Robótica al servicio del pensamiento creativo. Executive Summary of generic AI Cloud Robotics new concept

ROBÓTICA AL SERVICIO DEL PENSAMIENTO CREATIVO

ROBÓTICA AL SERVICIO DEL PENSAMIENTO CREATIVO(with Executive Summary of Cloud Robotics)

Barcelona30/7/2012

Toni Ferraté. Presidente [email protected]: @ROBOToni


NUESTRA VOCACIÓN• Acercar la robótica a la enseñanza y

personas, y motivar la creatividad e innovación y las vocaciones tecnológicas entre los jóvenes, perfiles que necesitan nuestras empresas.

• Preparación para cambios tecnológicos acelerados y sus consecuencias sociales.

www.ro-botica.com


NUESTRA REALIDAD• Seleccionamos con cariño los productos que comercializamos: amplia gama de

sistemas robóticos para la enseñanza, personas y hogares.• Tenemos experiencia en equipamiento de aulas, talleres de robótica en

horario escolar o extraescolar, cursos y competiciones con robots. • TODAS LAS ETAPAS EDUCATIVAS

www.ro-botica.com


• TEORÍA:“No hay nada más práctico que una buena teoría”

• PRÁCTICA:“No hay mejor teoría que una buena práctica”

• El futuro de la Robótica Personal:“Teoría y práctica convergen en las oportunidades”


1. Robótica industrial (Producción). Sector maduro.

2. Robótica de servicios profesionales. Robots defensa, rescate, seguridad, vigilancia, drones Misiones especiales, submarinos, espaciales, antiexplosivos Robots asistenciales, sanidad, nanorobots Robots en la agricultura Azafatas, relaciones públicas, plataformas móviles3. Robótica personal de servicio a personas y hogares. Robots domésticos (limpieza, cortacésped, limpiapiscinas) Robots de telepresencia / Televigilancia Robots de compañía / terapéuticos / mascotas Robots de hobby/lúdicos Robótica educativa

Sector emergenteCrecimientos del 17% anual

2011: 18.000 millones $2012: 21.000 millones $2017: 46.000 millones $

KEY PLAYERS:Honda Motors (Japón)IRobot (EE.UU.)AB Electrolux (Suecia)Sony (Japón)Fujitsu (Japón)Toyota (Japón)Yujin Robot (Corea Sur)


lifelong KindergartenMIT Media Lab

Lenguaje Scratch

Jean Piaget

Mitchel Resnick

Teoría constructivista del aprendizaje

Seymour PapertLenguaje LOGO

Toni

El aprendizaje construccionista involucra a los estudiantes y los anima a sacar sus propias conclusiones a través de la experimentación creativa y la elaboración de los objetos sociales. El maestro constructivista asume un papel mediacional en lugar de adoptar una posición instructiva. La enseñanza se sustituye por la asistencia al estudiante en sus propios descubrimientos a través de construcciones que le permiten comprender y entender los problemas de una manera práctica.

Toni

Resnick's group has developed a new programming language, called Scratch, that makes it easier for kids to create their own animated stories, video games, and interactive art. Resnick is also involved in the next generation of Programmable Bricks and in the $100 laptop project.

Toni

Piaget demuestra que existen diferencias cualitativas entre el pensar infantil y el pensar adulto, más aún: existen diferencias cualitativas en diferentes momentos o etapas de la infancia.La perspectiva constructivista del aprendizaje puede situarse en oposición a la instrucción del conocimiento. En general, desde la postura constructivista, el aprendizaje puede facilitarse, pero cada persona reconstruye su propia experiencia interna, con lo cual puede decirse que el conocimiento no puede medirse, ya que es único en cada persona, en su propia reconstrucción interna y subjetiva de la realidad. Por el contrario, la instrucción del aprendizaje postula que la enseñanza o los conocimientos pueden programarse, de modo que pueden fijarse de antemano unos contenidos, método y objetivos en el proceso de enseñanza.


• Programación secuencial, lógica y semántica a partir de 7 años!!

• Realizar animaciones interactivas. Contar historias.

• Narraciones digitales ampliadas con robots.

• Open Source (Gratis y modific.)


LEGO WeDo


Espiral del pensamiento creativo…


• TEORÍA: “No hay nada más práctico que una buena teoría”

• PRÁCTICA: “No hay mejor teoría que una buena práctica”

• El futuro de la Robótica Personal“Teoría y práctica convergen en las oportunidades”


Experiencia, Comprensión, Creatividad, Imaginación…

TeoríaPráctica




La imaginación es más importante que el conocimiento…

La adquisición de cualquier conocimiento es siempre útil

a la mente ya que nada puede ser querido u odiado si primero no es comprendido..,

Nunca se hizo ningún gran descubrimiento

sin una conjetura atrevida…

Debemos afrontar los hechos “con ambos ojos bien

abiertos”

Experiencia, Comprensión, Creatividad, Imaginación…

Leonardo (1452-1519)

Einstein(1879-1955)

Copérnico(1473-1543)

Newton(1642-1727)


Imagina, crea, experimenta y comprende… = Juega! Resuelve retos!

Imagina

Crea Comprende

Experimenta


¡Juega con robots en modelos reales (Smart citys, Green citys)! Resuelve retos útiles con robots. Trabajo y juego en equipo. Horario escolar o extraescolar

Experi-

menta


Adquisición de habilidades interdisciplinares: tecnológicas, competenciales, curriculares

Roles: adapta creatividad=educación a aptitudes de la persona (no viceversa)

Imagina


¡La robótica es fácil! Robótica minimalista: Isogawa Yoshihito


Imagina, crea, experimenta y reflexiona… = Juega! Resuelve retos!


Escalabilidad desde LEGO y estructuras mecánicas flexibles sólidas.


Formación en STEM: ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas

• “Filosofía Meccano”• Concebido para el aula y retos• Sistema robusto y escalable• Competiciones escolares,

nacionales e internacionales• Muy popular en EEUU


Comprende




• Inercia

• Aceleración

• Elasticidad


Trabajo con prototipos y diseños creativos


Introducción a la programación

Programación lògica

Programación lògica+

Programación por aprendizaje

Experi-

menta


Comprensión con prototipos progresivos y creativos

• 29 robots progresivamente complejos (1 a 18 servomotores) de forma guiada

• ¡Imagina y crea infinitos robots! Imagi

na


Especialidad en programación (y electrònica, visión, comunicaciones) La solución óptima para cada necesidad.

¡Diseñado y producido en Euskadi!


Guías didàcticas para docentes y retos para alumnos y personas


Robot Mascota PLEO ReBorn (2ª Generación)


Robot volador AR.Drone 2.0 (Parrot)

• Android, iPhone, iPad, iPod,…• Open Source. • Crea aplicaciones AR.• Cámara HD• Micro-PC con Linux embedido

Juega


La plataforma hardware abierta (Open Source). Do It Yourself. Low Cost.

• Tecnología abierta: I+D+i, prototipaje, comunicaciones. • Infinidad de Shields (subplacas) especializadas.• Creación de robots “artesanales”. Filosofía DIY y “Maker”• Piezas mecánicas, sensores y actuadores de otras plataformas

Crea


La plataforma humanoide abierta mas avanzada del momento para crear aplicaciones.

• Campeón del mundo ROBOCUP 2011 y 2012• I+D+i, IA, visión artifical, PC +Linux• Escalable mecánicamente• Open source, bien documentado.• Comunicaciones (WiFi)• “Cloud Robotics”

Crea


• TEORÍA“No hay nada más práctico que una buena teoría”

• PRÁCTICA“No hay mejor teoría que una buena práctica”

• El futuro de la Robótica Personal“Teoría y práctica convergen en las Oportunidades”


Crea

Imagina

• La robótica educativa es la base del futuro: lo que te marca de niño te puede impulsar toda una vida.

• ¡El futuro ya no es lo que era! • La mejor manera de predecir el futuro es crearlo:

Cloud Robotics: Herramientas especializadas, “AI

bricks”, para Robots baratos Inteligentes. ¡Oportunidad ahora!


Crea

• “Robolución”, robots personales con IA generalista, en red “Cloud Robotics”, de bajo coste, catalizados por tecnologías maduras y crecientes (exponenciales) de mobilidad (Smartphones) y Cloud Computing.

• Popularización asocida a prestaciones y costes. ¡OPORTUNIDAD AHORA INTELIGENCIA ARTIFICIAL GENERALISTA!

Imagina

Comprende

Cloud-robot Client-side Brain Cloud-robot Server-side Brain


Triple exponencialidad de “Cloud Robotics”: 1. Ley de Moore. Client-side brain.2. La Nube (Cloud Computing). Server-side brain3. Incrementos lineales de usuarios y máquinas (nodos) en cualquier red

producen incrementos exponenciales en el valor y prestaciones de la red (enlaces posibles entre usuarios y máquinas).


• Segmentación transdisciplinar del conocimiento y comportamiento humanos mediante “ladrillos de IA” o herramientas especializadas a integrar.

• Protocolos standard y abiertos independientes de la tecnología y marcas: XML, Robot Tools Servers (RTS), etc.

• Coyuntura favorable para conseguir IA fuerte y generalista indistinguible o superior a la humana según Test de Turing postulado en 1950.

Singularidad tecnológica (¿2029?)Comprende

• Creación de una nueva capa de aplicación para máquinas sobre TCP/IP, cómo en los 90 la WWW o Web 2.0 para humanos.

• Utilización de millares de herramientas especializadas seminteligentes en la nube concebidas para robots baratos de cualquier tecnología y marca: “AI Bricks”


• Servidores capaces de redireccionar a un robot a la herramienta óptima para cumplir una misión (RTS)(*)

• Reconocimiento de imágenes, voz, caras, vídeos mediante patrones• Movilidad de robots.• Sistemas expertos (ajedrez, psicología, inteligencia emocional, empatía,

derecho, coaching, compañía, toma de decisiones, ocio, maestros, etc.)• Autoaprendizaje de la propia experiencia de los robots almacenada en nube• Descarga de aplicaciones especializadas “on demand” para cumplir tareas.• Etc.

Ejemplos de “Ladrillos de IA” a integrar en el Cloud


CLOUD ROBOTICS for cheap and popular cloud-robots with generic intelligence indistinguishable or beyond human.

A strong and generic intelligence as human or beyond human is possible using a critical high number of specialized AI tools or “AI bricks” to integrate interdisciplinary on cloud.

In 1989 was "invented" the WWW which is the high level layer of application for humans over low level layer protocols TCP/IP created by DARPA in 60's years of last century for defense purposes. Now it's time to create the new high level layer application for robots with thousands (millions?) of specialized tools which I call "AI bricks". Will be used standards protocols in communications for structure mission information, as XML, uploading multimedia & sensor magnitudes, etc. to the cloud and obtaining a response "on demand".

The big opportunity as important and big as WWW or Web 2.0 is now because:1. Mobile new technologies (Smartphones) are mature and growing exponentially in features, latency delay times

and bandwith with wifi (indoor robots) or 3G, 4G, … (outside home). Smartphones are already produced in big scale and are commodities, so prices will decrease. (Client side brain=cheap robot = AI robots become popular)

2. Cloud Computing technologies are mature and growing exponentially (server side brain = millions of expert tools, learning tools, NLP, etc. AI tools or "bricks" for hard process and quick calculations and access to data, correlations of patterns for Artificial vision, voice recognition, etc)

The big opportunity is for everybody:• Key players for image, video, face and voice recognition on cloud. High power calculate correlations and high

storage of patterns giving service to millions of concurrent cloud-robots: Google, Apple, Microsoft…• Startups and enterpeneurs with a high knowhow of specific field of knowledge and field of human behavior.• Middle companyes with some expertise in human behaviour or knowhow.• Open Source community. Academic community.• AI institutes and departments (exists from 1956, and they have had success in so many years in a lot of fields)

1) EXECUTIVE SUMMARY OF CLOUD ROBOTICS


Examples of thousands (milions?) of AI bricks very intelligent in their specialization and silly in other tasks:

• RTS (Robot Tools Server) for redirecting each cloud-robot to the optimal specialized tool (like DNS in WWW) for complete a mission.(*)

• Expert tools: chess (Deep Blue machine won the human world champion Kasparov on 1997), psicology, emotional intelligence, lawyer, languages, empathy, medical, history, mycology, weather, philosophy, etc…

• Prediction tools.• Technic tools: Artificial vision for pattern recognition of thousands of objects with millions of patterns hosted in

the Cloud. Voice recognition, Face recognition, etc.• Downloading specialized programs and firmware “on demand” for robots.• Learning tools: the robots can learn from their own past experience depending on if a past mission failed or not,

memory, knowhow, etc. A human from his born is always learning from it's own experience and delays 18 years in get a bit of maturity, and more than 30 years in working professionally with experience... lets give the same time to strong and generalist AI cloud robots to learn!

(*) The way to integrate these bricks for not being a "large number of airplane parts flying in formation" is key. So I introduce the concept of RTS (Robotics Tools Server) than in human high level layer of application WWW over TCP/IP is something conceptually similar as DNS (Domain Name Server), thought for humans because humans we don't remember IP numbers, but we remember alphanumeric names and words and domains. In worldwide DNS, thousands of machines, are automatically updated when only one DNS is updated with a new domain name in less than 24h, and this extraordinary network of machines is largely distributed for assurance the service.RTS (Robot Tool Server) is similar, but more complex: a robot provides to RTS a mission in XML predefined format, with optional attached URL files (information, multimedia, etc. uploaded and hosted in cloud), and the RTS redirects the robot to the optimal machine (IP) to complete his mission like DNS redirects to a IP when it receives a domain name. A regulated register of AI bricks or tools and tasks is required. AI Bricks in RTS will survive by natural selection on depending of feedback from cloud-robots or it’s owner humans on depending of success of robot missions and tasks.

2) EXECUTIVE SUMMARY OF CLOUD ROBOTICS


Crea

Imagina

Comprende

• Debemos preparar a nuestros hijos para profesiones que todavía no existen, y muchas de las actuales dejará de tener sentido que las hagan nuestros hijos humanos en 18 o 30 años.

CAMBIOS RADICALES EN LA ENSEÑANZA AHORA


El futuro de la Robótica Personal y de Servicios

Comprende

• En un mundo donde todo cambia aceleradamente y exponencialmente, mas veloz que las generaciones: la tecnología y sus efectos sociales, donde todo es “terra incógnita”, lo que cobra sentido absoluto es enseñar valores.


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¡Os esperamos!

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(with Executive Summary of Cloud Robotics)

Barcelona30/7/2012

Toni Ferraté. Presidente [email protected]: @ROBOToni

Technology

Robótica al servicio del pensamiento creativo. Executive Summary of generic AI Cloud Robotics new concept