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

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TED


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Tradutor: Valmir Araujo Revisora: Margarida Ferreira
00:12
So, I lead a team at Google that works on machine intelligence;
0
12800
3124
Lidero uma equipa do Google que trabalha com inteligência artificial.
00:15
in other words, the engineering discipline of making computers and devices
1
15948
4650
Por outras palavras, cria computadores e dispositivos
00:20
able to do some of the things that brains do.
2
20622
2419
capazes de fazer coisas que o cérebro faz.
00:23
And this makes us interested in real brains
3
23439
3099
Portanto, estamos muito interessados em cérebros de verdade
00:26
and neuroscience as well,
4
26562
1289
e também na neurociência,
00:27
and especially interested in the things that our brains do
5
27875
4172
e especialmente interessados nas coisas que o nosso cérebro faz
00:32
that are still far superior to the performance of computers.
6
32071
4042
com um desempenho muito superior ao dos computadores.
00:37
Historically, one of those areas has been perception,
7
37209
3609
Historicamente, uma dessas áreas tem sido a perceção,
00:40
the process by which things out there in the world --
8
40842
3039
o processo pelo qual as coisas lá fora, no mundo
00:43
sounds and images --
9
43905
1584
— sons e imagens —
00:45
can turn into concepts in the mind.
10
45513
2178
podem tornar-se conceitos no nosso espírito.
00:48
This is essential for our own brains,
11
48235
2517
Isto é essencial para o nosso próprio cérebro
00:50
and it's also pretty useful on a computer.
12
50776
2464
e também é muito útil num computador.
00:53
The machine perception algorithms, for example, that our team makes,
13
53636
3350
Os algoritmos de perceção das máquinas, como os que a nossa equipa faz,
00:57
are what enable your pictures on Google Photos to become searchable,
14
57010
3874
são os que possibilitam encontrar as nossas imagens no Google Photos
01:00
based on what's in them.
15
60908
1397
com base no que contêm.
01:03
The flip side of perception is creativity:
16
63594
3493
O outro lado da perceção é a criatividade
01:07
turning a concept into something out there into the world.
17
67111
3038
que traduz um conceito numa coisa que existe no mundo.
01:10
So over the past year, our work on machine perception
18
70173
3555
Ao longo do ano passado, o nosso trabalho sobre a perceção das máquinas
01:13
has also unexpectedly connected with the world of machine creativity
19
73752
4859
também se ligou inesperadamente ao mundo da criatividade das máquinas
01:18
and machine art.
20
78635
1160
e da arte das máquinas.
01:20
I think Michelangelo had a penetrating insight
21
80556
3284
Eu acho que Miguel Ângelo teve uma visão perspicaz
01:23
into to this dual relationship between perception and creativity.
22
83864
3656
quanto a esta dupla relação entre perceção e criatividade.
01:28
This is a famous quote of his:
23
88023
2006
Esta é uma sua famosa citação:
01:30
"Every block of stone has a statue inside of it,
24
90053
3323
"Cada bloco de pedra tem uma estátua lá dentro.
01:34
and the job of the sculptor is to discover it."
25
94036
3002
"O papel do escultor é descobri-la."
01:38
So I think that what Michelangelo was getting at
26
98029
3216
Eu acho que Miguel Ângelo queria exprimir
01:41
is that we create by perceiving,
27
101269
3180
que nós criamos através da perceção
01:44
and that perception itself is an act of imagination
28
104473
3023
e que essa perceção em si é um ato de imaginação
01:47
and is the stuff of creativity.
29
107520
2461
e é a matéria-prima da criatividade.
01:50
The organ that does all the thinking and perceiving and imagining,
30
110691
3925
O órgão que processa todo o pensamento, a perceção e a imaginação,
01:54
of course, is the brain.
31
114640
1588
claro, é o cérebro.
01:57
And I'd like to begin with a brief bit of history
32
117089
2545
Gostaria de começar com um pequeno resumo da história
01:59
about what we know about brains.
33
119658
2302
sobre o que sabemos sobre o cérebro.
02:02
Because unlike, say, the heart or the intestines,
34
122496
2446
Porque, ao contrário do coração ou dos intestinos,
02:04
you really can't say very much about a brain by just looking at it,
35
124966
3144
não podemos dizer muito sobre o cérebro, apenas olhando para 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 olharam para o cérebro
02:12
gave the superficial structures of this thing all kinds of fanciful names,
38
132423
3807
deram à sua estrutura superficial todo o tipo de nomes fantasiosos
02:16
like hippocampus, meaning "little shrimp."
39
136254
2433
como hipocampo, que significa "cavalo-marinho."
02:18
But of course that sort of thing doesn't tell us very much
40
138711
2764
Mas com certeza, esse tipo de coisas não nos diz muito
02:21
about what's actually going on inside.
41
141499
2318
sobre o que de facto acontece dentro dele.
02:24
The first person who, I think, really developed some kind of insight
42
144780
3613
Acho que a primeira pessoa que lançou alguma luz
02:28
into what was going on in the brain
43
148417
1930
sobre o que ocorria dentro do cérebro
02:30
was the great Spanish neuroanatomist, Santiago Ramón y Cajal,
44
150371
3920
foi o grande neuroanatomista espanhol Santiago Ramón y Cajal,
02:34
in the 19th century,
45
154315
1544
no século XIX,
02:35
who used microscopy and special stains
46
155883
3755
que usou a microscopia e corantes especiais
02:39
that could selectively fill in or render in very high contrast
47
159662
4170
que podiam colorir seletivamente ou criar um alto contraste
02:43
the individual cells in the brain,
48
163856
2008
as células individuais dentro do cérebro,
02:45
in order to start to understand their morphologies.
49
165888
3154
para começar a entender a sua morfologia.
02:49
And these are the kinds of drawings that he made of neurons
50
169972
2891
Estes são os tipos de desenhos de neurónios,
02:52
in the 19th century.
51
172887
1209
que ele fez no século XIX.
02:54
This is from a bird brain.
52
174120
1884
Este é de um cérebro de pássaro.
02:56
And you see this incredible variety of different sorts of cells,
53
176028
3057
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 a própria teoria celular era praticamente nova nesta altura.
03:02
And these structures,
55
182568
1278
Estas estruturas,
03:03
these cells that have these arborizations,
56
183870
2259
estas células que têm estas ramificações,
03:06
these branches that can go very, very long distances --
57
186153
2608
estes ramos que podem percorrer grandes distâncias,
03:08
this was very novel at the time.
58
188785
1616
eram uma novidade na época.
03:10
They're reminiscent, of course, of wires.
59
190779
2903
Claro que nos fazem lembrar cabos.
03:13
That might have been obvious to some people in the 19th century;
60
193706
3457
No século XIX, isso talvez fosse óbvio para algumas pessoas,
03:17
the revolutions of wiring and electricity were just getting underway.
61
197187
4314
a revolução da cablagem elétrica estava apenas a começar.
03:21
But in many ways,
62
201964
1178
Mas, de várias maneiras,
03:23
these microanatomical drawings of Ramón y Cajal's, like this one,
63
203166
3313
esses desenhos microanatómicos de Ramón y Cajal, como este,
03:26
they're still in some ways unsurpassed.
64
206503
2332
ainda são, de certa forma, insuperáveis.
03:28
We're still more than a century later,
65
208859
1854
Mais de cem anos depois,
03:30
trying to finish the job that Ramón y Cajal started.
66
210737
2825
continuamos a tentar terminar o trabalho que Ramón y Cajal iniciou.
03:33
These are raw data from our collaborators
67
213586
3134
Estes são dados brutos dos nossos colaboradores
03:36
at the Max Planck Institute of Neuroscience.
68
216744
2881
do Instituto de Neurociência Max Planck.
03:39
And what our collaborators have done
69
219649
1790
Os nossos colaboradores têm fotografado
03:41
is to image little pieces of brain tissue.
70
221463
5001
pequenos pedaços de tecido cerebral.
03:46
The entire sample here is about one cubic millimeter in size,
71
226488
3326
A amostra total aqui tem cerca de um milímetro cúbico de tamanho
03:49
and I'm showing you a very, very small piece of it here.
72
229838
2621
e estou a mostrar aqui apenas um pequeno pedaço.
03:52
That bar on the left is about one micron.
73
232483
2346
Aquela barra à esquerda tem mais ou menos um mícron.
03:54
The structures you see are mitochondria
74
234853
2409
As estruturas que vemos são mitocôndrias
03:57
that are the size of bacteria.
75
237286
2044
que têm o tamanho de uma bactéria.
03:59
And these are consecutive slices
76
239354
1551
E estas são cortes consecutivos
04:00
through this very, very tiny block of tissue.
77
240929
3148
desse bloco de tecido muito pequeno.
04:04
Just for comparison's sake,
78
244101
2403
Só para efeitos de comparação,
04:06
the diameter of an average strand of hair is about 100 microns.
79
246528
3792
o diâmetro médio de um cabelo é de cerca de 100 mícrons.
04:10
So we're looking at something much, much smaller
80
250344
2274
Portanto, estamos a olhar para uma coisa muito menor do que um simples 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
A partir deste tipo de cortes em série vistos ao microscópio eletrónico,
04:18
one can start to make reconstructions in 3D of neurons that look like these.
83
258119
5008
podemos fazer reconstruções em 3D de neurónios, 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 dos de Ramón y Cajal.
04:26
Only a few neurons lit up,
85
266332
1492
Só se iluminam alguns neurónios, senão, não conseguiríamos ver nada.
04:27
because otherwise we wouldn't be able to see anything here.
86
267848
2781
04:30
It would be so crowded,
87
270653
1312
Ficaria muito sobrecarregado,
04:31
so full of structure,
88
271989
1330
cheio de estruturas de cabos,
04:33
of wiring all connecting one neuron to another.
89
273343
2724
ligando os neurónios uns aos outros.
04:37
So Ramón y Cajal was a little bit ahead of his time,
90
277293
2804
Ramón y Cajal estava avançado para a sua época
04:40
and progress on understanding the brain
91
280121
2555
e o progresso na compreensão do cérebro
04:42
proceeded slowly over the next few decades.
92
282700
2271
prosseguiu devagar durante as décadas seguintes.
04:45
But we knew that neurons used electricity,
93
285455
2853
Mas nós sabíamos que os neurónios usavam a eletricidade.
04:48
and by World War II, our technology was advanced enough
94
288332
2936
Com a II Guerra Mundial, a nossa tecnologia avançou bastante
04:51
to start doing real electrical experiments on live neurons
95
291292
2806
para iniciar experiências elétricas em neurónios vivos,
04:54
to better understand how they worked.
96
294122
2106
para melhor entender como eles funcionavam.
04:56
This was the very same time when computers were being invented,
97
296631
4356
Foi na mesma época em que foram inventados os computadores,
05:01
very much based on the idea of modeling the brain --
98
301011
3100
com base sobretudo na ideia de imitar o cérebro
05:04
of "intelligent machinery," as Alan Turing called it,
99
304135
3085
— uma "máquina inteligente", como lhe chamou Alan Turing,
05:07
one of the fathers of computer science.
100
307244
1991
um dos pais da informática.
05:09
Warren McCulloch and Walter Pitts looked at Ramón y Cajal's drawing
101
309923
4632
Warren McCulloch e Walter Pitts olharam para o desenho de Ramón y Cajal
05:14
of visual cortex,
102
314579
1317
do córtex visual,
05:15
which I'm showing here.
103
315920
1562
que estou a mostrar aqui.
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 que provêm dos olhos.
05:22
And for them, this looked like a circuit diagram.
105
322424
3508
Para eles, isto parecia o diagrama de um circuito.
05:26
So there are a lot of details in McCulloch and Pitts's circuit diagram
106
326353
3835
Há muitos detalhes no diagrama no circuito de McCulloch e de Pitt
05:30
that are not quite right.
107
330212
1352
que não estão lá muito corretos.
05:31
But this basic idea
108
331588
1235
Mas a ideia básica
05:32
that visual cortex works like a series of computational elements
109
332847
3992
de que o córtex visual funciona como uma série de elementos eletrónicos
05:36
that pass information one to the next in a cascade,
110
336863
2746
que passam informações de um para 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 por momentos
05:43
about what a model for processing visual information would need to do.
113
343633
4032
do que um modelo de processamento de informações visuais precisaria de fazer.
05:48
The basic task of perception
114
348228
2741
A tarefa básica da perceção
05:50
is to take an image like this one and say,
115
350993
4194
é pegar numa imagem como esta e dizer:
05:55
"That's a bird,"
116
355211
1176
"Isto é uma ave",
05:56
which is a very simple thing for us to do with our brains.
117
356411
2874
o que é uma coisa muito simples que fazermos com o cérebro.
05:59
But you should all understand that for a computer,
118
359309
3421
Mas devem compreender que, para um computador,
06:02
this was pretty much impossible just a few years ago.
119
362754
3087
isso era praticamente impossível, até há poucos anos.
06:05
The classical computing paradigm
120
365865
1916
O paradigma clássico da informática
06:07
is not one in which this task is easy to do.
121
367805
2507
não permite realizar facilmente essa tarefa.
06:11
So what's going on between the pixels,
122
371366
2552
Então, o que acontece entre os píxeis,
06:13
between the image of the bird and the word "bird,"
123
373942
4028
entre a imagem de um pássaro e a palavra "ave",
06:17
is essentially a set of neurons connected to each other
124
377994
2814
é uma série de neurónios ligados uns aos outros
06:20
in a neural network,
125
380832
1155
numa rede neural como este diagrama 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
Esta rede neural pode ser biológica, como no córtex visual,
06:26
or, nowadays, we start to have the capability
128
386554
2162
ou, atualmente, começamos a ter a capacidade de modelar
06:28
to model such neural networks on the computer.
129
388740
2454
estas redes neurais no computador.
06:31
And I'll show you what that actually looks like.
130
391834
2353
Vou mostrar o aspeto que isso tem.
06:34
So the pixels you can think about as a first layer of neurons,
131
394211
3416
Podemos considerar os píxeis como uma primeira camada de neurónio
06:37
and that's, in fact, how it works in the eye --
132
397651
2239
— e, de facto, é assim que funciona o olho —
06:39
that's the neurons in the retina.
133
399914
1663
são os neurónios na retina.
06:41
And those feed forward
134
401601
1500
e eles transmitem as informações
06:43
into one layer after another layer, after another layer of neurons,
135
403125
3403
camada após camada, após camada de neurónios,
06:46
all connected by synapses of different weights.
136
406552
3033
todos ligados através de sinapses de diferentes pesos.
06:49
The behavior of this network
137
409609
1335
O comportamento desta rede
06:50
is characterized by the strengths of all of those synapses.
138
410968
3284
é caracterizado pelas forças de todas estas sinapses.
06:54
Those characterize the computational properties of this network.
139
414276
3288
Elas caracterizam as propriedades informáticas dessa rede.
06:57
And at the end of the day,
140
417588
1470
E por fim,
06:59
you have a neuron or a small group of neurons
141
419082
2447
temos um neurónio ou um pequeno grupo de neurónios
07:01
that light up, saying, "bird."
142
421553
1647
que se iluminam, dizendo: "ave".
07:03
Now I'm going to represent those three things --
143
423824
3132
Agora vou representar essas três coisas
07:06
the input pixels and the synapses in the neural network,
144
426980
4696
— os píxeis de entrada e as sinapses na rede neural,
07:11
and bird, the output --
145
431700
1585
e a ave, o resultado —
07:13
by three variables: x, w and y.
146
433309
3057
por três variáveis: x, w e y.
07:16
There are maybe a million or so x's --
147
436853
1811
Há talvez um milhão de x,
07:18
a million pixels in that image.
148
438688
1953
um milhão de píxeis nesta imagem.
07:20
There are billions or trillions of w's,
149
440665
2446
Há milhares de milhões ou biliões de w,
07:23
which represent the weights of all these synapses in the neural network.
150
443135
3421
que representam os pesos de todas essas sinapses na rede neural.
07:26
And there's a very small number of y's,
151
446580
1875
E há um pequeno número de y,
07:28
of outputs that that network has.
152
448479
1858
de resultados que essa rede neural tem.
07:30
"Bird" is only four letters, right?
153
450361
1749
"Ave" tem apenas três letras, não é?
07:33
So let's pretend that this is just a simple formula,
154
453088
3426
Então vamos supor que isso é uma fórmula simples,
07:36
x "x" w = y.
155
456538
2163
x "vezes" w = y.
07:38
I'm putting the times in scare quotes
156
458725
2036
Coloco o sinal de multiplicação entre aspas
07:40
because what's really going on there, of course,
157
460785
2280
porque o que realmente está ali a acontecer,
07:43
is a very complicated series of mathematical operations.
158
463089
3046
é uma série muito complicada de operações matemáticas
07:47
That's one equation.
159
467172
1221
Isto 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
Todos nós sabemos que, se temos uma equação,
07:52
you can solve one variable by knowing the other two things.
162
472863
3642
podemos encontrar uma variável se conhecermos as outras duas.
07:57
So the problem of inference,
163
477158
3380
Assim, o problema da inferência,
08:00
that is, figuring out that the picture of a bird is a bird,
164
480562
2873
ou seja, descobrir que a figura de uma ave é uma ave,
08:03
is this one:
165
483459
1274
é o seguinte:
08:04
it's where y is the unknown and w and x are known.
166
484757
3459
É onde y é a incógnita e w e x são conhecidos.
08:08
You know the neural network, you know the pixels.
167
488240
2459
Conhecemos a rede neural, conhecemos os píxeis.
08:10
As you can see, that's actually a relatively straightforward problem.
168
490723
3327
Como podemos ver, isto é de facto um problema relativamente simples.
08:14
You multiply two times three and you're done.
169
494074
2186
Multiplicamos duas vezes três e está feito.
08:16
I'll show you an artificial neural network
170
496862
2123
Vou mostrar uma rede neural artificial
08:19
that we've built recently, doing exactly that.
171
499009
2296
que construímos há pouco tempo, fazendo exatamente isso.
08:21
This is running in real time on a mobile phone,
172
501634
2860
Isto está a correr em tempo real num telemóvel
08:24
and that's, of course, amazing in its own right,
173
504518
3313
e, claro, é incrível, só por si,
08:27
that mobile phones can do so many billions and trillions of operations
174
507855
3468
que os telemóveis possam fazer milhares de milhões ou
ou biliões de operações por segundo.
08:31
per second.
175
511347
1248
08:32
What you're looking at is a phone
176
512619
1615
O que estamos a ver é um telemóvel
08:34
looking at one after another picture of a bird,
177
514258
3547
a olhar para figuras de aves, umas atrás das outras,
08:37
and actually not only saying, "Yes, it's a bird,"
178
517829
2715
a dizer: "Sim, isto é uma ave",
08:40
but identifying the species of bird with a network of this sort.
179
520568
3411
e também a identificar as espécies de aves com uma rede deste tipo.
08:44
So in that picture,
180
524890
1826
Assim, 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 a incógnita.
08:50
I'm glossing over the very difficult part, of course,
182
530566
2508
Claro, estou a encobrir a parte mais difícil,
08:53
which is how on earth do we figure out the w,
183
533098
3861
que é como podemos descobrir o valor de w,
08:56
the brain that can do such a thing?
184
536983
2187
como é que o cérebro pode fazer tal coisa?
08:59
How would we ever learn such a model?
185
539194
1834
Como poderemos aprender esse modelo?
09:01
So this process of learning, of solving for w,
186
541418
3233
Este processo de aprendizagem, de encontrar o w,
09:04
if we were doing this with the simple equation
187
544675
2647
se estivéssemos a fazer isso com uma simples equação
09:07
in which we think about these as numbers,
188
547346
2000
em que utilizamos números,
09:09
we know exactly how to do that: 6 = 2 x w,
189
549370
2687
sabemos exatamente como fazer isso: 6 = 2 x w.
09:12
well, we divide by two and we're done.
190
552081
3312
Dividimos por dois e está feito.
09:16
The problem is with this operator.
191
556001
2220
O problema é com este operador.
09:18
So, division --
192
558823
1151
a divisão.
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 aqui é uma pequena mentira.
09:27
This is a very, very complicated, very non-linear operation;
196
567080
3326
Esta é uma operação muito complicada, não é linear,
09:30
it has no inverse.
197
570430
1704
não tem forma inversa.
09:32
So we have to figure out a way to solve the equation
198
572158
3150
Então temos de descobrir uma forma de resolver a equação
09:35
without a division operator.
199
575332
2024
sem um operador de divisão.
09:37
And the way to do that is fairly straightforward.
200
577380
2343
A forma de fazer isso é bem simples.
09:39
You just say, let's play a little algebra trick,
201
579747
2671
Basta dizer: "Vamos brincar com os truques da álgebra"
09:42
and move the six over to the right-hand side of the equation.
202
582442
2906
e movemos o seis para o lado direito da equação.
09:45
Now, we're still using multiplication.
203
585372
1826
Continuamos a usar a multiplicação.
09:47
And that zero -- let's think about it as an error.
204
587675
3580
E vamos pensar naquele zero como um erro.
09:51
In other words, if we've solved for w the right way,
205
591279
2515
Por outras palavras, se resolvermos da forma correta,
09:53
then the error will be zero.
206
593818
1656
o erro será zero.
09:55
And if we haven't gotten it quite right,
207
595498
1938
E se não resolvemos corretamente, 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
Então podemos apenas dar palpites para minimizar o erro.
10:02
and that's the sort of thing computers are very good at.
210
602623
2687
Esse é o tipo de coisas em que os computadores são muito bons.
10:05
So you've taken an initial guess:
211
605334
1593
Assim, temos um palpite inicial:
10:06
what if w = 0?
212
606951
1156
E se w = 0? Então o erro é seis.
10:08
Well, then the error is 6.
213
608131
1240
E se w = 1? Então o erro é 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
Então o computador pode fazer de Marco Polo,
10:13
and drive down the error close to zero.
216
613256
2367
e diminuir o erro para mais próximo de zero.
10:15
As it does that, it's getting successive approximations to w.
217
615647
3374
Fazendo isso, vamos ter sucessivas aproximações até ao w.
10:19
Typically, it never quite gets there, but after about a dozen steps,
218
619045
3656
Normalmente, nunca lá chega, mas após uma dúzia de passos,
10:22
we're up to w = 2.999, which is close enough.
219
622725
4624
temos w = 2,999, o que é suficientemente próximo.
10:28
And this is the learning process.
220
628302
1814
É este o processo de aprendizagem.
10:30
So remember that what's been going on here
221
630140
2730
Por isso, lembrem-se que o que está a acontecer aqui
10:32
is that we've been taking a lot of known x's and known y's
222
632894
4378
é que estamos a pegar num monte de x e y conhecidos
10:37
and solving for the w in the middle through an iterative process.
223
637296
3454
e a procurar o w através de um processo repetitivo.
10:40
It's exactly the same way that we do our own learning.
224
640774
3556
Isto é a mesma coisa que fazemos com a nossa aprendizagem.
10:44
We have many, many images as babies
225
644354
2230
Temos muitas imagens, enquanto bebés, e dizem-nos:
10:46
and we get told, "This is a bird; this is not a bird."
226
646608
2633
"Isto é uma ave, isto não é uma ave".
10:49
And over time, through iteration,
227
649714
2098
Ao longo do tempo, através da repetição,
10:51
we solve for w, we solve for those neural connections.
228
651836
2928
encontramos o w, aquelas ligações neurais.
10:55
So now, we've held x and w fixed to solve for y;
229
655460
4086
Então agora, temos o x e o w fixos, para resolvermos o y.
10:59
that's everyday, fast perception.
230
659570
1847
É a perceção rápida, de todos os dias.
11:01
We figure out how we can solve for w,
231
661441
1763
Descobrimos como encontrar o w,
11:03
that's learning, which is a lot harder,
232
663228
1903
isso é aprendizagem, o que é um muito mais difícil
11:05
because we need to do error minimization,
233
665155
1985
porque precisamos de minimizar o erro, praticando muitos exemplos.
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 uns anos, Alex Mordvintsev, da nossa equipa,
11:12
decided to experiment with what happens if we try solving for x,
236
672086
3550
decidiu experimentar o que acontece se tentarmos encontrar o x,
11:15
given a known w and a known y.
237
675660
2037
em que o w e o y são conhecidos.
11:18
In other words,
238
678124
1151
Por outras palavras, sabemos que é uma ave,
11:19
you know that it's a bird,
239
679299
1352
11:20
and you already have your neural network that you've trained on birds,
240
680675
3303
já treinámos a rede neural com as aves,
11:24
but what is the picture of a bird?
241
684002
2344
mas o que é a imagem de uma ave?
11:27
It turns out that by using exactly the same error-minimization procedure,
242
687034
5024
Acontece que, usando exatamente o mesmo procedimento de minimização de erros,
11:32
one can do that with the network trained to recognize birds,
243
692082
3430
podemos fazer isso com a rede treinada para reconhecer aves
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 aves.
11:44
So this is a picture of birds generated entirely by a neural network
246
704814
3737
É uma imagem de aves gerada totalmente por uma rede neural,
11:48
that was trained to recognize birds,
247
708575
1826
treinada para reconhecer aves,
11:50
just by solving for x rather than solving for y,
248
710425
3538
simplesmente procurando x, em vez de procurar o y,
11:53
and doing that iteratively.
249
713987
1288
e fazendo-o por repetição.
11:55
Here's another fun example.
250
715732
1847
Eis outro exemplo engraçado.
11:57
This was a work made by Mike Tyka in our group,
251
717603
3437
Este foi um trabalho feito por Mike Tyka no nosso grupo
12:01
which he calls "Animal Parade."
252
721064
2308
a que ele chama "Desfile de Animais".
12:03
It reminds me a little bit of William Kentridge's artworks,
253
723396
2876
Recorda-me um pouco as obras de William Kentridge,
12:06
in which he makes sketches, rubs them out,
254
726296
2489
em que ele faz esboços e depois os apaga,
12:08
makes sketches, rubs them out,
255
728809
1460
faz esboços e os apaga e cria um filme dessa forma
12:10
and creates a movie this way.
256
730293
1398
12:11
In this case,
257
731715
1151
Neste caso, Mike vai variando 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 concebida para reconhecer e distinguir
12:18
different animals from each other.
260
738597
1810
animais diferentes uns dos outros.
12:20
And you get this strange, Escher-like morph from one animal to another.
261
740431
3751
Podemos achar estranho, é como ter uma metamorfose de um animal para outro.
12:26
Here he and Alex together have tried reducing
262
746221
4614
Aqui ele e Alex, em conjunto, tentaram reduzir os y
12:30
the y's to a space of only two dimensions,
263
750859
2759
num espaço de apenas duas dimensões,
12:33
thereby making a map out of the space of all things
264
753642
3438
criando 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 imagens sobre toda a superfície,
12:43
varying y over the surface, you make a kind of map --
268
763300
2846
variando y na superfície, fazemos uma espécie de mapa,
12:46
a visual map of all the things the network knows how to recognize.
269
766170
3141
um mapa visual de todas as coisas que a rede sabe reconhecer.
12:49
The animals are all here; "armadillo" is right in that spot.
270
769335
2865
Os animais estão todos aqui: o tatu está naquele local.
12:52
You can do this with other kinds of networks as well.
271
772919
2479
Também podemos fazer isso com outras redes.
12:55
This is a network designed to recognize faces,
272
775422
2874
Esta é uma rede desenhada para reconhecer rostos,
12:58
to distinguish one face from another.
273
778320
2000
para distinguir um rosto de outro.
13:00
And here, we're putting in a y that says, "me,"
274
780344
3249
Aqui, estamos a colocar um Y que diz "eu",
13:03
my own face parameters.
275
783617
1575
os parâmetros do meu rosto.
13:05
And when this thing solves for x,
276
785216
1706
Quando isso é resolvido para x,
13:06
it generates this rather crazy,
277
786946
2618
gera a minha imagem, bastante louca,
13:09
kind of cubist, surreal, psychedelic picture of me
278
789588
4428
tipo cubista, surrealista, psicadélica,
de vários pontos de vista ao mesmo tempo.
13:14
from multiple points of view at once.
279
794040
1806
13:15
The reason it looks like multiple points of view at once
280
795870
2734
A razão de se parecer com vários pontos de vista ao mesmo tempo,
13:18
is because that network is designed to get rid of the ambiguity
281
798628
3687
é porque esta rede está concebida para se livrar da ambiguidade
13:22
of a face being in one pose or another pose,
282
802339
2476
de um rosto estar numa pose qualquer,
13:24
being looked at with one kind of lighting, another kind of lighting.
283
804839
3376
de ser visto com um tipo de luz, com outro tipo de luz.
13:28
So when you do this sort of reconstruction,
284
808239
2085
Quando fazemos este tipo de reconstrução,
13:30
if you don't use some sort of guide image
285
810348
2304
se não usarmos qualquer tipo de 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
obtemos uma certa confusão de 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
É o que acontece se o Alex usar o seu rosto como guia de imagem
13:44
during that optimization process to reconstruct my own face.
290
824033
3321
durante o processo de otimização para reconstruir o meu rosto.
13:48
So you can see it's not perfect.
291
828284
2328
Vemos que isto 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 melhorar a otimização do processo.
13:55
But you start to get something more like a coherent face,
294
835011
2827
Mas começamos a ver alguma coisa como um rosto coerente,
13:57
rendered using my own face as a guide.
295
837862
2014
usando o meu rosto como guia.
14:00
You don't have to start with a blank canvas
296
840892
2501
Não precisamos de começar com uma tela em branco
14:03
or with white noise.
297
843417
1156
ou com interferências,
14:04
When you're solving for x,
298
844597
1304
quando estamos a procurar x.
14:05
you can begin with an x, that is itself already some other image.
299
845925
3889
Podemos começar com um x que, em si mesmo, já é uma outra imagem.
14:09
That's what this little demonstration is.
300
849838
2556
É isso que é esta pequena demonstração.
14:12
This is a network that is designed to categorize
301
852418
4122
Esta é uma rede desenhada para categorizar
14:16
all sorts of different objects -- man-made structures, animals ...
302
856564
3119
todo o tipo de objetos — estruturas feitas pelo homem, animais.
14:19
Here we're starting with just a picture of clouds,
303
859707
2593
Aqui estamos a começar apenas com uma imagem de nuvens.
14:22
and as we optimize,
304
862324
1671
Quando otimizamos,
14:24
basically, this network is figuring out what it sees in the clouds.
305
864019
4486
essa rede está a descobrir o que vê nas nuvens.
14:28
And the more time you spend looking at this,
306
868931
2320
Quanto mais tempo gastarmos a olhar para isto,
14:31
the more things you also will see in the clouds.
307
871275
2753
mais coisas veremos nas nuvens.
14:35
You could also use the face network to hallucinate into this,
308
875004
3375
Também podemos usar a rede de rostos para enlouquecer isto
14:38
and you get some pretty crazy stuff.
309
878403
1812
e obtemos coisas muito loucas.
14:40
(Laughter)
310
880239
1150
(Risos)
14:42
Or, Mike has done some other experiments
311
882401
2744
Mike tem feito outras experiências
14:45
in which he takes that cloud image,
312
885169
3905
em que agarra nessa imagem de nuvens,
14:49
hallucinates, zooms, hallucinates, zooms hallucinates, zooms.
313
889098
3507
enlouquece, aproxima, enlouquece, aproxima, enlouquece, aproxima.
14:52
And in this way,
314
892629
1151
Dessa forma,
14:53
you can get a sort of fugue state of the network, I suppose,
315
893804
3675
suponho que podemos obter uma espécie de estado de fuga da rede,
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 está a comer a sua cauda.
15:03
So every image is now the basis for,
318
903458
3421
Assim cada imagem é agora a base para:
15:06
"What do I think I see next?
319
906903
1421
"O que é que espero ver a seguir?"
15:08
What do I think I see next? What do I think I see next?"
320
908348
2803
"O que é que espero ver a seguir? O que é que espero ver a seguir?"
15:11
I showed this for the first time in public
321
911487
2936
Mostrei isto em público pela primeira vez
15:14
to a group at a lecture in Seattle called "Higher Education" --
322
914447
5437
a um grupo numa palestra em Seattle chamada "A mais alta educação"
15:19
this was right after marijuana was legalized.
323
919908
2437
— logo depois de ter sido legalizada a marijuana.
15:22
(Laughter)
324
922369
2415
(Risos)
15:26
So I'd like to finish up quickly
325
926627
2104
Gostaria de terminar rapidamente
15:28
by just noting that this technology is not constrained.
326
928755
4255
notando que esta tecnologia não está limitada.
15:33
I've shown you purely visual examples because they're really fun to look at.
327
933034
3665
Mostrei-vos apenas exemplos visuais porque eles são divertidos de ver.
15:36
It's not a purely visual technology.
328
936723
2451
Não é apenas uma tecnologia puramente visual.
15:39
Our artist collaborator, Ross Goodwin,
329
939198
1993
O nosso artista colaborador, Ross Goodwin,
15:41
has done experiments involving a camera that takes a picture,
330
941215
3671
tem feito experiências que envolvem uma câmara que tira fotos
15:44
and then a computer in his backpack writes a poem using neural networks,
331
944910
4234
e depois um computador na sua mochila escreve um poema, usando redes neurais,
15:49
based on the contents of the image.
332
949168
1944
com base no conteúdo da imagem.
15:51
And that poetry neural network has been trained
333
951136
2947
Essa poesia de rede neural foi treinada
15:54
on a large corpus of 20th-century poetry.
334
954107
2234
num grande corpo de poesia do século XX.
15:56
And the poetry is, you know,
335
956365
1499
Sabem uma coisa, acho que essa poesia não é lá muito má.
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 terminar,
16:02
I think that per Michelangelo,
339
962417
2132
acho que Miguel Ângelo tinha razão.
16:04
I think he was right;
340
964573
1234
16:05
perception and creativity are very intimately connected.
341
965831
3436
"A perceção e a criatividades estão intimamente ligadas".
16:09
What we've just seen are neural networks
342
969611
2634
O que acabamos de ver são redes neurais
16:12
that are entirely trained to discriminate,
343
972269
2303
que estão totalmente treinadas para discriminar ou reconhecer
16:14
or to recognize different things in the world,
344
974596
2242
diferentes coisas no mundo,
16:16
able to be run in reverse, to generate.
345
976862
3161
capazes de funcionar de trás para frente, de criar.
16:20
One of the things that suggests to me
346
980047
1783
Uma das coisas que me sugere
16:21
is not only that Michelangelo really did see
347
981854
2398
que não é apenas o que Miguel Ângelo viu,
16:24
the sculpture in the blocks of stone,
348
984276
2452
a escultura nos blocos de pedra.
16:26
but that any creature, any being, any alien
349
986752
3638
Mas que qualquer criatura, qualquer ser, qualquer alienígena,
16:30
that is able to do perceptual acts of that sort
350
990414
3657
que seja capaz de fazer ações percetivas deste tipo,
16:34
is also able to create
351
994095
1375
também é capaz de criar,
16:35
because it's exactly the same machinery that's used in both cases.
352
995494
3224
porque é exatamente o mesmo mecanismo usado nos dois casos.
16:38
Also, I think that perception and creativity are by no means
353
998742
4532
Também acho que essa perceção e criatividade não são de modo algum
16:43
uniquely human.
354
1003298
1210
unicamente humanas.
16:44
We start to have computer models that can do exactly these sorts of things.
355
1004532
3708
Começámos com modelos de computadores capazes de fazer este tipo de coisas.
16:48
And that ought to be unsurprising; the brain is computational.
356
1008264
3328
Isso não devia ser surpreendente: o cérebro é um modelo informático.
16:51
And finally,
357
1011616
1657
E finalmente,
16:53
computing began as an exercise in designing intelligent machinery.
358
1013297
4668
a informática começou como um exercício para a conceção de máquinas inteligentes.
16:57
It was very much modeled after the idea
359
1017989
2462
Foi modelado segundo a ideia
17:00
of how could we make machines intelligent.
360
1020475
3013
de que podemos fazer máquinas inteligentes.
17:03
And we finally are starting to fulfill now
361
1023512
2162
E finalmente estamos agora a começar a atingir
17:05
some of the promises of those early pioneers,
362
1025698
2406
algumas das promessas dos pioneiros,
17:08
of Turing and von Neumann
363
1028128
1713
de Turing e von Neumannn,
17:09
and McCulloch and Pitts.
364
1029865
2265
de McCulloch e Pitts.
17:12
And I think that computing is not just about accounting
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1032154
4098
Acho que a informática não é apenas fazer contas
17:16
or playing Candy Crush or something.
366
1036276
2147
ou jogar Candy Crush ou qualquer outra coisa.
17:18
From the beginning, we modeled them after our minds.
367
1038447
2578
Desde o começo, modelámo-los segundo as nossas mentes.
17:21
And they give us both the ability to understand our own minds better
368
1041049
3269
Eles deram-nos a capacidade para compreender as nossas mentes
17:24
and to extend them.
369
1044342
1529
e para os aperfeiçoar.
17:26
Thank you very much.
370
1046627
1167
Muito obrigado.
17:27
(Applause)
371
1047818
5939
(Aplausos)
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