How computers are learning to be creative | Blaise Agüera y Arcas

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TED


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Tradutor: Cris Babuska Revisor: Maricene Crus
00:12
So, I lead a team at Google that works on machine intelligence;
0
12800
3124
Coordeno uma equipe no Google que lida com I.A.;
00:15
in other words, the engineering discipline of making computers and devices
1
15948
4650
em outras palavras, a engenharia de fazer computadores e aparelhos
00:20
able to do some of the things that brains do.
2
20622
2419
capazes de criar coisas que o cérebro faz.
00:23
And this makes us interested in real brains
3
23439
3099
E isso faz com que nos interessemos por cérebros reais
00:26
and neuroscience as well,
4
26562
1289
e também por neurociência,
00:27
and especially interested in the things that our brains do
5
27875
4172
e nos interessamos, principalmente, por coisas que nosso cérebro faz
que ainda são muito superiores à performance dos computadores.
00:32
that are still far superior to the performance of computers.
6
32071
4042
00:37
Historically, one of those areas has been perception,
7
37209
3609
Historicamente, uma das áreas tem sido percepção,
00:40
the process by which things out there in the world --
8
40842
3039
o processo pelo qual as coisas abstratas,
00:43
sounds and images --
9
43905
1584
sons e imagens,
00:45
can turn into concepts in the mind.
10
45513
2178
podem se tornar conceitos na mente.
00:48
This is essential for our own brains,
11
48235
2517
Isso é essencial para o nosso cérebro
00:50
and it's also pretty useful on a computer.
12
50776
2464
e também muito útil em um computador.
00:53
The machine perception algorithms, for example, that our team makes,
13
53636
3350
Os algorítimos de percepção artificial, criados por nós, por exemplo,
são o que permitem que suas fotos do Google Fotos sejam pesquisáveis,
00:57
are what enable your pictures on Google Photos to become searchable,
14
57010
3874
01:00
based on what's in them.
15
60908
1397
baseando-se no que há nelas.
01:03
The flip side of perception is creativity:
16
63594
3493
O oposto da percepção é a criatividade:
01:07
turning a concept into something out there into the world.
17
67111
3038
transformar um conceito em algo lá fora, para o mundo.
01:10
So over the past year, our work on machine perception
18
70173
3555
Então, ao longo do ano passado, nosso trabalho de percepção artificial
01:13
has also unexpectedly connected with the world of machine creativity
19
73752
4859
também se uniu, inesperadamente, ao mundo da criatividade artificial
01:18
and machine art.
20
78635
1160
e da arte digital.
01:20
I think Michelangelo had a penetrating insight
21
80556
3284
Acho que Michelangelo teve um insight profundo
01:23
into to this dual relationship between perception and creativity.
22
83864
3656
a respeito da relação entre percepção e criatividade.
01:28
This is a famous quote of his:
23
88023
2006
Esta é uma famosa citação dele:
01:30
"Every block of stone has a statue inside of it,
24
90053
3323
"Cada bloco de pedra tem uma escultura interna,
01:34
and the job of the sculptor is to discover it."
25
94036
3002
e o trabalho do escultor é descobri-la."
01:38
So I think that what Michelangelo was getting at
26
98029
3216
Então, penso que Michelangelo estava querendo dizer
01:41
is that we create by perceiving,
27
101269
3180
que nós criamos, através da percepção,
01:44
and that perception itself is an act of imagination
28
104473
3023
e que a percepção por si é um ato de imaginação
01:47
and is the stuff of creativity.
29
107520
2461
e é a tal da criatividade.
01:50
The organ that does all the thinking and perceiving and imagining,
30
110691
3925
O órgão que cria todo pensamento, percepção e imaginação,
01:54
of course, is the brain.
31
114640
1588
é certamente, o cérebro.
01:57
And I'd like to begin with a brief bit of history
32
117089
2545
E eu quero começar com um pouquinho de história
01:59
about what we know about brains.
33
119658
2302
sobre o que sabemos sobre cérebros.
02:02
Because unlike, say, the heart or the intestines,
34
122496
2446
Porque, diferente do coração e dos intestinos,
02:04
you really can't say very much about a brain by just looking at it,
35
124966
3144
você não consegue falar muito sobre o cérebro só olhando pra ele,
02:08
at least with the naked eye.
36
128134
1412
pelo menos a olho nu.
02:09
The early anatomists who looked at brains
37
129983
2416
Os primeiros anatomistas que observaram cérebros
02:12
gave the superficial structures of this thing all kinds of fanciful names,
38
132423
3807
deram às estruturas superficiais todo tipo de nomes fantásticos,
02:16
like hippocampus, meaning "little shrimp."
39
136254
2433
como hipocampo, significando "camarãozinho".
02:18
But of course that sort of thing doesn't tell us very much
40
138711
2764
Mas claro que esse tipo de coisa não nos diz muito
02:21
about what's actually going on inside.
41
141499
2318
sobre o que acontece lá dentro.
02:24
The first person who, I think, really developed some kind of insight
42
144780
3613
A primeira pessoa que eu acho, que, de fato, desenvolveu algum insight
02:28
into what was going on in the brain
43
148417
1930
sobre o que acontecia no cérebro
02:30
was the great Spanish neuroanatomist, Santiago Ramón y Cajal,
44
150371
3920
foi o grande neuroanatomista espanhol, Santiago Ramón y Cajal, no século 19,
02:34
in the 19th century,
45
154315
1544
02:35
who used microscopy and special stains
46
155883
3755
usando microscópio e reagentes especiais,
02:39
that could selectively fill in or render in very high contrast
47
159662
4170
que puderam, seletivamente, preencher ou converter em contraste muito elevado,
02:43
the individual cells in the brain,
48
163856
2008
as células individuais do cérebro,
02:45
in order to start to understand their morphologies.
49
165888
3154
para conseguir entender a morfologia delas.
02:49
And these are the kinds of drawings that he made of neurons
50
169972
2891
E estes são os tipos de desenhos que ele fez dos neurônios no século 19.
02:52
in the 19th century.
51
172887
1209
Este é de um cérebro de pássaro.
02:54
This is from a bird brain.
52
174120
1884
02:56
And you see this incredible variety of different sorts of cells,
53
176028
3057
E vemos esta incrível variedade de diferentes tipos de células,
02:59
even the cellular theory itself was quite new at this point.
54
179109
3435
até mesmo a própria teoria celular era recente nessa época.
03:02
And these structures,
55
182568
1278
E estas estruturas,
03:03
these cells that have these arborizations,
56
183870
2259
estas células que têm essas ramificações,
03:06
these branches that can go very, very long distances --
57
186153
2608
que podem percorrer distâncias muito longas,
03:08
this was very novel at the time.
58
188785
1616
tudo era novidade na época.
03:10
They're reminiscent, of course, of wires.
59
190779
2903
Elas são reminiscência de fios, claro.
03:13
That might have been obvious to some people in the 19th century;
60
193706
3457
Isso pode ter sido óbvio para algumas pessoas no século 19;
03:17
the revolutions of wiring and electricity were just getting underway.
61
197187
4314
as revoluções de telefonia e eletricidade estavam apenas começando.
03:21
But in many ways,
62
201964
1178
Mas de muitas maneiras,
03:23
these microanatomical drawings of Ramón y Cajal's, like this one,
63
203166
3313
esses desenhos microanatômicos do Ramón y Cajal, como este,
03:26
they're still in some ways unsurpassed.
64
206503
2332
ainda são, em alguns pontos, insuperáveis.
03:28
We're still more than a century later,
65
208859
1854
Ainda, depois de um século,
03:30
trying to finish the job that Ramón y Cajal started.
66
210737
2825
estamos tentando concluir aquilo que Ramón y Cajal começou.
03:33
These are raw data from our collaborators
67
213586
3134
Estes são dados brutos de nossos colaboradores
03:36
at the Max Planck Institute of Neuroscience.
68
216744
2881
no Instituto de Neurociência Max Planck.
03:39
And what our collaborators have done
69
219649
1790
E nossos colaboradores estão representando partículas de tecido cerebral.
03:41
is to image little pieces of brain tissue.
70
221463
5001
03:46
The entire sample here is about one cubic millimeter in size,
71
226488
3326
Esta amostra tem aproximadamente um milímetro cúbico,
03:49
and I'm showing you a very, very small piece of it here.
72
229838
2621
e estou mostrando uma parte minúscula dela aqui.
03:52
That bar on the left is about one micron.
73
232483
2346
Aquela barra da esquerda tem em torno de um mícron.
03:54
The structures you see are mitochondria
74
234853
2409
As estruturas que veem são mitocôndrias,
03:57
that are the size of bacteria.
75
237286
2044
que são do tamanho de uma bactéria.
03:59
And these are consecutive slices
76
239354
1551
E estas são fatias consecutivas
04:00
through this very, very tiny block of tissue.
77
240929
3148
através deste minúsculo bloco de tecido.
04:04
Just for comparison's sake,
78
244101
2403
Apenas para efeito de comparação,
04:06
the diameter of an average strand of hair is about 100 microns.
79
246528
3792
o diâmetro de um fio médio de cabelo é de aproximadamente 100 microns.
04:10
So we're looking at something much, much smaller
80
250344
2274
Então, estamos olhando para algo bem menor do que um simples fio de cabelo.
04:12
than a single strand of hair.
81
252642
1398
04:14
And from these kinds of serial electron microscopy slices,
82
254064
4031
E a partir desses tipos de partículas microscópicas de elétrons de série,
04:18
one can start to make reconstructions in 3D of neurons that look like these.
83
258119
5008
podemos começar a reconstruir neurônios em 3D, como estes.
04:23
So these are sort of in the same style as Ramón y Cajal.
84
263151
3157
Estes são do mesmo estilo do Ramón y Cajal.
04:26
Only a few neurons lit up,
85
266332
1492
Poucos neurônios destacaram-se,
04:27
because otherwise we wouldn't be able to see anything here.
86
267848
2781
pois, caso contrário, não conseguiríamos ver nada aqui.
04:30
It would be so crowded,
87
270653
1312
Estaria lotado, muito cheio de estruturas, de neurônios comunicando-se entre si.
04:31
so full of structure,
88
271989
1330
04:33
of wiring all connecting one neuron to another.
89
273343
2724
04:37
So Ramón y Cajal was a little bit ahead of his time,
90
277293
2804
Ramón y Cajal estava um pouco à frente de seu tempo,
04:40
and progress on understanding the brain
91
280121
2555
e o progresso do entendimento do cérebro
04:42
proceeded slowly over the next few decades.
92
282700
2271
seguiu lentamente através das décadas seguintes.
04:45
But we knew that neurons used electricity,
93
285455
2853
Mas sabíamos que os neurônios usavam eletricidade
04:48
and by World War II, our technology was advanced enough
94
288332
2936
e, na Segunda Guerra Mundial, a tecnologia avançou o suficiente
04:51
to start doing real electrical experiments on live neurons
95
291292
2806
para iniciar experimentos elétricos reais em neurônios vivos
04:54
to better understand how they worked.
96
294122
2106
para entender melhor seu funcionamento.
04:56
This was the very same time when computers were being invented,
97
296631
4356
Isso ocorreu na mesma época da invenção dos computadores,
muito baseado na ideia da modelagem cerebral,
05:01
very much based on the idea of modeling the brain --
98
301011
3100
05:04
of "intelligent machinery," as Alan Turing called it,
99
304135
3085
da "maquinaria inteligente", como foi chamada por Alan Turing,
05:07
one of the fathers of computer science.
100
307244
1991
um dos pais da ciência da computação.
05:09
Warren McCulloch and Walter Pitts looked at Ramón y Cajal's drawing
101
309923
4632
Warren McCulloch e Walter Pitts observaram o desenho do córtex visual,
05:14
of visual cortex,
102
314579
1317
de Ramón y Cajal, que estou mostrando aqui.
05:15
which I'm showing here.
103
315920
1562
05:17
This is the cortex that processes imagery that comes from the eye.
104
317506
4442
Este é o córtex que processa as imagens captadas pelo olho.
05:22
And for them, this looked like a circuit diagram.
105
322424
3508
E, para eles, isto parecia um diagrama de circuito.
05:26
So there are a lot of details in McCulloch and Pitts's circuit diagram
106
326353
3835
Então há muitos detalhes no diagrama de McCulloch and Pitts
05:30
that are not quite right.
107
330212
1352
que não estão muito certos, mas esta ideia básica
05:31
But this basic idea
108
331588
1235
05:32
that visual cortex works like a series of computational elements
109
332847
3992
de que o córtex visual trabalha como uma série de elementos computacionais
05:36
that pass information one to the next in a cascade,
110
336863
2746
que passam a informação, um para o outro, em cascata,
05:39
is essentially correct.
111
339633
1602
está essencialmente correta.
05:41
Let's talk for a moment
112
341259
2350
Vamos falar um pouco
05:43
about what a model for processing visual information would need to do.
113
343633
4032
sobre o que um modelo para processar informações visuais precisaria fazer.
05:48
The basic task of perception
114
348228
2741
A tarefa básica de percepção
05:50
is to take an image like this one and say,
115
350993
4194
é levar uma imagem como esta e dizer:
05:55
"That's a bird,"
116
355211
1176
"É um pássaro",
05:56
which is a very simple thing for us to do with our brains.
117
356411
2874
algo muito simples de se fazer com nosso cérebro.
05:59
But you should all understand that for a computer,
118
359309
3421
Mas vocês têm que entender que, para um computador,
06:02
this was pretty much impossible just a few years ago.
119
362754
3087
isso era praticamente impossível há alguns anos.
06:05
The classical computing paradigm
120
365865
1916
O paradigma computacional clássico não é uma tarefa simples de ser realizada.
06:07
is not one in which this task is easy to do.
121
367805
2507
06:11
So what's going on between the pixels,
122
371366
2552
O que está acontecendo entre os pixels,
06:13
between the image of the bird and the word "bird,"
123
373942
4028
entre a imagem do pássaro e a palavra "pássaro",
06:17
is essentially a set of neurons connected to each other
124
377994
2814
é sobretudo um grupo de neurônios conectados uns aos outros,
06:20
in a neural network,
125
380832
1155
em uma rede neural, conforme mostro aqui.
06:22
as I'm diagramming here.
126
382011
1223
06:23
This neural network could be biological, inside our visual cortices,
127
383258
3272
Essa conexão neural poderia ser biológica, em nosso córtex visual,
06:26
or, nowadays, we start to have the capability
128
386554
2162
ou, atualmente, começamos a ter a capacidade
06:28
to model such neural networks on the computer.
129
388740
2454
de modelar tais conexões neurais no computador.
06:31
And I'll show you what that actually looks like.
130
391834
2353
Eu mostrarei com o que elas realmente se parecem.
06:34
So the pixels you can think about as a first layer of neurons,
131
394211
3416
Vocês podem pensar nos pixels como uma primeira camada de neurônios,
06:37
and that's, in fact, how it works in the eye --
132
397651
2239
que, na verdade, é como atuam no olho, são os neurônios na retina.
06:39
that's the neurons in the retina.
133
399914
1663
06:41
And those feed forward
134
401601
1500
E eles alimentam
06:43
into one layer after another layer, after another layer of neurons,
135
403125
3403
camada por camada de neurônios,
06:46
all connected by synapses of different weights.
136
406552
3033
todas conectadas por sinapses de diferentes pesos.
06:49
The behavior of this network
137
409609
1335
O comportamento dessa rede
06:50
is characterized by the strengths of all of those synapses.
138
410968
3284
é caracterizado pelas forças de todas aquelas sinapses.
06:54
Those characterize the computational properties of this network.
139
414276
3288
Elas caracterizam as propriedades computacionais dessa rede.
06:57
And at the end of the day,
140
417588
1470
E, no final das contas,
06:59
you have a neuron or a small group of neurons
141
419082
2447
você tem um neurônio, ou um grupo de neurônios,
07:01
that light up, saying, "bird."
142
421553
1647
que ativam-se, dizendo "pássaro".
07:03
Now I'm going to represent those three things --
143
423824
3132
Agora, representarei essas três coisas:
07:06
the input pixels and the synapses in the neural network,
144
426980
4696
a entrada de pixels e as sinapses na rede neural,
07:11
and bird, the output --
145
431700
1585
e o pássaro, a saída, através de três variáveis: x, w e y.
07:13
by three variables: x, w and y.
146
433309
3057
07:16
There are maybe a million or so x's --
147
436853
1811
Há um milhão ou mais de x, um milhão de pixels nesta imagem.
07:18
a million pixels in that image.
148
438688
1953
07:20
There are billions or trillions of w's,
149
440665
2446
Há bilhões ou trilhões de w,
07:23
which represent the weights of all these synapses in the neural network.
150
443135
3421
que representam o peso de todas estas sinapses na rede neural.
07:26
And there's a very small number of y's,
151
446580
1875
E há um número muito pequeno de y, de saídas que essa rede tem.
07:28
of outputs that that network has.
152
448479
1858
07:30
"Bird" is only four letters, right?
153
450361
1749
"Pássaro" tem sete letras, certo?
07:33
So let's pretend that this is just a simple formula,
154
453088
3426
Então, vamos imaginar que esta seja apenas uma fórmula simples:
07:36
x "x" w = y.
155
456538
2163
x "x" w = y.
07:38
I'm putting the times in scare quotes
156
458725
2036
O sinal de multiplicação fica entre aspas,
07:40
because what's really going on there, of course,
157
460785
2280
porque, na verdade, o que está acontecendo lá
07:43
is a very complicated series of mathematical operations.
158
463089
3046
é uma série complicada de operações matemáticas.
07:47
That's one equation.
159
467172
1221
É uma equação.
07:48
There are three variables.
160
468417
1672
Há três variáveis,
07:50
And we all know that if you have one equation,
161
470113
2726
e todos nós sabemos que se você tem uma equação,
07:52
you can solve one variable by knowing the other two things.
162
472863
3642
pode encontrar uma variável, se souber os outros dois termos.
07:57
So the problem of inference,
163
477158
3380
Então, o problema de inferência,
08:00
that is, figuring out that the picture of a bird is a bird,
164
480562
2873
de entender que aquela figura de um pássaro é um pássaro,
08:03
is this one:
165
483459
1274
é este: na qual y é desconhecido, mas w e x são conhecidos.
08:04
it's where y is the unknown and w and x are known.
166
484757
3459
08:08
You know the neural network, you know the pixels.
167
488240
2459
Conhecendo a rede neural, você conhece os pixels.
08:10
As you can see, that's actually a relatively straightforward problem.
168
490723
3327
Como podem ver, é um problema relativamente simples.
08:14
You multiply two times three and you're done.
169
494074
2186
Você multiplica duas vezes três e pronto.
08:16
I'll show you an artificial neural network
170
496862
2123
Mostrarei uma rede artificial de neurônios
08:19
that we've built recently, doing exactly that.
171
499009
2296
que criamos recentemente fazendo exatamente isso.
08:21
This is running in real time on a mobile phone,
172
501634
2860
Isto está passando em tempo real em um celular,
08:24
and that's, of course, amazing in its own right,
173
504518
3313
e é, claro, surpreendente por si só,
08:27
that mobile phones can do so many billions and trillions of operations
174
507855
3468
que celulares possam fazer bilhões e trilhões de operações por segundo.
08:31
per second.
175
511347
1248
08:32
What you're looking at is a phone
176
512619
1615
Vocês estão olhando para um celular
08:34
looking at one after another picture of a bird,
177
514258
3547
vendo uma imagem de pássaro após a outra,
08:37
and actually not only saying, "Yes, it's a bird,"
178
517829
2715
e, na verdade, não só dizendo: "Sim, é um pássaro",
08:40
but identifying the species of bird with a network of this sort.
179
520568
3411
mas identificando a espécie do pássaro com uma rede deste tipo.
08:44
So in that picture,
180
524890
1826
Nesta imagem,
08:46
the x and the w are known, and the y is the unknown.
181
526740
3802
o x e o w são conhecidos e o y é desconhecido.
08:50
I'm glossing over the very difficult part, of course,
182
530566
2508
Estou encobrindo a parte mais difícil,
08:53
which is how on earth do we figure out the w,
183
533098
3861
que é como descobrimos o w,
08:56
the brain that can do such a thing?
184
536983
2187
o cérebro que pode fazer tal coisa?
08:59
How would we ever learn such a model?
185
539194
1834
Como aprenderíamos tal modelo?
09:01
So this process of learning, of solving for w,
186
541418
3233
Este processo de aprendizagem, de descobrir o w,
09:04
if we were doing this with the simple equation
187
544675
2647
se o resolvermos com a equação simples,
09:07
in which we think about these as numbers,
188
547346
2000
na qual pensamos nestas variáveis como números,
09:09
we know exactly how to do that: 6 = 2 x w,
189
549370
2687
saberemos, exatamente, como resolvê-la: 6 = 2 x w,
09:12
well, we divide by two and we're done.
190
552081
3312
dividimos por dois e pronto.
09:16
The problem is with this operator.
191
556001
2220
O problema é com este sinal.
09:18
So, division --
192
558823
1151
09:19
we've used division because it's the inverse to multiplication,
193
559998
3121
Usamos a divisão porque é o inverso da multiplicação,
09:23
but as I've just said,
194
563143
1440
mas, como acabei de dizer,
09:24
the multiplication is a bit of a lie here.
195
564607
2449
a multiplicação não deixa de ser uma mentira aqui.
09:27
This is a very, very complicated, very non-linear operation;
196
567080
3326
Esta é uma operação não-linear muito complicada;
09:30
it has no inverse.
197
570430
1704
não existe o inverso.
09:32
So we have to figure out a way to solve the equation
198
572158
3150
Então devemos encontrar uma forma de resolver a equação
09:35
without a division operator.
199
575332
2024
sem um sinal de divisão.
09:37
And the way to do that is fairly straightforward.
200
577380
2343
E a forma de se fazer isso é razoavelmente fácil.
09:39
You just say, let's play a little algebra trick,
201
579747
2671
Você diz: vamos fazer um truque de álgebra
09:42
and move the six over to the right-hand side of the equation.
202
582442
2906
e mover o seis para a direita da equação.
09:45
Now, we're still using multiplication.
203
585372
1826
Agora, ainda temos uma multiplicação
09:47
And that zero -- let's think about it as an error.
204
587675
3580
e aquele zero, vamos pensar nele como um erro.
09:51
In other words, if we've solved for w the right way,
205
591279
2515
Em outras palavras, se acharmos o w da forma certa
09:53
then the error will be zero.
206
593818
1656
então o erro será zero.
09:55
And if we haven't gotten it quite right,
207
595498
1938
Se não conseguirmos isso da forma certa, o erro será maior do que zero.
09:57
the error will be greater than zero.
208
597460
1749
09:59
So now we can just take guesses to minimize the error,
209
599233
3366
Agora podemos criar suposições para diminuir os erros,
10:02
and that's the sort of thing computers are very good at.
210
602623
2687
e é o tipo de coisa que computadores fazem muito bem.
10:05
So you've taken an initial guess:
211
605334
1593
Na primeira suposição: e se w = 0? Bem, o erro será 6.
10:06
what if w = 0?
212
606951
1156
10:08
Well, then the error is 6.
213
608131
1240
E se w = 1? O erro será 4.
10:09
What if w = 1? The error is 4.
214
609395
1446
10:10
And then the computer can sort of play Marco Polo,
215
610865
2367
E, então, o computador tentará adivinhar e diminuir o erro para próximo de zero.
10:13
and drive down the error close to zero.
216
613256
2367
10:15
As it does that, it's getting successive approximations to w.
217
615647
3374
Enquanto isso ocorre, ele está obtendo sucessivas aproximações de w.
Tipicamente, nunca se chega lá, mas depois de várias etapas,
10:19
Typically, it never quite gets there, but after about a dozen steps,
218
619045
3656
10:22
we're up to w = 2.999, which is close enough.
219
622725
4624
estamos próximos de w = 2,999, o que é bem próximo.
10:28
And this is the learning process.
220
628302
1814
E esse é o processo de aprendizagem.
10:30
So remember that what's been going on here
221
630140
2730
Lembrem-se de que estamos pegando
10:32
is that we've been taking a lot of known x's and known y's
222
632894
4378
muitos x e y conhecidos
10:37
and solving for the w in the middle through an iterative process.
223
637296
3454
e resolvendo o w no meio disso, através de um processo interativo.
10:40
It's exactly the same way that we do our own learning.
224
640774
3556
É exatamente assim que construímos nossa própria aprendizagem.
10:44
We have many, many images as babies
225
644354
2230
Quando somos bebês nos mostram imagens
10:46
and we get told, "This is a bird; this is not a bird."
226
646608
2633
e nos dizem: "Isso é um pássaro; isso não é um pássaro".
10:49
And over time, through iteration,
227
649714
2098
Com o passar do tempo, através da interação,
10:51
we solve for w, we solve for those neural connections.
228
651836
2928
nós encontramos o w, encontramos essas conexões neurais.
10:55
So now, we've held x and w fixed to solve for y;
229
655460
4086
Agora mantemos o valor de x e w para resolver y;
10:59
that's everyday, fast perception.
230
659570
1847
isso acontece todo dia, percepção rápida.
11:01
We figure out how we can solve for w,
231
661441
1763
Compreendemos como achar w,
11:03
that's learning, which is a lot harder,
232
663228
1903
isso é aprendizagem, o que é muito mais difícil,
11:05
because we need to do error minimization,
233
665155
1985
pois precisamos minimizar os erros, usando vários exemplos de treinamento.
11:07
using a lot of training examples.
234
667164
1687
11:08
And about a year ago, Alex Mordvintsev, on our team,
235
668875
3187
Há aproximadamente um ano, Alex Mordvintsev, da nossa equipe,
11:12
decided to experiment with what happens if we try solving for x,
236
672086
3550
decidiu experimentar o que aconteceria se tentássemos encontrar x,
11:15
given a known w and a known y.
237
675660
2037
conhecendo os valores de w e y.
Em outras palavras,
11:18
In other words,
238
678124
1151
11:19
you know that it's a bird,
239
679299
1352
você sabe que isto é um pássaro,
11:20
and you already have your neural network that you've trained on birds,
240
680675
3303
e já tem sua rede neural que treinou com pássaros,
mas o que é a figura de um pássaro?
11:24
but what is the picture of a bird?
241
684002
2344
11:27
It turns out that by using exactly the same error-minimization procedure,
242
687034
5024
Ocorre que, usando o mesmo procedimento de minimização de erros,
11:32
one can do that with the network trained to recognize birds,
243
692082
3430
pode-se fazer isso com a rede treinada para reconhecer pássaros
11:35
and the result turns out to be ...
244
695536
3388
e o resultado será...
11:42
a picture of birds.
245
702400
1305
uma imagem de pássaros.
11:44
So this is a picture of birds generated entirely by a neural network
246
704814
3737
Essa é uma imagem de pássaros totalmente gerada por uma rede neural,
11:48
that was trained to recognize birds,
247
708575
1826
a qual foi treinada para reconhecer pássaros,
11:50
just by solving for x rather than solving for y,
248
710425
3538
apenas resolvendo x em vez de y, fazendo isso de forma interativa.
11:53
and doing that iteratively.
249
713987
1288
11:55
Here's another fun example.
250
715732
1847
Aqui tem um outro exemplo divertido.
11:57
This was a work made by Mike Tyka in our group,
251
717603
3437
Esse foi um trabalho de Mike Tyka, em nosso grupo,
12:01
which he calls "Animal Parade."
252
721064
2308
que ele chamou de "Desfile Animal".
12:03
It reminds me a little bit of William Kentridge's artworks,
253
723396
2876
Faz lembrar um pouco obras de arte de William Kentridge,
12:06
in which he makes sketches, rubs them out,
254
726296
2489
na qual ele faz desenhos e os apaga, sucessivamente, e cria um filme assim.
12:08
makes sketches, rubs them out,
255
728809
1460
12:10
and creates a movie this way.
256
730293
1398
12:11
In this case,
257
731715
1151
Neste caso, Mike varia o y no espaço de diferentes animais,
12:12
what Mike is doing is varying y over the space of different animals,
258
732890
3277
12:16
in a network designed to recognize and distinguish
259
736191
2382
numa rede desenvolvida para reconhecer e distinguir diferentes animais.
12:18
different animals from each other.
260
738597
1810
E você consegue essa estranha mudança de um animal para outro, estilo Escher.
12:20
And you get this strange, Escher-like morph from one animal to another.
261
740431
3751
12:26
Here he and Alex together have tried reducing
262
746221
4614
Aqui, Alex e ele, juntos, tentaram reduzir
12:30
the y's to a space of only two dimensions,
263
750859
2759
o y a um espaço de duas dimensões,
12:33
thereby making a map out of the space of all things
264
753642
3438
fazendo assim um mapa fora do espaço de todas as coisas
12:37
recognized by this network.
265
757104
1719
reconhecidas por essa rede.
12:38
Doing this kind of synthesis
266
758847
2023
Fazendo esse tipo de síntese
12:40
or generation of imagery over that entire surface,
267
760894
2382
ou geração de imagem sobre essa superfície inteira,
12:43
varying y over the surface, you make a kind of map --
268
763300
2846
variando y sobre a superfície, você cria um mapa visual
12:46
a visual map of all the things the network knows how to recognize.
269
766170
3141
de todas as coisas que a rede consegue reconhecer.
12:49
The animals are all here; "armadillo" is right in that spot.
270
769335
2865
Todos os animas estão aqui; o tatu está bem naquele canto.
12:52
You can do this with other kinds of networks as well.
271
772919
2479
Você também pode fazer isso com outras redes.
12:55
This is a network designed to recognize faces,
272
775422
2874
Essa é uma rede criada para reconhecer faces,
12:58
to distinguish one face from another.
273
778320
2000
distinguir uma face de outra.
13:00
And here, we're putting in a y that says, "me,"
274
780344
3249
E, aqui, colocamos um y que seria "eu", parâmetros da minha própria face.
13:03
my own face parameters.
275
783617
1575
13:05
And when this thing solves for x,
276
785216
1706
E quando essa rede encontra x, ela gera essa imagem doida,
13:06
it generates this rather crazy,
277
786946
2618
13:09
kind of cubist, surreal, psychedelic picture of me
278
789588
4428
um estilo cubismo, surreal, uma figura psicodélica de mim
13:14
from multiple points of view at once.
279
794040
1806
a partir de múltiplos pontos de vista.
13:15
The reason it looks like multiple points of view at once
280
795870
2734
A razão de parecer com múltiplos pontos de vista de uma só vez
13:18
is because that network is designed to get rid of the ambiguity
281
798628
3687
é porque a rede é criada para conseguir se livrar da ambiguidade
13:22
of a face being in one pose or another pose,
282
802339
2476
de uma face em uma pose ou outra,
13:24
being looked at with one kind of lighting, another kind of lighting.
283
804839
3376
sendo olhada com um tipo ou outro de luz.
13:28
So when you do this sort of reconstruction,
284
808239
2085
Então, quando faz esse tipo de reconstrução,
13:30
if you don't use some sort of guide image
285
810348
2304
se você não usar algum guia de imagem ou de estatística,
13:32
or guide statistics,
286
812676
1211
13:33
then you'll get a sort of confusion of different points of view,
287
813911
3765
pode ficar confuso, devido a diferentes pontos de vista,
13:37
because it's ambiguous.
288
817700
1368
porque isso é ambíguo.
13:39
This is what happens if Alex uses his own face as a guide image
289
819786
4223
Isto é o que acontece se Alex usar sua própria face como guia de imagem
durante o processo de otimização para reconstruir minha face.
13:44
during that optimization process to reconstruct my own face.
290
824033
3321
13:48
So you can see it's not perfect.
291
828284
2328
Então, podem ver que não é perfeito.
13:50
There's still quite a lot of work to do
292
830636
1874
Ainda há muito trabalho a fazer
13:52
on how we optimize that optimization process.
293
832534
2453
sobre como otimizar aquele processo de otimização.
Mas começa a ter algo como uma face coerente,
13:55
But you start to get something more like a coherent face,
294
835011
2827
13:57
rendered using my own face as a guide.
295
837862
2014
acabando por usar minha própria face como guia.
14:00
You don't have to start with a blank canvas
296
840892
2501
Não é preciso começar com uma tela em branco ou com ruído branco.
14:03
or with white noise.
297
843417
1156
14:04
When you're solving for x,
298
844597
1304
Quando se está resolvendo x,
14:05
you can begin with an x, that is itself already some other image.
299
845925
3889
pode-se começar com um x, que, por si só, já é outra imagem.
14:09
That's what this little demonstration is.
300
849838
2556
Isto é o que representa esta pequena demonstração.
14:12
This is a network that is designed to categorize
301
852418
4122
Isto é uma rede desenhada para categorizar
14:16
all sorts of different objects -- man-made structures, animals ...
302
856564
3119
todo tipo de diferentes objetos, criações humanas, animais...
14:19
Here we're starting with just a picture of clouds,
303
859707
2593
Aqui começamos apenas com uma figura de nuvens,
14:22
and as we optimize,
304
862324
1671
e enquanto otimizamos,
basicamente, esta rede está descobrindo o que se vê nas nuvens.
14:24
basically, this network is figuring out what it sees in the clouds.
305
864019
4486
14:28
And the more time you spend looking at this,
306
868931
2320
E quanto mais você olha pra isso,
14:31
the more things you also will see in the clouds.
307
871275
2753
mais coisas também verá nas nuvens.
14:35
You could also use the face network to hallucinate into this,
308
875004
3375
Poderia também usar a rede da face para ficar alucinado,
14:38
and you get some pretty crazy stuff.
309
878403
1812
então verá umas coisas muito loucas.
14:40
(Laughter)
310
880239
1150
(Risos)
14:42
Or, Mike has done some other experiments
311
882401
2744
Mike fez algumas outras experiências,
14:45
in which he takes that cloud image,
312
885169
3905
nas quais leva a imagem da nuvem,
14:49
hallucinates, zooms, hallucinates, zooms hallucinates, zooms.
313
889098
3507
e ele alucina e aproxima, sucessivamente,
14:52
And in this way,
314
892629
1151
e dessa forma,
14:53
you can get a sort of fugue state of the network, I suppose,
315
893804
3675
pode ter uma espécie de estado de fuga da rede, suponho,
14:57
or a sort of free association,
316
897503
3680
ou um tipo de associação livre,
15:01
in which the network is eating its own tail.
317
901207
2227
em que a rede morde sua própria cauda.
15:03
So every image is now the basis for,
318
903458
3421
Assim, toda imagem é base para a pergunta: "O que acho que verei agora?
15:06
"What do I think I see next?
319
906903
1421
15:08
What do I think I see next? What do I think I see next?"
320
908348
2803
O que acho que verei agora? O que acho que verei agora?"
15:11
I showed this for the first time in public
321
911487
2936
Mostrei isso pela primeira vez em público,
15:14
to a group at a lecture in Seattle called "Higher Education" --
322
914447
5437
a um grupo, numa palestra em Seattle,
chamado "Educação Maior";
15:19
this was right after marijuana was legalized.
323
919908
2437
isso aconteceu assim que a maconha foi legalizada.
15:22
(Laughter)
324
922369
2415
(Risos)
15:26
So I'd like to finish up quickly
325
926627
2104
Então, quero terminar logo,
15:28
by just noting that this technology is not constrained.
326
928755
4255
mencionando que esta tecnologia não está restrita.
Mostrei a vocês exemplos puramente visuais porque são divertidos de se ver.
15:33
I've shown you purely visual examples because they're really fun to look at.
327
933034
3665
15:36
It's not a purely visual technology.
328
936723
2451
Esta não é uma tecnologia exclusivamente visual.
15:39
Our artist collaborator, Ross Goodwin,
329
939198
1993
Nosso colaborador, Ross Goodwin,
15:41
has done experiments involving a camera that takes a picture,
330
941215
3671
fez experiências envolvendo uma câmera que tira a foto,
15:44
and then a computer in his backpack writes a poem using neural networks,
331
944910
4234
e aí, um computador na sua mochila, escreve um poema usando redes neurais,
15:49
based on the contents of the image.
332
949168
1944
baseados nos conteúdos da imagem.
15:51
And that poetry neural network has been trained
333
951136
2947
E aquela poesia de rede neural tem sido treinada
15:54
on a large corpus of 20th-century poetry.
334
954107
2234
num grande corpus de poesia do século 20.
15:56
And the poetry is, you know,
335
956365
1499
E a poesia, na verdade, não é tão ruim, eu acho.
15:57
I think, kind of not bad, actually.
336
957888
1914
15:59
(Laughter)
337
959826
1384
(Risos)
16:01
In closing,
338
961234
1159
Para fechar,
16:02
I think that per Michelangelo,
339
962417
2132
acho que Michelangelo estava certo:
16:04
I think he was right;
340
964573
1234
16:05
perception and creativity are very intimately connected.
341
965831
3436
percepção e criatividade estão intimamente ligadas.
16:09
What we've just seen are neural networks
342
969611
2634
O que vimos são apenas redes neurais,
16:12
that are entirely trained to discriminate,
343
972269
2303
que estão totalmente treinadas para discriminar
16:14
or to recognize different things in the world,
344
974596
2242
ou reconhecer coisas diferentes no mundo,
16:16
able to be run in reverse, to generate.
345
976862
3161
capazes de trabalhar em sentido contrário para produzir.
16:20
One of the things that suggests to me
346
980047
1783
Uma das coisas que me vem à cabeça
16:21
is not only that Michelangelo really did see
347
981854
2398
é que não só Michelangelo viu a escultura nos blocos de pedra,
16:24
the sculpture in the blocks of stone,
348
984276
2452
16:26
but that any creature, any being, any alien
349
986752
3638
mas qualquer criatura, qualquer ser, alienígena,
16:30
that is able to do perceptual acts of that sort
350
990414
3657
que é capaz de fazer atos de percepção desse tipo,
também é capaz de criar,
16:34
is also able to create
351
994095
1375
16:35
because it's exactly the same machinery that's used in both cases.
352
995494
3224
porque é exatamente a mesma máquina usada nos dois casos.
16:38
Also, I think that perception and creativity are by no means
353
998742
4532
Também penso que percepção e criatividade não são exclusivamente humanas.
16:43
uniquely human.
354
1003298
1210
16:44
We start to have computer models that can do exactly these sorts of things.
355
1004532
3708
Temos modelos de computadores capazes de fazer justamente esse tipo de coisa,
16:48
And that ought to be unsurprising; the brain is computational.
356
1008264
3328
e não deveria ser surpreendente, pois o cérebro é computacional.
16:51
And finally,
357
1011616
1657
E finalmente,
16:53
computing began as an exercise in designing intelligent machinery.
358
1013297
4668
a computação começou como um exercício de planejar maquinaria inteligente.
16:57
It was very much modeled after the idea
359
1017989
2462
Foi muito pensado na ideia
17:00
of how could we make machines intelligent.
360
1020475
3013
de como faríamos as máquinas ficarem inteligentes.
17:03
And we finally are starting to fulfill now
361
1023512
2162
E agora, estamos finalmente começando a cumprir
17:05
some of the promises of those early pioneers,
362
1025698
2406
algumas das promessas daqueles pioneiros,
17:08
of Turing and von Neumann
363
1028128
1713
de Turing e Von Neumann, e McCulloch e Pitts.
17:09
and McCulloch and Pitts.
364
1029865
2265
17:12
And I think that computing is not just about accounting
365
1032154
4098
E acho que computação não é apenas números
17:16
or playing Candy Crush or something.
366
1036276
2147
ou jogar Candy Crush ou algo assim.
17:18
From the beginning, we modeled them after our minds.
367
1038447
2578
No começo, modelamos as máquinas segundo as nossas mentes.
17:21
And they give us both the ability to understand our own minds better
368
1041049
3269
E elas nos dão tanto a habilidade de entender melhor nossa mente
17:24
and to extend them.
369
1044342
1529
como de expandi-la.
17:26
Thank you very much.
370
1046627
1167
Muito obrigado.
17:27
(Applause)
371
1047818
5939
(Aplausos)
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