Recrean "holocubierta" de Star Trek para robots mediante IA

Desde tiempos remotos, los seres humanos hemos soñado con adelantos tecnológicos que, en su mayoría, hemos contemplado solo a través de las páginas de la ciencia ficción o las pantallas del cine y la televisión. Recordemos las videollamadas de Los Supersónicos, una fantasía de la década de 1960 que hoy es una realidad cotidiana. Sin embargo, aún quedan muchos hitos por alcanzar, sobre todo aquellos imaginados en series emblemáticas como Star Trek.

Aunque la idea de entablar el primer contacto con extraterrestres o surcar el cosmos a velocidad warp aún pertenece al ámbito de lo fantástico, hay un avance de Star Trek que parece estar al alcance de nuestra era: la holocubierta. Pero ¿qué es exactamente una holocubierta? 

En la serie Star Trek: The Next Generation, este era un espacio donde el Capitán Picard y su tripulación simulaban desde densas junglas hasta el Londres victoriano de Sherlock Holmes, todo mediante comandos de voz que creaban realidades virtualmente tangibles y totalmente interactivas. Para aquellos que no estén familiarizados con Star Trek, la holocubierta se asemeja a la Construct de Matrix y otros muchos entornos virtuales de la ciencia ficción que parecen desafiar la posibilidad de ser alcanzados.

Entornos virtuales generados por IA para robots

Sin embargo, recientemente, un equipo de ingenieros del departamento de Ingeniería de la Universidad de Pensilvania, en colaboración con expertos de Stanford, la Universidad de Washington y el Instituto Allen de Inteligencia Artificial, ha logrado desarrollar su versión de una holocubierta, al que llamaron simplemente Holodeck. Utilizando activos de videojuegos y la tecnología de ChatGPT, este grupo ha creado entornos virtuales en un tiempo récord, marcando un avance significativo hacia la realización de estos conceptos futuristas.

Para que quede claro no estamos hablando de un entorno holográfico completo donde los humanos puedan caminar e interactuar libremente con personajes virtuales; esa tecnología sigue siendo cosa de un futuro más distante. Sin embargo, este innovador sistema tiene mucho que ofrecer en el campo de la robótica, especialmente en el entrenamiento de robots antes de su implementación en el mundo real. 

La tecnología no se limita simplemente a crear cualquier mundo virtual 3D que se nos ocurra, sino que, además, ajusta de manera inteligente la disposición espacial, asegurando que cada objeto se coloque en un punto lógico y coherente del escenario.

"Podemos utilizar el lenguaje para controlarlo", explica su cocreador, Yue Yang, en un comunicado de la Universidad de Pensilvania. "Puedes describir fácilmente los entornos que quieras y entrenar a los agentes de IA incorporados", agregó.

En la actualidad, los entornos virtuales interactivos se utilizan para entrenar robots antes de que operen en escenarios reales, un método conocido como "Sim2Real", según el comunicado. Tradicionalmente, sin embargo, la creación de estos entornos virtuales ha sido manual y laboriosa. Ahí es donde entra en juego la nueva tecnología, que permite acelerar este proceso.

"Los artistas crean manualmente estos entornos", explica Yang, destacando que este proceso podría llevar semanas para un solo entorno. La nueva metodología podría resolver la escasez de entornos interactivos necesarios para el entrenamiento avanzado de robots.

Chris Callison-Burch, profesor asociado de Informática y Ciencias de la Información, añade: "Si queremos utilizar técnicas de IA generativa para desarrollar robots que puedan desenvolverse con seguridad en entornos del mundo real, tendremos que crear millones o miles de millones de entornos simulados".

Holodeck podría un gran impacto en el mundo de la robótica

Fundamentalmente, el sistema Holodeck integra un avanzado modelo de lenguaje, similar a los que impulsan chatbots como ChatGPT, para configurar entornos virtuales según los deseos del usuario. Luego, utiliza una vasta colección de recursos digitales de videojuegos, conocida como Objaverse, para construir escenarios detallados, mientras que un módulo especializado ajusta la distribución de los objetos en el espacio. Por ejemplo, si se solicita visualizar un apartamento con un gato, Holodeck incluirá los muebles típicos, como un árbol para gatos.

En pruebas comparativas con sistemas anteriores como ProcTHOR, Holodeck demostró superioridad en todas las categorías, destacando incluso en la creación de ambientes poco convencionales, desde laboratorios hasta bodegas de vino.

Según el cocreador del sistema, el profesor adjunto Mark Yatskar, "la prueba definitiva de Holodeck es su capacidad para preparar a los robots para interactuar de manera segura con entornos nuevos y desconocidos, acostumbrándolos a espacios en los que nunca habían estado".

Y el sistema ha mostrado su eficacia en pruebas específicas: un robot entrenado en salas de música virtuales creadas por Holodeck localizó pianos con un 30 % de éxito, comparado con solo un 6 % usando ProcTHOR. 

Aunque no sea exactamente la holocubierta de Star Trek, el Holodeck representa un logro impresionante que podría jugar un papel crucial en el desarrollo de futuros robots diseñados para operar en diversos entornos reales. Tal vez, eventualmente, nosotros también podamos adentrarnos en estos espacios virtuales. O, ¿quién sabe? Quizás ya estemos viviendo en una simulación y no lo sepamos.

Felipe Espinosa Wang con información de Interesting Engineering y la Universidad de Pensilvania.