La inteligencia artificial (IA) puede definirse como la inteligencia exhibida por máquinas o software. Aunque la búsqueda de la IA sigue siendo un objetivo esquivo y en constante movimiento, se han producido avances innegablemente rápidos y significativos en los campos de la informática, la robótica, la neuroingeniería, la realidad virtual y otras áreas que intentan construir comportamientos inteligentes o imitar y potenciar la inteligencia humana.
Estos recientes avances han ido acompañados de intensos debates y polémicas. Una campaña para Stop Killer Robots sigue en marcha y subraya la preocupación de que la tecnología de IA que hace posible el armamento autónomo “ha alcanzado un punto en el que el desarrollo de tales sistemas es –en la práctica, si no legalmente– factible en años, no en décadas”. Muchos futuristas también predicen y temen la aparición de una singularidad tecnológica para 2045, en la que la sofisticación de las capacidades de la IA eliminará cualquier distinción entre humanos y máquinas. Un futuro menos inquietante –el cumplimiento del Millennium Challenge– está previsto para 2050, cuando se prevé que un equipo de robots humanoides de RoboCup podrá derrotar a los campeones de la Copa Mundial de la FIFA.
A la luz de estas diversas proyecciones, merece la pena dar unos pasos atrás para analizar los antecedentes evolutivos de nuestra propia especie y de la vida misma.
Origen de la vida
El origen de la vida sigue siendo uno de los grandes misterios de la humanidad, complicado por una aparente paradoja del huevo y la gallina: ¿cómo pudieron organizarse en complejas estructuras genéticas unas primitivas sustancias químicas autorreplicantes si estas mismas estructuras son necesarias para que se produzca la replicación? Una elegante solución a esta paradoja fue propuesta por Alexander Graham Cairns-Smith en 1985: la autorreplicación de los cristales de arcilla podría representar el eslabón perdido entre la materia biológicamente inerte y la aparición de la vida orgánica.
Los cristales de arcilla conservan su disposición externa durante el crecimiento y el recrecimiento; se propuso que esta función podría proporcionar los medios para los ciclos iniciales de replicación de moléculas orgánicas atrapadas en un sustrato cristalino. Según la hipótesis, estas moléculas orgánicas atrapadas desarrollaron gradualmente la complejidad necesaria para regular de forma independiente su propia replicación, lo que acabó poniendo en marcha los procesos evolutivos darwinianos que llevaron, a lo largo de millones de años, a toda la vida tal como la conocemos en la Tierra.
En el contexto de los recientes debates sobre los avances en IA, cabe establecer una inquietante analogía: ¿es la humanidad simplemente un peldaño, como los cristales de arcilla, que catalizan la aparición de una especie robótica consciente y dominante? Al examinar esta analogía, proponemos seguir el progreso de las principales iniciativas punteras en IA. En concreto, el reto RoboCup ofrece una forma única de evaluar la trayectoria evolutiva tanto de los sistemas de hardware como de software, lo que nos permite centrarnos en sus distinciones cruciales.
Lecciones del Millennium Challenge
RoboCup, la «Copa del Mundo» de fútbol de robots, se propuso por primera vez en 1997 como problema estándar para impulsar los avances en los campos de la IA, la robótica y la visión artificial. Desde entonces su popularidad se ha disparado, y las competiciones más recientes han atraído a más de 40 000 visitantes y participantes de más de 45 países.
RoboCup presenta varias características que lo distinguen del anterior referente de IA (el ajedrez), a saber, un entorno dinámico, actividad en tiempo real, percepción incompleta del estado, datos sensoriales no simbólicos y control distribuido o multiagente. Es importante señalar que RoboCup se divide en dos iniciativas complementarias: las ligas de robots físicos, centradas en el desarrollo de hardware (IA totalmente encarnada); y las ligas de agentes de software (simulación), centradas en el desarrollo de IA virtual. Así, RoboCup constituye una plataforma única para evaluar la trayectoria evolutiva tanto de los sistemas de hardware como de software, ambos necesarios para cumplir el Millennium Challenge.
Las ligas de simulación de RoboCup han atraído tradicionalmente el mayor número de equipos internacionales, llegando a 40 en 2015. La posibilidad de simular partidos de fútbol sin robots físicos elimina muchos problemas de hardware y del entorno (por ejemplo, la temperatura de los motores y las averías), lo que permite a los equipos centrarse en el desarrollo de comportamientos y estrategias de equipo complejos para un mayor número de agentes autónomos.
Figura 1: Ligas físicas (arriba) y de simulación (abajo) de RoboCup
El propósito de las ligas de simulación era servir de plataformas para el desarrollo y la evaluación inicial de módulos de software destinados a integrarse posteriormente en robots físicos. Muchos de estos módulos tienen aplicaciones más allá del ámbito de RoboCup, lo que favorece su extensión y replicación por parte de investigadores del campo más amplio de la robótica y la automatización industriales, una industria de miles de millones de dólares en la que la capacidad de un robot para «ver», «navegar» y tomar decisiones «inteligentes» es fundamental tanto para la rentabilidad como para la seguridad de los compañeros de trabajo humanos.
Además, han surgido numerosas aplicaciones novedosas en las fronteras de disciplinas aparentemente no relacionadas. Por ejemplo, los modelos de teoría de la información desarrollados para cuantificar las interacciones dinámicas en los partidos de fútbol se han aplicado para comprender mejor el comportamiento de enjambre de insectos, aves y peces en términos de su memoria colectiva y de las cascadas de información a larga distancia. Estos modelos también se han aplicado en la neurociencia computacional para modelar la estructura y la conectividad del cerebro humano, y para clasificar patrones diagnósticos detectados por «narices electrónicas».
Pese a algunos logros puntuales y a las mejores intenciones, la adopción por parte de robots físicos de comportamientos inteligentes (desarrollados para las ligas de simulación de RoboCup) es poco frecuente y, cabe decir, se ha ralentizado. ¿Por qué ocurre esto? Una razón es puramente económica, como se describe en un estudio reciente que concluye que los países con una menor financiación educativa están significativamente infrarrepresentados en las ligas de robots físicos. Los robots suelen ser caros de adquirir, mantener y transportar, lo que supone una barrera de entrada elevada para estas instituciones y divide socioeconómicamente la comunidad de investigación en robótica. El resultado es una comunidad diversificada que contribuye a los avances en IA virtual multiagente, ampliando las fronteras de la inteligencia distribuida colectiva a un ritmo que supera a las innovaciones en robots físicos.
El fantasma en la máquina
Aunque las barreras socioeconómicas son de importancia fundamental, no es ni mucho menos la única dimensión que sigue separando el progreso en las ligas de simulación de RoboCup del de las ligas de robots físicos.
Y, de forma crucial, los desarrolladores de las ligas de simulación pueden dedicar mucho más esfuerzo a algoritmos sofisticados de IA multiagente, abriendo nuevos caminos en el estudio de la inteligencia distribuida colectiva. Estos avances reflejan una tendencia importante que subyace a las mejoras de la IA: la IA virtual confinada en redes informáticas puede avanzar a un ritmo mucho más rápido que la IA robótica totalmente encarnada.
La razón de esta tendencia es sencilla. Para que una especie robótica avanzada evolucione, es necesario un ciclo de automejora tanto de las capacidades de software como de hardware (incluidas la percepción, la actuación y la maquinaria de procesamiento). Aunque es probable que se produzcan mejoras rápidas, incluso exponenciales, en la IA dentro de una red cibernética en perpetuo crecimiento, es difícil imaginar que el hardware evolucione a un ritmo suficiente como para permitir que esta inteligencia se encarne en un robot físico. Tales mejoras están fundamentalmente limitadas por las leyes de la naturaleza, y incluso las mejoras del software acabarán topándose con los límites termodinámicos de la información en la computación.
La importancia del software integrado en el hardware ha sido reconocida por muchos investigadores, incluidos los biólogos. Davies observó que la química de los sistemas vivos puede compararse con el hardware, mientras que la información genética y epigenética es análoga al software. Además, la dualidad entre hardware y software se refleja con elegancia en la doble función del ADN, que es a la vez la unidad portadora de la información del genoma humano y un mecanismo físico que permite leer esa información (complementariedad de Watson-Crick). Dadas esta y otras muchas similitudes entre los sistemas naturales y los robóticos, quizá no sorprenda que la evolución de los robots físicos esté, por definición, sujeta a las mismas leyes y restricciones físicas que las aplicables a cualquier otra especie.
Si la IA virtual puede, en principio, evolucionar mucho más rápido que los robots ligados a su hardware, surge una pregunta interesante: ¿puede el software de IA transferirse con facilidad al hardware robótico en cualquier momento? Las primeras respuestas a esta pregunta se dieron ya en 1949, cuando el filósofo británico Gilbert Ryle rechazó el principio de René Descartes del dualismo mente-cuerpo, que suponía que la mente –a diferencia del cuerpo o del cerebro– es una sustancia no física. Esta analogía del «fantasma en la máquina» puede extenderse para describir la IA: una mente virtual encarnada en un cuerpo distribuido (la red informática), que no puede extraerse hacia un hardware robótico sin destruir la esencia de su conciencia. Aunque las capacidades de una inteligencia virtual pueden crecer sin límites hasta llenar una red en perpetuo crecimiento, no será solo una mente de software, sino que estará encarnada en una forma (distribuida) y entrelazada con ella: la red informática.
Figura 2: Encarnación física de un equipo de la liga de simulación de RoboCup
El fantasma es inseparable de la máquina, lo que conduce a una conclusión tranquilizadora: la evolución de la especie robótica seguirá rezagada respecto a la IA virtual orientada al software. Esta conclusión ofrece posibilidades suficientes para orientar una trayectoria ética y responsable para la futura investigación en IA y para la eventual coevolución de la humanidad y la IA. Muchas de estas vías implican aprovechar la tecnología para potenciar la inteligencia humana, ya sea en su forma actual (dispositivos), mediante implantes cibernéticos o mediante la edición genética. En cualquier caso, es de importancia fundamental que ninguna entidad, realidad o constructo virtual se convierta en un único punto de fallo para la prosperidad futura de nuestro mundo físico.
El Annual Meeting of the New Champions 2015 se celebra en Dalian (China), del 9 al 11 de septiembre.
Autor: Prof. Mikhail Prokopenko, director del Grupo de Investigación en Sistemas Complejos, Facultad de Ingeniería e IT, Universidad de Sídney, editor jefe de la especialidad de Inteligencia Computacional en Frontiers in Robotics and AI; David M. Budden, candidato a Ph.D. en el Laboratorio de Biología de Sistemas de la Universidad de Melbourne
Imagen: Un robot se cae mientras otros compiten en un partido de fútbol durante RoboCup 2015, en un centro de exposiciones de Hefei, provincia de Anhui (China), el 19 de julio de 2015. REUTERS/Stringer
