Poderia um cérebro sintético tornar a automação da fabricação acessível para todos?

Imagine um futuro em que qualquer pessoa com um sonho possa transformá-lo facilmente em um produto físico. Nesse futuro, tudo que você precisa para tornar o sonho real é comunicar o que você quer através de palavras, não precisando de um diploma de engenharia, formação em design industrial ou fabricação, apenas de uma ideia.

Isso pode (e vai) acontecer, mas primeiro algumas coisas precisam mudar, começando pelo acesso à automação de fabricação.

Neste momento, a automação é o privilégio de grandes fabricantes com, simplesmente, toneladas de dinheiro. Essas organizações dominam a manufatura, porque elas têm os recursos para investir nos meios de automação. Talvez não seja surpreendente que o custo da automação é muito maior que o preço do próprio equipamento – quase três quartos do custo da automação muitas vezes não está no hardware, mas na integração de processo cara, trabalhosa e demorada. Isso inclui a configuração, o treinamento, a certificação, a manutenção e a solução de problemas necessários para executar efetivamente o sistema de automação.


A fabricação moderna pode parecer completamente diferente nos próximos anos, graças à pesquisa que está acontecendo hoje.

Esse ecossistema entrincheirado impediu a disseminação da automação, porque os fabricantes precisam passar pelo portal de integração de processos. A automação não precisa ser proibitivamente cara, mas a interrupção é necessária para romper o reduto da integração e tornar a automação verdadeiramente democrática – o que significa que todos, até mesmo a menor loja, podem adotá-la. A maneira de chegar lá é criando um cérebro sintético.

O que é o cérebro sintético?

O cérebro sintético é uma combinação de hardware e software que, em essência, pode recriar um dos aspectos mais interessantes do ser humano: a capacidade de aprender pela experiência. As partes componentes do cérebro sintético permitem um ambiente de cognição, análise e coleta de dados, que dá a um robô com o cérebro sintético a capacidade de se reprogramar ou “religar” seus circuitos cerebrais em um espaço de horas.

O cérebro sintético é composto por três partes – hardware, software e sensores – para criar o ecossistema perfeito. Os sensores são os olhos e ouvidos que coletam dados, na qual o hardware processa. E o software computacional, que é a inteligência artificial (IA) na forma de aprendizado profundo, pode registrar todas as novas experiências, adicioná-las à sua memória, aprender com essas experiências e usá-las para informar futuras tarefas. De repente, o robô de fabricação não é mais uma máquina de tarefa única que precisa ser pré-programada.


O investimento da Microsoft em FPGAs (field-programmable gate arrays), como a Intel Stratix 10, usada para alimentar o projeto Brainwave, é um benefício para a usabilidade e adoção da tecnologia.

Como o Cérebro Sintético funciona?

A chave para o cérebro sintético é uma peça adaptável de hardware chamada matriz de gate programável em campo, ou FPGA. É um circuito
essencialmente integrado com uma matriz de blocos programáveis ​​que podem ser configurados conforme necessário no campo. Embora os FPGAs existam desde meados dos anos 80, até recentemente, eles têm sido extremamente difíceis de programar e, portanto, não são amplamente utilizados. Mas, graças a um investimento pesado de empresas como a Microsoft, os FPGAs agora têm interfaces melhores que os tornam mais fáceis de programar, ou “ensinar”, e infinitamente mais acessíveis.

O FPGA funciona assim: nos primeiros meses em que um robô equipado com cérebro sintético está em uso, a máquina aprende constantemente novas experiências com base nas várias tarefas que você lhe dá; o robô está aprendendo fazendo, como uma criança. Durante esse tempo, você pode precisar reorganizar o hardware para torná-lo mais eficaz, mas pode fazer isso sem comprar um novo hardware, já que o FPGA é programável. É semelhante ao “religar” do cérebro humano: com base na experiência que você adquire todos os dias.

O componente de software é IA na forma de aprendizado profundo. Até agora, a IA era limitada por ser focada em laser para resolver apenas um problema. Isso significava que, na maior parte do tempo, você não podia aplicar essa inteligência a qualquer situação diferente daquela para a qual foi projetada. Mas, não é assim que o cérebro humano funciona. Seu cérebro é infinitamente capaz de levar qualquer experiência e extrapolar isso para outro cenário, aproveitando o que você aprendeu e aplicando-o em um contexto totalmente diferente. Felizmente, a IA progrediu ao ponto de poder funcionar dessa maneira também.

Como o cérebro sintético tem o IA a bordo, ele não depende da nuvem.

Como o cérebro sintético tem o IA a bordo, ele não depende da nuvem. Em vez disso, ele está continuamente catalogando, aprendendo e construindo os dados do sensor para sempre, ajudando o robô a entender o ambiente e a entender você. A IA está segurando a informação que considera importante e esquecendo o que não é relevante, usando um gargalo para filtrar os dados. A IA de aprendizagem profunda reprograma a rede FPGA conforme necessário para preparar o robô para novas tarefas.

Democratizando o futuro da manufatura

O que isso significa para a fabricação é que, com apenas um robô equipado com um cérebro sintético, qualquer um pode produzir quase qualquer coisa – em qualquer quantidade – porque o robô pode se adaptar e se reprogramar. Uma fábrica tradicional não é mais necessária; o único espaço necessário é abrigar a célula do robô . Melhor ainda, a integração de processos torna-se uma coisa do passado porque todo o conhecimento vem com o cérebro sintético.

Armado com esse conhecimento, o robô pode se aproximar de qualquer tarefa com a capacidade de dizer: “É assim que eu coloco esse material; é assim que eu crio uma lâmina; é assim que eu crio uma asa; é assim que eu crio uma coluna ”, e assim por diante. Isso porque todas as físicas são resolvidas internamente, incluindo a capacidade de trabalhar com diferentes materiais , desde o aço até o polímero até a fibra, permanecendo na mesma célula. O robô é adaptável, não está mais preso em tarefas de coleta e colocação.

Este robô provavelmente não se parece em nada com os robôs industriais das fábricas de hoje. É mais leve; é mais flexível; e requer muito menos energia para operar, assim como os corpos humanos não exigem grandes quantidades de energia para se mover. O robô de cérebro sintético é essencialmente uma interface gráfica com a capacidade de se comunicar com você, processando sua linguagem falada, bem como sua linguagem corporal e expressões faciais. Em conjunto, isso ajudará o robô a entender completamente se o artefato que ele constrói corresponde à ideia que você tem em mente.

Essa comunicação entre o humano e o robô é realmente o que você vai comprar no futuro, não um software ou uma máquina. Você vai comprar o conhecimento para se comunicar e resolver problemas – desde o primeiro momento em que você compra o robô – nenhum treinamento é necessário. Só assim, os meios de automação de fabricação estão disponíveis para qualquer um.

Trazendo o Cérebro Sintético Online

A tecnologia do cérebro sintético só é possível porque o hardware está finalmente mais acessível, a IA progrediu além do aprendizado de função única e os sensores são incrivelmente baratos. Mas, para que a tecnologia realmente se concretize, os grandes e pequenos fabricantes precisam estar abertos à inovação, aceitar novas formas de aprender e trabalhar e aceitar a interrupção. Essa tecnologia apresenta uma oportunidade de se sentir desconfortável, de perder o ritmo conservador tão frequentemente associado à indústria.

Imagina-se, que nos próximos três a cinco anos, ficará cada vez mais claro que uma inovação como o cérebro sintético será necessária para resolver os problemas de projeto, construção e fabricação interfuncional de amanhã. Com a automação disponível para todos, qualquer um, desde engenheiros mecânicos até filósofos e biólogos, podem produzir soluções viáveis ​​para esses problemas. Eles só precisam começar com um sonho.

Fonte: Redshift