Há meio século, 2001: Uma Odisséia no Espaço imaginava um futuro alimentado por computadores de alta tecnologia que pensavam, aprendiam e adaptavam. O ponto central dessa visão era o HAL (computador algorítmico heuristicamente programado) 9000, o computador “senciente” que comandava o navio da tripulação, o Discovery One. No filme, HAL era o centro de controle da missão, suporte de vida e sexto membro da tripulação, possibilitando uma missão ambiciosa de Júpiter para os seis astronautas do navio.
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Hoje, quando procuramos enviar os primeiros humanos para Marte, a ideia de HAL está mais uma vez à frente das mentes dos pesquisadores. Cerca de 15 anos a partir de agora, a NASA planeja colocar os primeiros humanos em órbita ao redor do planeta vermelho, o que significará viajar mais longe da Terra do que nunca. Ao contrário dos frequentadores da lua, esses astronautas não poderão confiar no controle do solo para uma solução rápida. Se algo der errado, eles estarão a 40 minutos de receber uma resposta da Terra.
"'Houston, nós temos um problema' não é realmente uma ótima opção, porque a resposta é muito lenta", como Ellen Stofan, ex-cientista-chefe da Nasa, colocou no mês passado em uma cúpula sobre viagens espaciais sediadas pelo The Atlantic . "Eu continuo dizendo, precisamos de um bom HAL."
Quando chegou às telas do cinema, em 1968, 2001 tornou-se rapidamente um experimento icônico sobre o futuro da humanidade no espaço. Elogiado por sua visão inovadora e atenção aos detalhes científicos, o filme foi saudado na revista WIRED como “uma previsão cuidadosamente planejada para o futuro”.
O HAL, por extensão, tornou-se uma referência cultural importante para quem pensa em inteligência artificial e no futuro dos computadores. Pode falar, ouvir, ler rostos e (principalmente) lábios, interpretar emoções e jogar xadrez; Em 2015, a WIRED se referiu a ele como um "proto-Siri". A tripulação depende disso para tudo - o que se torna um problema quando, a 80 milhões de quilômetros da Terra, o HAL começa a se comportar de forma irregular.
Isso porque o HAL de 2001 não era legal. Como o principal antagonista do filme, acabou por ligar a tripulação na tentativa de “salvar” a missão.
Ainda assim, "muitos cientistas são parte do legado de HAL", escreveu David Stork, agora um cientista da computação na empresa de tecnologia Rambus, em seu livro HAL's Legacy . Para o livro, a Stork entrevistou alguns desses cientistas na ocasião do "aniversário" da HAL (quando entrou em operação pela primeira vez) na linha do tempo da novelização de 2001 .
"Você não pode deixar de se inspirar", diz Jeremy Frank, cientista da computação que lidera o desenvolvimento de IA e outras tecnologias automatizadas para futuras missões humanas da NASA, de 2001, e outras representações de IA em ficção científica. Ele concorda com Stofan que a IA será de vital importância para as missões espaciais humanas. "Nós absolutamente teremos que ter alguma coisa."
O que essa coisa vai ser ainda não está claro, diz Frank. Espera-se que um HAL da vida real monitore os sistemas de suporte à vida a todo momento para evitar qualquer desastre, gerenciar a geração de energia, executar a navegação básica do piloto automático, ficar de olho em sensores para erros e muito mais. Mas o que quer que aconteça, esta IA ajudará a libertar os astronautas dos detalhes do dia-a-dia para que eles possam manter seu foco na missão e na ciência.
"O imenso papel da IA é permitir que os humanos permaneçam fora das trincheiras", diz Steve Chien, líder do grupo de inteligência artificial do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que ajuda os robôs e sondas a escolher quais dados enviar à Terra. selecione objetos e áreas para estudar por conta própria. Para IA, isso significa assumir muitas das tarefas mais mundanas de manutenção e operação da espaçonave (e potencialmente uma base em Marte) para permitir que os astronautas humanos se concentrem em tarefas mais abstratas, como experimentos científicos.
"Essa é uma forma muito mais eficiente de se fazer ciência", diz Chien, cuja equipe ajudou a desenvolver a tecnologia da inteligência artificial que foi usada para o rover Curiosity on Mars. "Não queremos que o astronauta gaste todo o tempo para garantir que o sistema de suporte à vida funcione."
Para uma missão da NASA a Marte, a inteligência artificial poderia assumir parte do trabalho agora feito por dezenas de pessoas trabalhando 24 horas no centro de controle da missão em Houston, Texas. (James Blair / NASA) Mas pedir a um sistema de inteligência artificial que realize todas essas tarefas não é pouca coisa, alerta Frank. Mesmo durante operações normais, o HAL da vida real teria que gerenciar muitos sistemas independentes, alguns dos quais são complexos para operar por conta própria. Para que a IA responda a várias situações, seus criadores teriam que antecipar e mapear todas essas situações. "Leva muito tempo e energia para descrever o problema", diz Frank.
"Haverá muitas coisas complicadas, desde temperatura e pressão até comida e navegação", diz Stork, sobre os desafios que uma IA enfrentaria a cada minuto de uma missão espacial. Em missões espaciais anteriores, esses desafios foram resolvidos por computadores terrestres, astronautas diligentes e até funcionários da NASA com regras de slide.
"Você precisa de sistemas de computador extremamente sofisticados", diz Frank. "Passamos os dias de ir à Lua com o tipo de poder de computação que está no meu iPhone".
Qualquer coisa usada em missões espaciais tem que ser levada ao espaço e trabalhar nos espaços apertados de uma espaçonave, diz Frank, sem mencionar que é capaz de funcionar com uma fonte limitada de energia, geralmente de um pequeno gerador nuclear. Em suma, quanto mais sofisticada for a IA da missão espacial, mais o computador será necessário. Apesar de até onde a tecnologia chegou, Frank aponta, "o software tem massa".
Integrar todos esses softwares juntos será um dos maiores desafios para a criação de um computador com IA de espaçonave, diz Frank - jogar juntos sistemas de computador separados com foco em aspectos diferentes não funcionará. Caso contrário, pode-se acabar com uma situação como uma equipe de remadores não cooperativos em um navio.
"Essas ferramentas nunca foram construídas para serem integradas umas às outras", diz Frank, "não importa em uma espaçonave que foi construída para funcionar com computação limitada".
Em 2001, o problema não é a capacidade da HAL de processar e executar suas tarefas designadas. Em vez disso, quando os astronautas tentam desabilitar algumas das funções de processamento do HAL, ele decide matar os humanos para se preservar. A preocupação de que um computador tão poderoso possa ser desonesto pode parecer estritamente a província da ficção científica. Mas, na verdade, não é um desafio pequeno na mente dos pesquisadores.
"Essa questão existe em todos os sistemas que construímos", diz Chien. "À medida que construímos sistemas cada vez mais complexos, fica cada vez mais difícil entender como eles interagem em um ambiente complexo".
É quase impossível saber como a inteligência artificial complexa realmente funciona. De fato, muitos cientistas da computação ainda descrevem o modo como as máquinas aprendem como uma "caixa preta". Redes neurais artificiais geralmente funcionam muito como o cérebro humano. “Infelizmente, essas redes também são tão opacas quanto o cérebro”, escreve Davide Castelvecchi for Nature . "Em vez de armazenar o que eles aprenderam em um bloco limpo de memória digital, eles difundem as informações de uma maneira extremamente difícil de decifrar."
Isso torna difícil programar em fail-safes, diz Chien, porque é impossível imaginar como uma IA de aprendizado, crescente e adaptada reagirá a cada situação.
Frank acredita que isso irá resultar na programação adequada dos computadores e dos astronautas que trabalham com eles. "Você tem que considerar a IA apenas como uma outra parte do sistema, e às vezes o seu sistema mente para você", diz Frank. Em 2001, o HAL se declara “infalível e incapaz de errar” - mas até os computadores de hoje não são infalíveis. As pessoas que trabalham com um computador com inteligência artificial devem saber não confiar nele de forma reflexiva, mas tratá-lo como qualquer computador normal que, ocasionalmente, possa causar erros.
Agora, 50 anos desde o lançamento de 2001: Uma Odisséia no Espaço, quão perto está o legado da HAL para a visão de Stofan para viagens espaciais profundas?
"Nós o temos em pequenos pedaços agora", diz Stork. Alguns de nossos avanços são notáveis - por exemplo, uma forma de inteligência artificial está em muitos de nossos bolsos com tecnologia de reconhecimento de voz, como Siri, com a qual podemos conversar de forma conversacional. Há o AlphaGo, o computador da IA que venceu um campeão humano do intrincado jogo de estratégia Go. Os computadores da IA até escreveram literatura. Mas todos esses esforços levaram máquinas especialmente adaptadas e anos de trabalho para completar essas tarefas singulares.
"A IA está fazendo muitas coisas incríveis em muitas tarefas focadas, mas conseguir que a IA seja tão estratégica quanto um ser humano inteligente?" Chien diz. "Esse é o desafio de amanhã."
Essa perspectiva se torna mais desafiadora pelo fato de que a NASA, ao contrário do Vale do Silício, tende a ser avessa aos riscos de tentar novas tecnologias, diz Chien. Quando se trata de voo espacial, ele acrescenta, isso é compreensível. "Um milhão de coisas tem que dar certo para que funcione", diz Chien. "Apenas algumas coisas têm que dar errado para não funcionar."
Para Frank, parece extraordinariamente difícil imaginar um computador de IA substituindo todas as funções das pessoas que trabalham no centro de controle de solo da NASA, que sempre conta com pelo menos seis pessoas, 24 horas por dia, sete dias por semana, como HAL. era capaz de. "Mas a boa notícia é que não achamos que você realmente precise substituí-los todos", diz Frank. Para uma missão a Marte, ele aponta, os astronautas ainda poderiam confiar em contato regular, embora não instantâneo, com a Terra.
Na realidade, a IA será mais crucial para as missões do que Marte, onde os astronautas humanos não fazem parte da imagem, diz Chien. Ele e outros cientistas se encontram regularmente para especular sobre esse tipo de futuro distante, por exemplo: como você enviaria uma sonda para explorar os mares profundos da Europa, onde nenhum contato de rádio com a Terra é possível? Que tal enviar uma espaçonave automatizada para um sistema solar completamente diferente?
"A NASA quer ir e fazer coisas em lugares onde você não pode enviar pessoas", diz Chien. "Essas são apenas idéias malucas - isso realmente exigiria AI".
