Vehículos de Braitenberg

Valentiono Braitenberg: cibernético, neuroanatomista

• Inventa una serie de máquinas muy simples (sin interés mecánico o eléctrico) que se vuelven interesantes si las vemos como animales en un entorno natural.

• Va introduciendo en estas máquinas elementos que se ven en algunos animales, siguiendo aspectos de la evolución de las especies

Vehículo 1

• 1 sensor, 1 motor. • Conectados directamente: cuanto

más recibe el sensor, más rápido se mueve el motor

• Ejemplo: el sensor mide la temperatura en K– No se queda nunca quieto

– Se mueve más rápido si hace calor y más lento si hace frío

• Adónde lo ponemos?– En el espacio: no es nada interesante

– En la tierra: un poco más porque hay rozamiento

– En el agua: como hay fuerzas en todas direcciones vamos a observar un movimiento errático, especialmente a bajas velocidades

Vehículo 1

¿Qué vemos?

Pero ESTA VIVO

No descansa nunca y no le gusta el agua caliente.Es medio tonto (por ejemplo, si le gusta un lugar,no puede dar media vuelta y volver)

Vehículo 2

• 2 sensores, 2 motores. • Conectados directamente: cuanto

más recibe el sensor, más rápido se mueve el motor.

• Este bicho se pudo haber formado por algún proceso de duplicación incompleto.

A B C

Vehículo 2

• Pasa más tiempo en lugares donde hay menos luz y acelera cuando hay mucha.

• Si la fuente de luz está adelante se estrella• Si la fuente de luz está de costado la esquiva

A

• Si la fuente de luz está adelante se estrella• Si la fuente de luz está de costado se estrella

¡No tiene salvación!

B

• No es interesante, es igual que el vehículo 1C

Vehículo 2

¿Qué vemos?

Les MOLESTA la luz

A trata de escapar, es COBARDE

B trata de atacar, es AGRESIVO

Vehículo 3

• Queremos mejorar las características que observamos (cobardía y agresividad) e incorporar otras.

• Vamos a introducir conexiones inhibitorias: cuanto más recibe el sensor, más lento se mueve el motor.

A B

• Se acerca a la fuente de luz y se para cuando está apuntando.

A

• Se acerca a la fuente de luz y cuando está llegando apunta para afuera. Ante cualquier perturbación, se va.

B

Vehículo 3

¿Qué vemos?

A los dos les gusta la luz

A AMA la luz. Se queda embobado contemplándola

B quiere EXPLORAR. Le gusta estar cerca de la luz, pero mantiene siempre

un ojo abierto por si hay otra mejor

Vehículo 3 recargado

• Vamos a llevar este vehículo al límite de sus posibilidades…

• ¿Qué cosas podemos hacer?– No le gusta el calor; escapa de los lugares calientes.– No le gustan las lamparitas porque las destruye.– Le gusta el oxígeno y la materia orgánica. Si falta oxígeno

se va a otro lado.

¿Qué vemos?

Tiene VALORES y CONOCIMIENTO

• Cuatro pares de sensores: – Luz: sin cruzar exitatorias.– Temperatura: cruzada exitatorias.– Oxígeno: cruzada inhibitorias.– Materia orgánica: sin cruzar

inhibitorias.

-Hay cosas que les gustan y otras que no.-Rompe las lamparitas porque sabe que producen calor (y odia el calor).

Vehículo 4

• ¿Qué pasa si cambiamos la función de transferencia entre los sensores y los motores?

• ¿Qué cosas podemos hacer?– Le gusta un estímulo si es bajo pero no si es fuerte– Se aleja de un olor leve, pero destruye un olor fuerte– Altera entre una fuente de olor y una fuente de luz, y se va

si la temperatura sube.

Vehículo 4

¿Qué vemos?

Diferentes INSTINTOS

Vehículo 4

• ¿Y si ponemos saltos en la función?

• ¿Qué cosas podemos hacer?– Si la temperatura empieza a subir, no le da bolilla. Pero

cuando se pone muy caliente, sale corriendo.

¿Qué vemos?

Toma DECISIONES. Para eso necesita tener DESEOS.

Vehículo 5• Ahora sí vamos a empezar a poner un cerebro.

• Dispositivo umbral– si la corriente que recibe es mayor que un determinado umbral, deja pasar todo. Si no, no deja pasar nada.– Están puestos entre los sensores y los actuadores, y pueden conectarse entre sí– Tardan un tiempo (corto) en dispararse.– Pueden ser inhibitorios

12

Vehículo 5

• ¿Qué cosas podemos hacer?– Contar

Se dispara cuando hay ráfagas de 3 pulsos

1 2 2A B

C

O

¿Qué vemos?

Puede CONTAR. Si es suficientemente complicado,

Puede resolver problemas LOGICOS.

Vehículo 5

• Pero necesitamos memoria… ¿Cómo hacemos?

Este dispositivo puede almacenar un bit.1 1

Si alguna vez se prende la lámpara, la campana suena para siempre1 1

Ejemplo:

Vehículo 7• Hasta ahora, los vehículos no se adaptan al entorno; funcionan siempre de la misma

manera.• Vamos a tratar que aprendan del entorno...

• Cómo podemos incorporar reflejos condicionados?

• Compramos un rollo de cable Mnemotrix.– Alta resistencia al principio– Va bajando si las dos puntas del cable tienen corriente en el

mismo momento– Vuelve a subir lentamente

• Conectamos todo con todo mediante este cable.

Vehículo 7

¿Qué vemos?

Hace ASOCIACIONES

Si se vinculan sensaciones de diferentes categorías

Ejemplo: perro de Pavlov (campana-comida)

Genera CONCEPTOS

Si se vinculan sensaciones de la misma categoría

Ejemplo: el olor de la muerte

Vehículo 8

• Estos cables y dispositivos sirven también para organizar la visión…

Vehículo 8

• Detector de objetos

4

41 Objeto de tamaño 4

Salir corriendo

Objeto de tamaño 1 Atacar

1

11

Vehículo 8

• Detector de movimiento

12

12

12

Dispositivo delay: un dispositivo umbral “perezoso”

Vehículo 11

• Si es puro reflejo, no puede anticiparse a lo que va a pasar..

• Tratemos de agregar relaciones causa/efecto.

• Compramos un rollo de cable Ergodix.– Alta resistencia al principio– Va bajando si las dos puntas del cable tienen corriente con

una diferencia corta de tiempo– Vuelve a subir lentamente

• Conectamos todo con todo mediante este cable.

Vehículo 11

• Cómo se relacionan los dos tipos de cables? • Qué pasa primero? Qué es más importante?

• Las relaciones causa/efecto son más interesantes si relacionan conceptos y no simples sensaciones

• La generación de nuevos conceptos no tiene sentido si no sirve forma parte de leyes causa/efecto.

• Vamos a hacer que los cables ergotrix refuercen a los cables mnemotrix

Vehículo 11

• Ejemplo: máquina tragamonedas