What intelligent machines can learn from a school of fish | Radhika Nagpal

Traductor: Silvina Katz Revisor: Ciro Gomez

In my early days as a graduate student,

En mis primeros días de estudiante

I went on a snorkeling trip off the coast of the Bahamas.

fui a hacer esnórquel, en la costa de las Bahamas.

I'd actually never swum in the ocean before,

En realidad, nunca había nadado en el océano antes,

so it was a bit terrifying.

así que fue un poco aterrador.

What I remember the most is, as I put my head in the water

Lo que más recuerdo es que, al meter la cabeza en el agua

and I was trying really hard to breathe through the snorkel,

y tratar de respirar a través del esnórquel,

this huge group of striped yellow and black fish

un enorme grupo de peces rayados, amarillos y negros

came straight at me ...

vinieron directamente a mí...

and I just froze.

y me quedé helada.

And then, as if it had suddenly changed its mind,

Y entonces, como si hubieran cambiado repentinamente de opinión,

came towards me and then swerved to the right

vinieron hacia mí y y luego giraron a la derecha

and went right around me.

y se me acercaron.

It was absolutely mesmerizing.

Fue absolutamente fascinante.

Maybe many of you have had this experience.

Tal vez muchos de Uds. han tenido esta experiencia.

Of course, there's the color and the beauty of it,

Por supuesto, está el color y la belleza de esto,

but there was also just the sheer oneness of it,

pero también fue solo la pura unidad de ello,

as if it wasn't hundreds of fish

no como si fueran cientos de peces

but a single entity with a single collective mind

sino una sola entidad con una sola mente colectiva

that was making decisions.

que estaba tomando decisiones.

When I look back, I think that experience really ended up determining

Cuando miro hacia atrás, creo que esto realmente determinó

what I've worked on for most of my career.

en lo que trabajaría la mayoría de mi carrera.

I'm a computer scientist,

Soy científica en informática

and the field that I work in is artificial intelligence.

y trabajo en inteligencia artificial.

And a key theme in AI

Y un tema clave en IA

is being able to understand intelligence by creating our own computational systems

es ser capaz de entender la inteligencia creando nuestros propios sistemas

that display intelligence the way we see it in nature.

que muestren inteligencia como la vemos en la naturaleza.

Now, most popular views of AI, of course, come from science fiction and the movies,

Las opiniones más populares de IA, vienen de la ciencia ficción y las películas

and I'm personally a big Star Wars fan.

y yo soy una gran fan de Star Wars.

But that tends to be a very human-centric view of intelligence.

Pero eso tiende a una visión de la inteligencia muy humana.

When you think of a fish school,

Cuando se piensa en un banco de peces

or when I think of a flock of starlings,

o en una familia de estorninos,

that feels like a really different kind of intelligence.

se siente como otro tipo de inteligencia.

For starters, any one fish is just so tiny

Para empezar, cualquier pez es tan pequeño

compared to the sheer size of the collective,

comparado con el tamaño total del colectivo

so it seems that any one individual

que parece que cualquier individuo

would have a really limited and myopic view of what's going on,

tendría un alcance realmente limitado y miope de lo que pasa.

and intelligence isn't really about the individual

y la inteligencia no trata de individuos

but somehow a property of the group itself.

sino de alguna manera de una propiedad del grupo mismo.

Secondly, and the thing that I still find most remarkable,

En segundo lugar, y lo que que todavía encuentro más notable,

is that we know that there are no leaders supervising this fish school.

es que sabemos que no hay líderes supervisando estos peces.

Instead, this incredible collective mind behavior

En vez de eso, este increíble comportamiento mental colectivo

is emerging purely from the interactions of one fish and another.

está emergiendo puramente de las interacciones de un pez y otro.

Somehow, there are these interactions or rules of engagement

De alguna manera, estas interacciones o reglas de juego

between neighboring fish

entre peces vecinos

that make it all work out.

hacen que todo funcione.

So the question for AI then becomes,

Así que la pregunta para IA se convierte en:

what are those rules of engagement that lead to this kind of intelligence,

¿cuáles son esas reglas de juego que llevan a este tipo de inteligencia?

and of course, can we create our own?

y claro, ¿podemos crear la nuestra?

And that's the primary thing that I work on with my team in my lab.

Y eso es lo principal en que trabajo con mi equipo en mi laboratorio.

We work on it through theory,

Trabajamos en ello a través de la teoría,

looking at abstract rule systems

mirando los sistemas de reglas abstractas

and thinking about the mathematics behind it.

y pensando en las matemáticas de fondo.

We also do it through biology, working closely with experimentalists.

También lo hacemos mediante la biología, en conjunto con los experimentalistas.

But mostly, we do it through robotics,

Pero, sobre todo, a través de la robótica

where we try to create our own collective systems

donde intentamos crear nuestros propios sistemas colectivos

that can do the kinds of things that we see in nature,

que puedan hacer el tipo de cosas como en la naturaleza,

or at least try to.

o al menos intentarlo.

One of our first robotic quests along this line

Una de nuestras primeras misiones robóticas en esta línea

was to create our very own colony of a thousand robots.

fue crear nuestra propia colonia de mil robots.

So very simple robots,

Robots muy simples,

but they could be programmed to exhibit collective intelligence,

pero que podrían ser programados para exhibir inteligencia colectiva,

and that's what we were able to do.

y eso es lo que pudimos hacer.

So this is what a single robot looks like.

Así que así es como se ve un robot.

It's quite small, about the size of a quarter,

Es bastante pequeño, del tamaño de una moneda,

and you can program how it moves,

y se puede programar cómo se mueven,

but it can also wirelessly communicate with other robots,

pero también pueden comunicarse inalámbricamente con otros robots,

and it can measure distances from them.

y puede medir las distancias entre ellos.

And so now we can start to program exactly an interaction,

Ahora podemos empezar a programar exactamente una interacción,

a rule of engagement between neighbors.

una regla de juego entre vecinos.

And once we have this system,

Y una vez que tengamos este sistema,

we can start to program many different kinds of rules of engagement

podemos empezar a programar diferentes tipos de reglas de juego.

that you would see in nature.

como se vería en la naturaleza.

So for example, spontaneous synchronization,

Así, por ejemplo, una sincronización espontánea,

how audiences are clapping and suddenly start all clapping together,

cómo aplaude el público y de repente empiezan a aplaudir juntos,

the fireflies flashing together.

las luciérnagas brillando juntas.

We can program rules for pattern formation,

Podemos programar reglas para la formación de patrones,

how cells in a tissue

cómo las células en un tejido

determine what role they're going to take on

determinar qué papel van a asumir

and set the patterns of our bodies.

y fijar los patrones del cuerpo.

We can program rules for migration,

Podemos programar reglas para la migración,

and in this way, we're really learning from nature's rules.

y de esta manera, aprendemos de las reglas de la naturaleza.

But we can also take it a step further.

Pero también podemos ir un paso más allá.

We can actually take these rules that we've learned from nature

Podemos tomar las reglas que hemos aprendido de la naturaleza

and combine them and create entirely new collective behaviors

y combinarlas y crear conductas colectivas completamente nuevas

of our very own.

propiamente nuestras.

So for example,

Así que, por ejemplo,

imagine that you had two different kinds of rules.

imaginen tener dos tipos diferentes de reglas.

So your first rule is a motion rule

La primera regla es una de moción

where a moving robot can move around other stationary robots.

donde un robot en movimiento puede moverse alrededor de otros estáticos.

And your second rule is a pattern rule

Y la segunda regla es una regla patrón

where a robot takes on a color based on its two nearest neighbors.

en que un robot toma el color de sus dos vecinos más cercanos.

So if I start with a blob of robots in a little pattern seed,

Así que si empiezo con una pizca de robots en una pequeña semilla patrón.

it turns out that these two rules are sufficient for the group

resulta que estas dos reglas son suficientes para que el grupo

to be able to self-assemble a simple line pattern.

pueda autoensamblarse en un simple patrón de líneas.

And if I have more complicated pattern rules,

Y si las reglas son más complicadas,

and I design error correction rules,

y diseño reglas de corrección de errores,

we can actually create really, really complicated self assemblies,

realmente podemos crear ensambles muy complejos,

and here's what that looks like.

que se ven así.

So here, you're going to see a thousand robots

Así que aquí, van a ver miles de robots

that are working together to self-assemble the letter K.

que trabajan juntos para ensamblar la letra K.

The K is on its side.

La K está tumbada.

And the important thing is that no one is in charge.

Y lo importante es que nadie está al mando.

So any single robot is only talking to a small number of robots nearby it,

Así que cualquier robot solo habla a un pequeño número de robots cercanos,

and it's using its motion rule to move around the half-built structure

y usa su regla de moción para moverse

just looking for a place to fit in based on its pattern rules.

buscando un lugar para encajar basado en sus reglas del patrón.

And even though no robot is doing anything perfectly,

Y aunque ningún robot hace nada perfectamente,

the rules are such that we can get the collective to do its goal

las reglas son tales que podemos conseguir colectivamente lograr el objetivo

robustly together.

sólidamente juntos.

And the illusion becomes almost so perfect, you know --

Y la ilusión se convierte en casi tan perfecta, saben...

you just start to not even notice that they're individual robots at all,

que uno empieza a no darte cuenta de que son robots individuales

and it becomes a single entity,

y se convierten en una sola entidad,

kind of like the school of fish.

como el banco de peces.

So these are robots and rules in two dimensions,

Estos son robots y reglas en dos dimensiones,

but we can also think about robots and rules in three dimensions.

pero también podemos pensar en robots y reglas en tres dimensiones.

So what if we could create robots that could build together?

¿Y si pudiéramos crear robots que podrían construir juntos?

And here, we can take inspiration from social insects.

Y para eso podemos inspirarnos en los insectos sociables.

So if you think about mound-building termites

Si piensan en termitas que construyen montículos

or you think about army ants,

o en ejércitos de hormigas.

they create incredible, complex nest structures out of mud

que crean estructuras increíblemente complejas de nidos de barro

and even out of their own bodies.

e incluso de sus propios cuerpos.

And like the system I showed you before,

Y como el sistema que mostré antes,

these insects actually also have pattern rules

estos insectos en realidad también tienen reglas de patrón

that help them determine what to build,

que les ayudan a determinar qué construir,

but the pattern can be made out of other insects,

pero el patrón puede hacerse de otros insectos

or it could be made out of mud.

o de barro.

And we can use that same idea to create rules for robots.

Y podemos usar la misma idea para crear reglas para robots.

So here, you're going to see some simulated robots.

Así que aquí pueden ver algunos robots simulados.

So the simulated robot has a motion rule,

donde el robot simulado tiene reglas para moverse

which is how it traverses through the structure,

con las que atraviesa la estructura,

looking for a place to fit in,

buscando un lugar para encajar,

and it has pattern rules where it looks at groups of blocks

y tiene reglas de patrón donde se examinan grupos de bloques

to decide whether to place a block.

para decidir si colocar o no un bloque.

And with the right motion rules and the right pattern rules,

Y con las correctas reglas de moción y de patrón

we can actually get the robots to build whatever we want.

podemos conseguir que los robots construyan lo que queramos.

And of course, everybody wants their own tower.

Y por supuesto, todo el mundo quiere su propia torre.

(Laughter)

(Risas)

So once we have these rules,

Así que cuando tengamos esas reglas,

we can start to create the robot bodies that go with these rules.

podemos empezar a crear los robots que sigan las reglas.

So here, you see a robot that can climb over blocks,

Vean un robot que puede trepar los bloques,

but it can also lift and move these blocks

pero también puede levantarlos y moverlos

and it can start to edit the very structure that it's on.

y puede editar la propia estructura donde está.

But with these rules,

Pero con estas reglas,

this is really only one kind of robot body that you could imagine.

en realidad, este es solo uno de los cuerpos imaginables

You could imagine many different kinds of robot bodies.

Pueden imaginarse diferentes tipos de cuerpos.

So if you think about robots that maybe could move sandbags

Si piensan en robots que mueven sacos de arena

and could help build levees,

para ayudar a construir diques,

or we could think of robots that built out of soft materials

o en robots que construyen con materiales blandos

and worked together to shore up a collapsed building --

trabajando juntos para apuntalar un edificio derrumbado...

so just the same kind of rules in different kinds of bodies.

el mismo tipo de reglas en diferentes tipos de cuerpos.

Or if, like my group, you are completely obsessed with army ants,

O si, como en mi grupo, completamente obsesionados con ejércitos de hormigas,

then maybe one day we can make robots that can climb over literally anything

quizás algún día podamos hacer robots que trepen sobre cualquier cosa

including other members of their tribe,

incluyendo a miembros de su tribu,

and self-assemble things out of their own bodies.

y ensamblar cosas de sus propios cuerpos.

Once you understand the rules,

Una vez conocidas las reglas,

just many different kinds of robot visions become possible.

se hacen posibles muchos tipos diferentes de visiones de robots.

And coming back to the snorkeling trip,

Y volviendo al viaje con esnórquel,

we actually understand a great deal about the rules that fish schools use.

realmente entendemos mucho de las reglas usadas por los bancos de peces.

So if we can invent the bodies to go with that,

Así que si podemos inventar los cuerpos que vayan con eso,

then maybe there is a future

tal vez haya un futuro

where I and my group will get to snorkel with a fish school of our own creation.

en el que mi grupo pueda nadar con peces creados por nosotros.

Each of these systems that I showed you

Cada uno de los sistemas que les mostré

brings us closer to having the mathematical and the conceptual tools

nos acerca a tener las herramientas matemáticas y conceptuales

to create our own versions of collective power,

para crear nuestras propias versiones del poder colectivo,

and this can enable many different kinds of future applications,

permitiendo muchas clases diferentes de futuras aplicaciones.

whether you think about robots that build flood barriers

Ya bien si piensan en robots que construyen barreras contra inundaciones

or you think about robotic bee colonies that could pollinate crops

o en colonias de abejas robóticas que podrían polinizar los cultivos

or underwater schools of robots that monitor coral reefs,

o escuelas submarinas de robots que monitorizan los arrecifes de coral,

or if we reach for the stars and we thinking about programming

o si tratamos de alcanzar las estrellas y pensamos en programar

constellations of satellites.

constelaciones de satélites.

In each of these systems,

En cada uno de estos sistemas,

being able to understand how to design the rules of engagement

ser capaz de entender cómo diseñar las reglas del juego

and being able to create good collective behavior

y ser capaz de crear buena conducta colectiva

becomes a key to realizing these visions.

son clave para hacer cumplir estas visiones.

So, so far I've talked about rules for insects and for fish

Hasta ahora he hablado sobre normas para insectos y peces

and for robots,

y para robots,

but what about the rules that apply to our own human collective?

¿y de las reglas que se aplican a nuestro propio colectivo humano?

And the last thought that I'd like to leave you with

El último pensamiento que me gustaría dejarles

is that science is of course itself

es que la ciencia es, por supuesto, ella misma

an incredible manifestation of collective intelligence,

una manifestación increíble de la inteligencia colectiva,

but unlike the beautiful fish schools that I study,

pero a diferencia de los hermosos bancos de peces que estudio,

I feel we still have a much longer evolutionary path to walk.

siento que todavía nos queda un gran camino evolutivo por recorrer.

So in addition to working on improving the science of robot collectives,

Así que además de trabajar para mejorar la ciencia de los robots colectivos,

I also work on creating robots and thinking about rules

también trabajo en la creación de robots y pensar en las reglas

that will improve our own scientific collective.

que mejorarán nuestra propia colectividad científica.

There's this saying that I love:

Hay un dicho que me encanta:

who does science determines what science gets done.

quien hace ciencia determina lo que la ciencia produce.

Imagine a society

Imaginen una sociedad

where we had rules of engagement

con reglas de juego

where every child grew up believing that they could stand here

donde cada niño puede crecer pensando que puede estar aquí

and be a technologist of the future,

y ser un tecnólogo del futuro,

or where every adult

o donde cada adulto

believed that they had the ability not just to understand but to change

crea tener la habilidad no solo para entender, sino para cambiar

how science and technology impacts their everyday lives.

cómo la ciencia y la tecnología impactan en su vida cotidiana.

What would that society look like?

¿Cómo sería esa sociedad?

I believe that we can do that.

Creo que podemos hacerlo.

I believe that we can choose our rules,

Creo que podemos elegir nuestras reglas,

y nosotros como ingenieros no solo diseñamos robots,

and we engineer not just robots

but we can engineer our own human collective,

sino podemos hacer crear nuestro propio colectivo humano,

and if we do and when we do, it will be beautiful.

y si lo hacemos y cuando lo hagamos, será hermoso.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)