Torsten Reil estuda biologia para fazer animações

Eu vou falar sobre uma tecnologia que estamos desenvolvendo agora, em Oxford que nós acreditamos que mudará a forma como jogos eletrônicos e filmes de Hollywood estão sendo feitos. Essa tecnologia é a simulação de humanos. É a simulação de um humano com a simulação de um corpo e a simulação de um sistema nervoso que controla aquele corpo. Mas, antes de me aprofundar nessa tecnologia vamos dar uma olhada em como são os personagens humanos nos jogos atuais. Esse vídeo é de um jogo chamado Grand Theft Auto 3. Nós já o vimos brevemente ontem. E vocês podem ver que é um jogo muito bom. Um dos jogos mais bem sucedidos da história. Mas também verão que todos os movimentos nele são muito repetitivos. São praticamente os mesmos. Eu fiz ele se esbarrar na parede várias vezes. E ele se movimenta igual, todas as vezes. E a razão disso é que esses personagens não são personagens de verdade. Eles são uma visualização gráfica de um personagem.

Para fazer essas animações no estúdio, o animador tem que prever o que acontecerá no jogo e então animar toda essa sequência. Então ele ou ela se senta, faz a animação e tenta prever o que acontecerá, e então esses movimentos serão acionados no tempo apropriado nos jogos. O resultado é que não há uma interatividade real. Só o que temos são movimentos que são acionados mais ou menos no tempo certo. E isso significa que esses jogos não serão tão surpreendentes quanto poderiam ser, porque você só recebe deles aquilo que você já controla, pelo menos em relação aos personagens. Não surge nada novo disso.

E, por último, como disse, a maioria das animações são muito repetitivas por causa disso. Então, a única solução para isso seria simular o corpo humano e simular a parte do sistema nervoso que controla esse corpo. E talvez, contando com sua ajuda para demonstrar qual seria a diferença -- porque, na verdade, é bem corriqueira. Se eu empurrar Chris assim, por exemplo, ele reagirá de uma forma. Se eu empurrar de outro ângulo, ele já reagirá de outra forma, e isso é porque ele tem um corpo físico, e tem habilidades motoras para controlar este corpo. Isso é bem sutil. E não é algo que vemos em jogos eletrônicos, atualmente. Muito obrigado. Chris Anderson: É isso?

É isso. Então, isso é o que tentamos simular -- não Chris, especificamente, mas sim humanos em geral. Agora, nós começamos a trabalhar nisso há algum tempo, na Universidade de Oxford, e tentamos começar de forma simples. Tentamos ensinar uma figura de palito a andar. Essa figura de palito é estimulada físicamente. Podemos ver isso na tela. Está sujeita à gravidade, tem juntas, etc. Se rodarmos a simulação, ela desabará, assim. O desafio então é pôr um controlador de IA nela que de fato a faça funcionar. E para isso, usamos um sistema neural baseado na parte do sistema nervoso que temos em nossa espinha dorsal que nos permite andar. Isso se chama gerador de padrão central. Nós o simulamos, também, e então o desafio é ensinar o sistema a andar. E para isso, usamos evolução artificial -- algorítmos genéticos.

Nós ouvimos sobre eles ontem, e imagino que a maioria aqui já saiba do que se trata. Mas, resumidamente, a idéia é criar um grande número de diferentes indivíduos, sistemas neurais, neste caso, que sejam aleatórios a princípio. Você os conecta -- neste caso aos músculos virtuais daquela criatura bípede e torce para que faça algo interessante. No início, eles serão bem sem graça. A maioria não vai sequer andar mas alguns podem dar um pequeno passo. Esses serão então selecionados pelo algorítmo, reproduzidos através de mutações e recombinações, que determinarão sexo, inclusive. E você repete o processo inúmeras vezes até que consiga algo que ande -- neste caso, em uma linha reta. Essa era a idéia por trás disso. Quando começamos, eu configurei a simulação uma noite. Levou entre três e quatro horas para rodá-la. Eu acordei na manhã seguinte, fui até o computador e olhei os resultados, esperando ver algo que andasse em linha reta, como eu demonstrei, e isso foi tudo que eu consegui.

(Risos)

Era hora de voltar para a prancheta, então. Finalmente, fizemos funcionar, depois de alguns ajustes aqui e ali. E eis um exemplo de uma corrida evolutiva bem sucedida. O que vocês verão é um bípede muito simples aprendendo a andar usando evolução artificial. A príncipio, ele não consegue andar nada, mas vai melhorando aos poucos. Enfim, esse é o que não anda nada.

(Risos)

Então, após cinco gerações de processo evolutivo aplicado, o algorítmo genético vai ficando melhor.

(Risos)

Décima geração e alguns passos a mais. Ainda não é bem isso. E, finalmente, na vigésima geração ele anda numa linha reta sem cair. Essa foi uma verdadeira descoberta para nós. Academicamente falando, foi um projeto desafiador, e quando chegamos nesse ponto, estávamos convencidos de que poderíamos realizar outras coisas com esse método -- simular o corpo e simular a parte do sistema nervoso que o controla. Nesse ponto, ficou claro que isso poderia ser muito empolgante para coisas como jogos eletrônicos e mundos online. O que vocês veem agora é o personagem em pé, e há um obstáculo que colocamos no seu caminho. Veremos que o personagem cairá sobre o obstáculo. O interessante é que se eu mover o obstáculo um pouco para a direita, que é o que estou fazendo agora, o personagem cairá de uma forma muito diferente. E, movendo um pouco mais, ele voltará a cair de forma diferente.

(Risos)

O que vocês veem ali em cima, por falar nisso, são alguns dos sinais neurais sendo introduzidos nos músculos virtuais. Certo. Esse é o vídeo. Obrigado. Agora, isso pode parecer um pouco bobo mas é muito importante, na verdade porque não é algo que se veja em nenhum mundo virtual ou interativo, no momento. Neste ponto, decidimos abrir uma empresa e levar o projeto adiante porque, obviamente, isso era só um bípede simples e em forma bruta. O que realmente queríamos era o corpo humano completo, então abrimos a empresa. Contratamos um grupo de físicos, engenheiros de software e biólogos para trabalharem nisso, e a primeira coisa a se fazer era criar um corpo humano, basicamente. Tinha que ser relativamente rápido, para rodarmos num computador normal, mas tinha que ser muito preciso para que tivesse uma boa aparência.

Então pusemos conhecimento biomecânico nesta coisa, e tentamos deixá-lo o mais realista possível. O que vocês veem na tela agora é uma visualização simples desse corpo. Devo dizer que é muito simples adicionar cabelo, roupas, etc, mas essa é uma visualização muito simples, para que nos concentremos nos movimentos. O que eu farei, em um instante, será simplesmente empurrar um pouco o personagem e ver o que acontece. Nada muito interessante, basicamente. Ele cai no chão como um boneco de trapo. E é assim porque não há inteligência nele. Fica mais interessante quando damos inteligência artificial a ele. Agora, o personagem tem habilidades motoras na parte superior. Nada nas pernas, ainda, neste exemplo. Então, eu o empurrarei de novo e ele entenderá automaticamente que foi empurrado. Esticará suas mãos. E vai girar para o chão, tentando amortecer a queda. É o que temos por agora.

Mas fica muito interessante se adicionarmos IA na parte inferior do seu corpo, também. Então, temos o mesmo personagem. Vou empurrar um pouco mais forte, mais forte do que empurrei Chris. Mas dessa vez, o empurrão virá da esquerda. Ele dá uns passos para trás -- tenta contra-balançar, tenta olhar para o lugar onde provavelmente cairá. Vou mostrar de novo. E finalmente bate no chão. Mas fica muito bom mesmo quando empurramos o personagem em diferentes direções, como eu fiz agora Isso é algo que não se pode fazer, por agora. No momento, só há computação gráfica vazia nos jogos. Mas isso agora é simulação real. Isso é o que eu quero mostrar.

Aqui temos o mesmo personagem com o mesmo comportamento que eu mostrei, mas agora sendo empurrado de diferentes direções. Primeiro, um empurrão da direita. está em câmera lenta, por sinal, para que vejamos o que se passa. Agora, o ângulo mudará um pouco. e veremos que a reação será diferente. De novo, um empurrão, agora vindo de frente. E ele cairá de outro jeito. Agora da esquerda. E cai de outro jeito. Ficamos muito empolgados ao ver isso. Foi a primeira vez que vimos algo assim. E é também a primeira vez que o público vê já que estávamos agindo secretamente. Nunca tinha mostrado a ninguém. Agora, uma coisa engraçada. O que acontece com o personagem -- essa é uma versão de madeira, mas contém o mesmo IA nela -- se o pusermos em uma superfície escorregadia, como gelo. Fizemos isso só para rir, para ver o que acontecia.

(Risos)

E é isso que acontece.

(Risos)

(Aplausos)

Não era nada importante. Só pegamos aquele personagem, pusemos em uma superfície escorregadia, e aconteceu isso. E isso é uma coisa fascinante deste método. Então, quando mostramos nossa tecnologia para estúdios de filmes e desenvolvedores de jogos, obtivemos ótimas respostas. E eles disseram que sua prioridade eram os dublês virtuais, porque as cenas em que eles aparecem são muito perigosas, e também muito caras, e muitas delas nem podem ser feitas, obviamente, porque os dublês se machucariam seriamente. Eles queriam, então, a versão digital de um dublê, e é nisso que estivemos trabalhando nos últimos meses. É nosso primeiro produto, e o lançaremos em algumas semanas. Aqui temos cenas muito simples do homem sendo chutado. É o que as pessoas querem. É o que damos a elas.

(Risos)

Vocês podem ver, ele sempre reage Não é um corpo morto. É um corpo que basicamente, nesse caso específico, sente a força e tenta proteger a cabeça. Só que vai ser um grande choque de novo. Você meio que sente pena dele mas vimos isso tantas vezes que já não nos importamos mais.

(Risos)

Tem uns vídeos muito piores do que esse, na verdade, mas eu os tirei... Aqui tem outro. As pessoas queriam que houvesse uma explosão, uma grande força aplicada ao personagem, e que ele reagisse ainda no ar. Então esse não era um personagem fraco, mas sim um personagem que poderíamos usar em um filme de ação que parecesse vivo no ar, também. Então, ele será atingido por uma força, perceberá que está no ar e tentará esticar os seus braços para o lugar onde provavelmente cairá. Aquele é um ângulo. Temos outro. Acreditamos que o realismo que conseguimos é bom o suficiente para ser usado em filmes.

Vamos dar uma olhada eu uma visualização um pouco diferente. É algo que obtive ontem à noite de um estúdio de animação em Londres, que usa nosso software e experimenta com ele agora. Esse é o mesmo comportamento que vocês viram, mas em uma versão mais trabalhada. Se você olhar cuidadosamente, verá que os movimentos de corpo são muitos, mas nenhum foi animado como antigamente. Animadores tinham que animá-los. Isto está acontecendo automaticamente na simulação. De um outro ângulo, e de novo em câmera lenta. É incrivelmente rápido. Acontece em tempo real. Você pode rodar a simulação em tempo real, na sua frente, mudá-la se quiser, e a animação já está pronta. No momento, fazer algo assim na mão levaria alguns dias, provavelmente.

Tem outra ação que pediram. Não sei bem porquê, mas nós fizemos mesmo assim. É uma ação simples que mostra o poder deste método. Neste caso, as mãos do personagem estão presas em um ponto no espaço. e tudo que lhe dissemos foi para que resistisse. E é muito realista, muito orgânico. Você sente pena do cara. E é até pior -- esse é outro vídeo que consegui ontem à noite -- se você deixar ainda mais realista.

Esse, eu vou mostrar só para que vejam quão orgânico pode parecer. Pode ficar muito realista. E é tudo uma simulação física do corpo, usando IA para guiar os músculos naquele corpo. Agora, uma cena que fizemos só para rir, criando uma cena de dublê mais complexa, é uma das cenas com dublê mais famosas, em que James Bond pula de uma represa na Suíça e é pego por um bungee-jump. Tem um vídeo curto aqui.

É, como vocês podem ver aqui. Neste caso, eles usaram um dublê real. Foi uma cena muito perigosa. Foi eleita, acho que no Sunday Times, como uma das cenas mais impressionantes. Então, olhamos para o nosso personagem e nos perguntamos: "Poderíamos fazer o mesmo?" Poderíamos usar simulação física do personagem usar inteligência artificial, pôr essa inteligência no personagem guiar músculos virtuais, simular o pulo da represa, o mergulho no ar, e fazer com que fosse pego pelo bungee jump? E nós fizemos. Levou duas horas, mais ou menos, para simulá-la. E ela ficou assim. Poderia ser melhorada. É uma versão muito simples, e nós só fizemos ela para dar risada, só para ver o que sairía. Mas percebemos nos últimos meses que este método que temos utilizado é incrivelmente poderoso. Nós mesmos estamos muito surpresos com as simulações Frequentemente, vemos comportamentos que não prevíamos antes.

Podemos utilizá-lo em muitas coisas agora. A primeira, como eu disse, serão os dublês virtuais. Vários estúdios usam este software agora para produzir dublês virtuais, e eles vão aparecer nas telas muito em breve, em algumas produções maiores. A segunda coisa são os jogos eletrônicos. Com essa tecnologia, os jogos terão outro aspecto e serão muito diferentes. Pela primeira vez, teremos personagens realmente interativos, com corpos de verdade e que reagem. Será muito empolgante. A começar pelos jogos de esporte, creio, que se tornarão muito mais interativos. Mas estou particularmente empolgado com o uso desta tecnologia em mundos online, como, por exemplo, os que Tom Melcher nos mostrou. O grau de interatividade que vocês terão é totalmente diferente, creio, do que temos agora.

Uma terceira coisa que estamos interessados é simulação. Fomos contatados por muitas empresas de simulação, mas o projeto que mais me empolga, e que começaremos no mês que vem, é usar nossa tecnologia, e particularmente, a relacionada a andar, para ajudar cirurgiões que trabalham com crianças com paralisia cerebral a prever as consequências das operações nestas crianças. Como vocês já devem saber, é muito difícil prever estas consequências se você tenta e corrige o modo delas de andar.

A citação clássica é, eu acho, imprevisível na melhor das hipóteses, é o que as pessoas pensam agora, nas consequências. Então, o que queremos do nosso software é permitir que cirurgiões tenham uma ferramenta. Simularemos o modo de andar de uma criança, em particular e o cirurgião pode trabalhar em cima daquela simulação, e tentar encontrar diferentes soluções. antes que se faça a cirurgia, de fato. Estamos especialmente empolgados com esse projeto, que começaremos no mês que vem. E, finalmente, esse é só o começo. Podemos simular alguns comportamentos, agora. A IA não é boa o suficiente para simular o corpo inteiro. O corpo sim, mas nem todas as nossas habilidades motoras. E penso que só estaremos lá quando tivermos algo como balé. Não temos isso agora, mas tenho certeza que em algum ponto, teremos essa capacidade.

Na verdade, temos um dançarino não-intencional, que gostaria de mostrar por último. Este é um perfil de IA que foi criado e desenvolvido -- parcialmente desenvolvido, devo dizer -- para criar equilíbrio. Então, vocês chutam o homem ele deve contra-balançar. Foi o que pensamos que aconteceria. Mas isto foi o que realmente aconteceu.

(Música)

Estranhamente, esta coisa não tem cabeça. Não sei bem porquê. Isso não foi algo que criamos. Ele simplesmente criou essa dança sozinho. Ele dança melhor que eu, na verdade, devo dizer. E depois de um tempo, vemos que -- acho que tem um clímax no final. E eu acho, aí está.

(Risos)

Isso tudo aconteceu automaticamente, Não criamos isso. É só a simulação criando sozinha, basicamente. Isso é só --

(Aplausos)

Obrigado. Ainda não é como John Travolta, mas estamos trabalhando nisso, então muito obrigado pela atenção. Obrigado.

(Aplausos)

Chris Anderson: Incrível. Foi realmente incrível.

Obrigado.