Como se projecta um modelo matemático dos mecanismos de percepção visual e auditiva?
Fundamentalmente de modo experimental. Os métodos experimentais baseiam-se na medição da resposta neuronal usando micro-eléctrodos, na utilização da ressonância magnética funcional, e no emprego da electroencefalografia e da magnetoencefalografia, entre outros. No caso dos sistemas visual e auditivo dos humanos as experiências de natureza psicofísica são muito relevantes. Resultados como os obtidos por Hubel e Wiesel são também muito importantes. Eles inseriram micro-eléctrodos no cortex visual de gatos e mediram a actividade de células individuais no cortex visual quando aos animais eram apresentados vários estímulos. Entre outros resultados verificaram que as células do cortex respondiam à presença de segmentos de recta e arestas no campo visual. Em particular verificaram que algumas células só respondiam à presença de rectas e arestas verticais em determinada posição do campo visual enquanto que células vizinhas respondiam a rectas e arestas com outras orientações na mesma região do campo visual. Estas células que respondem a arestas com determinada orientação foram denominadas células simples. Muitos outros resultados da neurofisiologia assim como resultados da psicofísica permitem postular modelos computacionais. Note-se, no entanto, que estes modelos computacionais são ainda limitados e restritos. Por exemplo, para o caso do sistema visual humano, os modelos de processamento da disparidade retinal com fundamentação biológica estão na essência limitados à camada V1 do cortex.

Que contribuições trouxeram os neurocientistas para este projecto?
No caso específico deste projecto os neurocientistas, e em particular os neurocientistas computacionais, contribuíram com a determinação de modelos computacionais do foco de atenção com base em informação visual e auditiva. Os modelos por eles desenvolvidos serão implementados nos robôs por nós projectados e construídos.

Quais os limites da visão e da audição de um ser humano e de um robô?
A visão e audição dos animais estão adaptadas às necessidades existenciais de cada tipo de animal e dependem do seu nicho ecológico. Assim cada tipo de animal tem um sistema de percepção diferente e ajustado às suas condições específicas. Os sistemas visuais e auditivos humanos têm várias "limitações", se assim quisermos designar as suas particularidades. Por exemplo um olho humano típico responde "só" a radiação electromagnética com comprimentosde onda entre 330 nm e 730 nm. E a resposta nesse intervalo não é homogénea, como resulta das diferentes respostas espectrais dos cones. Algumas das ilusões ópticas resultam também da forma particular como a informação visual é tratada pelo cérebro de um humano. Um sistema artificial pode não ser afectado pelas ilusões ópticas. No que se refere à audição em geral os humanos conseguem ouvir sons entre 20 Hz e 20 Khz. Alguns indivíduos conseguem ouvir acima destas frequências enquanto que outros estão limitados a valores em torno de 16 Khz e mesmo inferiores. Existem outras limitações da audição que têm que ver com os mecanismos de processamento da informação. No que se refere aos robôs as suas limitações resultam quer da tecnologia (câmaras, microfones, processadores) quer dos métodos computacionais e algoritmos. Em geral, excluindo alguns domínios de aplicação muito específicos, as capacidades visuais e auditivas dos robôs estão muito aquém das dos humanos. Por exemplo as capacidades de reconhecimento de objectos e de sons pelos robôs são significativamente inferiores às dos humanos. Em geral os sistemas de percepção artificiais não têm a flexibilidade e capacidade de adaptação dos sistemas sensoriais humanos.

Poderá um dia programar-se um robô para ser autosuficiente?
Penso que sim. Vários desenvolvimentos de natureza científica e tecnológica apontam nesse sentido. A autosuficiência não pressupõe capacidades idênticas às dos humanos. De forma parcial ela já existe: vejam-se os robôs que competiram na recente DARPA Urban Challenge. Relevantes para a autosuficiência são os desenvolvimentos em métodos de aprendizagem artificial, que têm sido significativos. A autosuficência energética é porventura a mais difícil, mas também nesse domínio há resultados novos interessantes.

Que comportamentos os robôs não poderão nunca desenvolver?
Pessoalmente estou convicto de que nenhum. É só uma convicção, não fundamentada. Esta é uma questão muito polémica. Por exemplo o matemático Roger Penrose acha que a intuição matemática não poderá ser desenvolvida artificialmente. A questão está na natureza da consciência humana. Para Penrose a consciência é fundamentalmente não-algorítmica e por isso impossível de ser modelizada por uma máquina de Turing e portanto não replicável pelos computadores.

Biografia
Professor Catedrático no Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores da Universidade de Coimbra.
É actualmente Vice-Director do Instituto de Sistemas e Robótica - Universidade de Coimbra.
É co-autor de cerca de 100 publicações científicas.
Tem desenvolvido trabalho no domínio da visão artificial para robots, e em visão por computador.
Foi investigador principal de vários projectos no domínio da Robótica e Visão por Computador.