford con una licenciatura en psicologĂ­a experimental y es autor de dos libros: The Athletic Brain , sobre el auge de la neurociencia en el deporte, y WIRED… Leer mĂĄs

Fuente: https://www.wired.com/story/alphabet-deepmind-ai-humanoids-soccer-camp/

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