Aceros Luc
Científico y artista belga
Luc Steels en el Wissenschaftskolleg de Berlín en 2016

Luc Steels (nacido en 1952) es un científico y artista belga . Steels es considerado un pionero de la inteligencia artificial en Europa que ha hecho contribuciones a los sistemas expertos , la robótica basada en el comportamiento , la vida artificial y la lingüística computacional evolutiva . Fue miembro de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados ICREA asociado como profesor de investigación al Instituto de Biología Evolutiva (UPF/CSIC) en Barcelona. Anteriormente fue director fundador del Laboratorio de Inteligencia Artificial de la Vrije Universiteit Brussel y director fundador del Laboratorio de Ciencias de la Computación de Sony en París . Steels también ha estado activo en las artes colaborando con artistas visuales y creadores de teatro y componiendo música para ópera.

Biografía

Steels obtuvo una maestría en Ciencias de la Computación en el MIT , especializándose en IA bajo la supervisión de Marvin Minsky y Carl Hewitt . Obtuvo un doctorado en la Universidad de Amberes con una tesis en lingüística computacional sobre un modelo paralelo de análisis . En 1980, se unió al Laboratorio de Investigación Schlumberger-Doll en Ridgefield (EE. UU.) para trabajar en enfoques basados ​​en el conocimiento para la interpretación de datos de registros de pozos petrolíferos y se convirtió en líder del grupo que desarrolló el Dipmeter Advisor que transfirió al uso industrial mientras estaba en Schlumberger Engineering, Clamart (París). En 1983, fue nombrado profesor titular de Ciencias de la Computación con una cátedra de IA en la Universidad Libre de Bruselas (VUB). Ese mismo año fundó el Laboratorio de Inteligencia Artificial de la VUB y se convirtió en el primer presidente del Departamento de Informática de la VUB entre 1990 y 1995. El Laboratorio de IA de la VUB se centró inicialmente en sistemas basados ​​en el conocimiento para diversas aplicaciones industriales (diagnóstico de equipos, planificación del transporte, diseño), pero gradualmente se centró más en la investigación básica en IA, moviéndose a la vanguardia de este campo.

En 1996, Steels fundó el Laboratorio de Ciencias Informáticas de Sony (CSL) en París y se convirtió en su director interino. Este laboratorio fue una escisión del Laboratorio de Ciencias Informáticas de Sony en Tokio dirigido por Mario Tokoro y Toshi Doi . El laboratorio se centró en la investigación de vanguardia en IA, en particular en el surgimiento y la evolución del lenguaje fundamentado y las ontologías en robots, el uso de la IA en la música y las contribuciones a la sostenibilidad . El grupo de música del CSL estaba dirigido por Francois Pachet y el grupo de sostenibilidad por Peter Hanappe.

En 2011, Steels se convirtió en investigador asociado del Instituto de Investigación y Estudios Avanzados ( ICREA ) y profesor de investigación de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) en Barcelona, ​​integrado en el Laboratorio de Biología Evolutiva (IBE) . Allí continuó su investigación fundamental sobre los orígenes y la evolución del lenguaje a través de experimentos con agentes robóticos.

Desde 2018 comenzó a trabajar en Venecia en el contexto de varios proyectos europeos, primero en la Universidad Ca'Foscari dentro de los proyectos Odycceus [1] y AI4EU y luego en la Universidad Internacional de Venecia dentro del proyecto MUHAI [2] .

A lo largo de su carrera, Steels realizó numerosas visitas de investigación y docencia a otras instituciones. Fue profesor habitual en el Theseus International Management Institute en Sophia Antipolis, desarrolló cursos para la Open University de los Países Bajos, fue miembro del Wissenschaftskolleg de Berlín durante los años 2015-16 y 2009-10, miembro del Goldsmiths College de Londres (departamento de informática) desde 2010, profesor visitante o profesor en la Universidad La Sapienza de Roma, el Politécnico de Milán , las universidades de Ghana y Pekín ( Universidad Jiaotong ), entre otras.

Steels fue miembro de la Academia de Ciencias de Nueva York , y es elegido miembro de la Academia Europaea y de la Real Academia Belga de Artes y Ciencias ( Koninklijke Vlaamse Academie voor Wetenschappen en Kunsten ), donde se desempeña como presidente de la sección de Ciencias Naturales. [3]

Recibió varios premios, incluido el premio al mejor artículo en la Conferencia Europea de IA (en 1982), la prestigiosa cátedra Franqui en la Universidad de Lovaina (Bélgica) (2018) [4] y la cátedra Calewaert en la Universidad Libre de Bruselas (VUB) (2024) [5] y el Premio al Servicio Distinguido EurAI, [6] entregado cada dos años a una persona que haya realizado contribuciones excepcionales a la comunidad de IA en Europa.

Contribuciones a la ciencia

El trabajo científico de Steels siempre ha sido altamente transdisciplinario, centrándose en (i) forjar avances conceptuales en IA, (ii) construir las herramientas técnicas para elaborar y desarrollar estos avances, y (iii) desarrollar experimentos concretos para convertir los avances en nuevos paradigmas viables de IA. Desde principios de la década de 1980 y utilizando este enfoque, Steels ha desempeñado un papel importante en cuatro cambios conceptuales profundos: (1) de sistemas basados ​​en reglas heurísticas a sistemas de conocimiento basados ​​en modelos, (2) de robots basados ​​en modelos a robots inspirados en la vida artificial basados ​​en el comportamiento, (3) de sistemas de lenguaje estáticos y diseñados a sistemas de comunicación emergentes dinámicos y en evolución con características clave de los lenguajes humanos, y (4) más recientemente, de IA basada en datos a IA significativa capaz de comprensión y formas de conciencia.

El nivel de conocimiento en sistemas expertos

A principios de la década de 1980 se vivió un período de gran interés en la aplicación del paradigma basado en reglas para la construcción de sistemas expertos. Los sistemas expertos tienen como objetivo ayudar a los expertos humanos a abordar problemas desafiantes, como el diagnóstico médico (por ejemplo, MYCIN ) o la configuración de equipos técnicos complejos (por ejemplo, R1 ). A mediados de la década de 1980, estas técnicas se empezaron a utilizar ampliamente en la industria y se integraron en la práctica de la ingeniería de software, pero también quedó claro que el enfoque exclusivo en las reglas heurísticas era limitante, principalmente debido a los esfuerzos involucrados en encontrar un conjunto adecuado de reglas (el llamado cuello de botella de adquisición de conocimiento) y debido a la fragilidad observada cuando aparecían casos que quedaban fuera del alcance de las reglas predefinidas.

A partir de 1985 , surgió una tendencia entre los investigadores de IA, incluidos Balakrishnan Chandrasekaran, William Clancey , Doug Lenat , John McDermott, Tom Mitchell , Bob Wielinga , entre otros, para capturar la experiencia humana con mayor profundidad. Impulsada por el artículo de Allen Newell [7] sobre la necesidad de adoptar una estrategia de análisis y diseño de " nivel de conocimiento ", la nueva generación de sistemas de conocimiento utilizó modelos del dominio del problema basados ​​en una ontología representada explícitamente y empleando estrategias de resolución de problemas para componer tareas en subtareas y resolverlas. [8] Las reglas heurísticas todavía eran relevantes, pero ahora se aprenderían resolviendo primero un problema utilizando modelos y estrategias de inferencia y luego almacenando la solución, después de cierto grado de abstracción. [9] Las ventajas clave de este enfoque de nivel de conocimiento son una mayor robustez, porque el sistema puede recurrir a un razonamiento más profundo cuando faltan reglas heurísticas, una facilidad de explicación más rica debido al uso de modelos más profundos, [10] y un proceso de diseño más metódico que incluye técnicas de verificación y validación.

Steels jugó un papel importante en el establecimiento de este nuevo paradigma en la década de 1980, organizando una serie de talleres clave [11] y tutoriales, ayudando a desarrollar metodologías de diseño a nivel de conocimiento, particularmente en colaboración con Bob Wielinga y el enfoque CommonKADS [12] desarrollado en la Universidad de Ámsterdam , y publicando artículos influyentes que describen el enfoque a nivel de conocimiento. [13]

Con su equipo en el Laboratorio de IA de la Vrije Universiteit Brussel, desarrolló varias herramientas, la más importante de las cuales fue el sistema de representación de conocimiento KRS, [14] que era una extensión orientada a objetos basada en marcos de LISP con facilidades para el mantenimiento de la verdad, [15] inferencia de meta-nivel y reflexión computacional. [16] El equipo aplicó el enfoque para construir sistemas expertos operativos desafiantes en varios dominios técnicos (diseño de circuitos electrónicos para telefonía digital, [17] programación del tráfico ferroviario belga, [ cita requerida ] monitoreo del metro y diagnóstico de centrales nucleares). Estos sistemas se utilizaron en operaciones reales y se ejecutaron en las innovadoras máquinas Symbolics LISP . Todo esto condujo a la creación de una empresa derivada, Knowledge Technologies (con Kris Van Marcke como CEO), para canalizar aún más estos desarrollos hacia un uso industrial práctico. La empresa estuvo activa de 1986 a 1995.

Vida artificial y robótica basada en el comportamiento.

Alrededor de 1986, después de un encuentro con Ilya Prigogine de la Universidad Libre de Bruselas (ULB), Steels abrió en su laboratorio de la VUB una segunda línea de investigación para desarrollar un nuevo paradigma para la IA inspirado en los sistemas vivos. Debido a que este paradigma surgió como parte del movimiento hacia la " Vida Artificial ", se lo conoció como el enfoque de Vida Artificial para la IA o también, debido al énfasis en el comportamiento, como el enfoque basado en el comportamiento para la IA y la robótica, [18] así como el enfoque animat . [19] El paradigma basado en el comportamiento pretendía ser complementario al paradigma basado en el conocimiento , que apunta a la inteligencia deliberativa, en el sentido de que aborda la inteligencia reactiva para el comportamiento adaptativo en tiempo real de agentes robóticos autónomos encarnados en entornos del mundo real. [20] Esta nueva línea de investigación se encontraba en la confluencia de varias tendencias emergentes que sucedieron a finales de los años ochenta y noventa: un resurgimiento de los robots reactivos cibernéticos encabezados por Rodney Brooks , el establecimiento de la Vida Artificial como una nueva disciplina por Chris Langton , [21] un enfoque renovado en la computación emergente a través de la autoorganización utilizando autómatas celulares , modelos de la teoría del caos, [22] y algoritmos genéticos , [23] y el surgimiento de redes neuronales multicapa iniciadas por David Rumelhart y James McClelland . [24]

Al igual que en el caso de los sistemas basados ​​en el conocimiento, Steels fue muy activo en el establecimiento del nuevo paradigma organizando una serie de talleres clave, [18] conferencias [25] y escuelas de verano y primavera [26] y escribiendo algunos artículos influyentes para definir el nuevo paradigma. [27] Con su equipo en Bruselas, elaboró ​​plataformas de hardware (utilizando placas de procesamiento de diseño propio, Lego y piezas electrónicas simples, con Tim Smithers [28] a la cabeza) y plataformas de software que incluían PDL (lenguaje de descripción de procesos). [29] También organizó varios experimentos robóticos, el más importante de los cuales fue el experimento de autosuficiencia, iniciado con el etólogo David McFarland . [30]

El experimento de autosuficiencia se basó en el experimento de la tortuga eléctrica de Walter Grey de la década de 1950. Este experimento incluía autómatas simples (animats) capaces de seguir paredes, fototaxis y encontrar y usar una estación de carga. El experimento de McFarland-Steels agregó el desafío adicional de tener múltiples robots en competencia y competencia por la energía en la estación de carga, de modo que los robots tenían que hacer un trabajo. [31] La configuración experimental funcionó durante una década como marco para experimentos en comportamiento adaptativo, algoritmos genéticos y aprendizaje de refuerzo por parte de varias generaciones de estudiantes en el Laboratorio de IA de la VUB con Andreas Birk a la cabeza.

Gramática de construcción fluida y evolución del lenguaje en sistemas artificiales

En 1995, tras una visita al Laboratorio de Ciencias Informáticas de Sony en Tokio por invitación de Mario Tokoro, Steels abrió un nuevo capítulo en sus investigaciones, aplicando el pensamiento evolutivo de la vida artificial y los avances en robótica basada en el comportamiento a la cuestión de cómo podría ser posible que una población de agentes autoorganizara de manera autónoma un lenguaje adaptativo en evolución para comunicarse sobre el mundo tal como lo perciben a través de su aparato sensoriomotor. Se creó un nuevo equipo de colaboradores en el laboratorio de IA de la VUB y en el recién fundado Laboratorio de Ciencias Informáticas de Sony en París y trabajó durante dos décadas (de 1995 a 2015) en este tema.

Los primeros avances se produjeron en 1996 en el campo de la fonética y la fonología . Steels propuso un enfoque de autoorganización para el origen de los sonidos del habla y las estructuras fonéticas. Se realizaron experimentos en los que una población de agentes, equipados con un aparato vocal básico y un sistema auditivo, desarrollaban un inventario compartido de sonidos del habla mediante juegos de imitación, introduciendo variaciones que generaban nuevos sonidos y adaptándose a los sonidos de otros. Estos experimentos se desarrollaron en las tesis doctorales de Bart de Boer [32] y Pierre-Yves Oudeyer [33] .

En paralelo, Steels propuso en 1995 el Naming Game para estudiar los orígenes de las convenciones lingüísticas en general y la formación de léxicos en particular. [34] El Naming Game es un juego de lenguaje jugado por una población de agentes. En cada interacción, el hablante elige un tema y utiliza una o más palabras para atraer la atención del oyente hacia el tema. El juego es un éxito si el lector presta atención al tema elegido por el oyente y ambos agentes refuerzan su inventario existente. De lo contrario, los hablantes pueden inventar nuevas palabras, los oyentes adoptar nuevas palabras y ambos cambiar las puntuaciones asociativas entre palabras y significados en sus respectivos inventarios. En un experimento concreto, los agentes comienzan sin un vocabulario inicial y gradualmente inventan nuevas palabras y coordinan su uso de palabras en interacciones locales. Sin embargo, gradualmente surge un vocabulario coherente que se mantiene cuando la población cambia o surgen nuevos temas. [35]

En 1996 Steels introdujo el Juego de Discriminación [36] como una forma de estudiar los orígenes de los significados y más tarde (en 2014) el Juego de Sintaxis para estudiar el surgimiento de la sintaxis. [37] El paradigma del Juego del Lenguaje ha sido productivo para estudiar una amplia gama de cuestiones en el surgimiento y evolución del lenguaje, primero en el trabajo teórico, con pruebas matemáticas de que las poblaciones pueden de hecho alcanzar la coherencia (logrado en 2005 por Bart de Vylder y Karl Tuyls [38] ) y con el descubrimiento de leyes de escala en relación con el crecimiento de las poblaciones y el crecimiento de posibles temas (logrado en 2007 por Andrea Baronchelli y Vittorio Loreto [39] ).

Progresivamente, la complejidad de los lenguajes emergentes aumentó para incluir la aparición de la morfología [40] y la sintaxis [41] y se abordaron cada vez más dominios conceptuales. Así, Steels ha realizado investigaciones en profundidad sobre lenguajes de color (con Tony Belpaeme [42] y Joris Bleys [43] [44] ), sistemas de casos (con Remi van Trijp [45] y Pieter Wellens [46] ), lenguaje espacial (con Martin Loetzsch [47] y Michael Spranger [48] [49] ), sistemas de acuerdo (con Katrien Beuls [40] ), determinantes (con Simon Pauw [50] ) y lenguajes de acción (con Martin Loetzsch, Michael Spranger y Sebastian Höfer. [51] Se demostró que muchos de estos logros funcionaban en experimentos robóticos, [52] primero en vehículos lego simples, [53] luego con agentes basados ​​en visión en el 'Talking Heads Experiment' [54] y más tarde con el robot Sony AIBO de 4 patas [55] y el robot humanoide Sony QRIO . [48]

Además de la investigación científica, Steels impulsó el paradigma del juego de lenguaje mediante la organización de varias escuelas de verano (Erice 2004 y 2006, Cortona 2009 y 2013 y Como 2016), la fundación de la revista Evolution of communication, [ cita requerida ] la publicación de artículos clave [56] y colecciones de trabajos de investigación sobre la evolución del lenguaje. [57] Steels también impulsó el desarrollo y la difusión de herramientas, en particular una plataforma de software para realizar experimentos en la emergencia del lenguaje llamada BABEL [58] y un formalismo para representar gramáticas emergentes llamado Fluid Construction Grammar ( FCG ). [59] A partir de 2000, Fluid Construction Grammar ha pasado por muchas iteraciones de diseño [60] [61] para convertirse en el principal paradigma operativo para implementar la gramática de construcción computacional en la actualidad.

Comprensión y Conciencia

A partir de 2018, cuando se encontraban en pleno auge los avances y las aplicaciones de la IA basada en redes neuronales basadas en datos, Steels comenzó a participar en los esfuerzos por crear una forma de IA centrada en el ser humano (también llamada human-centered) más equilibrada. Junto con Ramón López de Mantaras, lanzó en 2018 la «Declaración de Barcelona para el desarrollo y el uso adecuados de la inteligencia artificial en Europa» [62] , que influyó en las Directrices éticas europeas para una IA fiable publicadas en 2019 [63]. También inició el paquete de trabajo de IA ética en el proyecto de coordinación a gran escala AI4EU de la Comisión Europea.

Sosteniendo que necesitamos más que regulaciones para hacer que la IA esté más centrada en el ser humano, Steels lanzó una serie de proyectos para combinar la inteligencia reactiva (capturada a través de sistemas de estilo de red neuronal) con la inteligencia deliberativa que fue el punto focal de la investigación simbólica de IA anterior. [64] Concretamente, el proyecto de la UE MUHAI [65] se centra en cómo se podría aumentar el nivel de comprensión en los sistemas de IA mediante la construcción de modelos ricos de dominios problemáticos y situaciones problemáticas e integrando una variedad de fuentes de conocimiento (ontologías, lenguaje, visión y acción, simulación mental, memoria episódica y modelos de contexto), [66] y el proyecto de la UE VALAWAI se centra en cómo los sistemas de IA pueden hacerse "conscientes del valor" mediante la introducción de mecanismos de atención para lidiar con entradas fragmentadas inciertas y altamente complejas, y un componente que implementa la "inteligencia moral".

Contribuciones a las artes

El trabajo artístico de Luc Steels también ha sido transdisciplinario, con intereses, realizaciones y escritos sobre las artes, la música y el teatro.

Performance de vanguardia y música electroacústica

A principios de los años 1970, Luc Steels se volvió activo en el arte de performance y en la música electroacústica de vanguardia. En 1972 fundó el colectivo 'Dr. Buttock's players pool', participó en el teatro estatal de bienestar en 1977 y con el artista de performance Hugo Roelandt. [67] En el ámbito musical, formó parte de la escena de música libre de Amberes de los años 1970, tocando la guitarra en un estilo iniciado por Derek Bailey . En 1971 cofundó el conjunto Mishalle-Geladi-Steels (MGS) con el saxofonista Luc Mishalle y el músico electrónico Paul Mishalle. El conjunto actuó con frecuencia con el Estudio para Nueva Música creado por Joris De Laet, [68] particularmente en el ICC en Amberes. Las interacciones que duraron toda la vida se originaron a partir de este período con la artista Anne-Mie Van Kerckhoven, [69] [70] a quien Steels había invitado como artista residente en la Universidad de Amberes y más tarde en el laboratorio de inteligencia artificial de la VUB en Bruselas, y Peter Beyls, [71] quien también fue artista residente en el laboratorio de inteligencia artificial de la VUB.

Instalaciones artísticas y colaboraciones

Español Después de un período de enfoque total en el trabajo científico mientras estaba en los Estados Unidos, Luc Steels regresó a las actividades artísticas a partir de la década de 1980. Gracias a un encuentro con HU Obrist [72] en el simposio de Burda Akademie [73] en Munich en 1995, entró en contacto con una nueva generación de artistas, lo que resultó en presentaciones públicas en contextos artísticos como en los encuentros Bridge the Gap [74] (Kitakyushu 2001), el Memory Marathon (Serpentine Gallery, Londres, 2007 y 2012), [75] y el Experiment Marathon (Reykjavik 2008). [76] Dentro de esta red artística, Steels colaboró ​​con varios artistas para la co-creación de nuevas obras, incluyendo con Carsten Holler (para el CapC Musee en Burdeos y el Koelnerische Kunstverein); con Olafur Eliasson para la pieza 'Look into the box' para el Musée d'art moderne de París en 2002 [77] y posteriormente exhibida en el Festival dei 2 Mondi (Spoleto, 2003), el ExploraScience Museum (Tokio, 2006), ), y otros lugares; con Sissel Tolaas para el trabajo exhibido en la Bienal de Berlín; [78] con Anne-Mie van Kerckhoven en el NeuerAachenerKunstverein; y con Armin Linke y Giuliana Bruno para la exposición New Alphabeth (Stop Making Sense) en la Haus der Kulturen der Welt (Berlín); [79] Steels participó con sus propias instalaciones en varias exposiciones de arte y ciencia, siendo las más importantes Laboratorium, comisariada por HU Obrist y B. Vanderlinden en Amberes en 1999, y N01SE [80] en Cambridge (Kettle's Yard) y Londres (Wellcome Gallery) en 2000, comisariada por Adam Lowe [81] y Simon Schaffer .

Teatro y ópera

El interés de toda la vida de Luc Steels por la interpretación y el teatro se reavivó en 2004 con una colaboración con el director de teatro Jean-Francois Peyret en una obra encargada sobre la matemática rusa Sofya Kovalevskaya para el Festival de Teatro de Avignon 2005 [82] y representada en 2006 en el Teatro Nacional Francés (Chaillot) en París. [83] A partir de 2010, la música y el teatro se unieron en dos proyectos de ópera con el neurocientífico Oscar Vilarroya [84] como libretista y Luc Steels como compositor. La primera ópera, titulada Casparo, se estrenó en el Palau de la Música de Barcelona en 2011 [85] y luego se representó en Bruselas (Teatro Molière) en 2013, Tokio (Sony Concert Hall) en 2013, Lovaina BE (Iers College) en 2014 [86] y París (Teatro Jussieu) en 2014. La segunda ópera, titulada Fausto, tuvo representaciones de estreno en La Gaite Lyrique (París) en 2016 y en la Ópera de la Monnaie (Bruselas en 2017) [87] con representaciones completas en el Festival And&MindGate (Lovaina BE, 2018) [88] y en el evento Homo Roboticus en la Ópera de la Monnaie de Bruselas en 2019. [89] La mayoría de estas representaciones fueron dirigidas por Kris Stroobants con la Orquesta Sinfónica de Frascati, el coro La Folia y varios Solistas como Reinoud van Mechelen y Pablo López Martín (ópera de Mallorca). Las óperas están escritas en un estilo musical neoclásico y posmoderno y abordan cuestiones sociales y transhumanistas planteadas por el uso de la inteligencia artificial, incluida la aparición de una singularidad y la posibilidad de inmortalidad a través de agentes virtuales.

Representación de la ópera Fausto en el Muntschouwburg de Bruselas 2017

Ensayos y curaduría de arte

Luc Steels ha comisariado varias exposiciones internacionales, entre ellas Intensive Science en La Maison Rouge de París (en 2006 y 2008), artes@ijcai en el Centro Borges de Buenos Aires (Argentina) en 2015 [90] y la exposición 'Aqua Granda. Una Memoria Digitale' en la Science Gallery de Venecia en 2021. [91]

Contribuyó con ensayos sobre arte y música para revistas como KunstForum [92] y Janus Magazine (número 20), y para catálogos de exposiciones, [93] [94] [95] También escribió artículos académicos sobre música por computadora [96] e interpretación del arte. [97]

En 2020, Steels fue "científico residente" de S+T+ARTS en el estudio de arte de Luc Tuymans , "Studio Tuymans" en Amberes, lo que dio como resultado una exposición en el museo BOZAR de Bruselas basada en el uso de métodos de IA para interpretar una única obra de arte del pintor Luc Tuymans llamada "Secretos". [98]

En 2023, Luc Steels organizó una exposición titulada 'La ciencia al borde del caos' [99] en la Biblioteca Real de Bruselas, [100] centrada en la investigación realizada durante las décadas de 1980 y 1990 sobre la teoría del caos y su aplicación en diferentes ciencias.

Véase también

Notas y referencias

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Referencias

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  • Luc Steels (Instituto de Biología Evolutiva)
  • Luc Steels (Sony CSL París)
  • Luc Steels (Laboratorio de Inteligencia Artificial, VUB, Bruselas)

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