Frank Rosenblatt: biografia, o perceptron, a máquina Mark I, a reportagem do New York Times em 1958, Principles of Neurodynamics e o livro de Minsky e Papert | Ícones da Tecnologia

Dossiê · Inteligência artificial

Frank Rosenblatt: o psicólogo que criou o perceptron, ancestral das redes neurais

Em julho de 1958, o New York Times anunciou um “novo aparelho da Marinha que aprende fazendo”. Era o perceptron, criado pelo psicólogo Frank Rosenblatt, de Cornell. A máquina que ele construiu depois tinha 400 fotocélulas e aprendia a reconhecer formas. Hoje, Rosenblatt é às vezes chamado de pai do deep learning.

Atualizado em · 2 fontes públicas citadas

Frank Rosenblatt (1928–1971) foi um psicólogo americano conhecido no campo da inteligência artificial e às vezes chamado de pai do deep learning [1]. Ele criou o perceptron e construiu a máquina Mark I Perceptron, considerada uma precursora da inteligência artificial [1].

Este dossiê reúne apenas informações públicas e com fonte, listadas ao final.

Cornell e o computador EPAC

Rosenblatt nasceu em New Rochelle, Nova York, em 11 de julho de 1928, e se formou na Bronx High School of Science em 1946 [1]. Em Cornell, fez a graduação em 1950 e o doutorado em 1956 [1].

Para a tese, sobre uma nova técnica de análise multivariada, construiu o Electronic Profile Analyzing Computer (EPAC) [1]. Entre 1951 e 1953, usou a máquina numa pesquisa de 600 itens com mais de 200 alunos de Cornell, num total de 2,5 milhões de operações aritméticas [1]. Segundo um relato da época, 15 minutos de processamento passaram a levar 2 segundos [1].

O perceptron

No Cornell Aeronautical Laboratory, em Buffalo, Rosenblatt passou de psicólogo pesquisador a chefe da seção de sistemas cognitivos [1]. Os perceptrons foram simulados pela primeira vez num IBM 704 do laboratório em 1957 [1].

O projeto, chamado PARA (Perceiving and Recognition Automata), foi financiado pela Marinha de 1957 a 1963 [2]. O modelo tinha três tipos de células, chamadas S, A e R, de sensoriais, de associação e de resposta [2]. Rosenblatt queria que o perceptron fosse uma máquina, não um programa [2].

O artigo de 1958 na Psychological Review apresentou o perceptron como um modelo probabilístico de armazenamento e organização de informações no cérebro [2]. Rosenblatt provou quatro teoremas principais, entre eles o da convergência do algoritmo de aprendizado [1].

A máquina Mark I Perceptron em números

Quantidade de componentes da Mark I, segundo a página do perceptron na Wikipédia.

Fonte: Wikipédia, página Perceptron.

“Aprende fazendo”: a reportagem de 1958

Em 8 de julho de 1958, o New York Times publicou a reportagem “New Navy Device Learns By Doing” e chamou o aparelho de “embrião de um computador eletrônico” [1][2].

Segundo o jornal, a Marinha esperava que a máquina um dia andasse, falasse, visse, escrevesse, se reproduzisse e tivesse consciência [2]. As declarações de Rosenblatt na entrevista coletiva organizada pela Marinha provocaram uma polêmica acalorada entre os primeiros pesquisadores de IA [2]. A revista The New Yorker também elogiou o avanço [1].

A máquina Mark I Perceptron

A Mark I tinha uma matriz de 400 fotocélulas em grade de 20 por 20, que funcionava como uma “retina”, uma camada oculta de 512 unidades de associação e uma camada de saída com 8 unidades de resposta [2]. Cada fotocélula podia se ligar a até 40 unidades de associação, por conexões aleatórias num painel de fios [2].

Os pesos entre as unidades de associação e as de resposta eram ajustados por potenciômetros, girados por motores elétricos durante o aprendizado [2]. A máquina foi montada e testada de junho a 14 de dezembro de 1959, e a primeira demonstração pública foi em 23 de junho de 1960 [2].

Quando um triângulo era colocado diante do “olho” do perceptron, ele captava a imagem [1]. Entre 1960 e 1964, a divisão de fotografia da CIA estudou a Mark I para reconhecer silhuetas de aviões e navios em fotos aéreas [2]. Em 1967, a máquina foi enviada ao Smithsonian, onde está até hoje [1][2].

Principles of Neurodynamics

Em 1959, Rosenblatt virou diretor do Programa de Pesquisa em Sistemas Cognitivos de Cornell [1]. Em 1962, publicou “Principles of Neurodynamics: Perceptrons and the Theory of Brain Mechanisms”, antes distribuído como relatório em 1961 [1].

O livro trata de perceptrons de três camadas, de várias camadas e com conexões cruzadas e de retorno; segundo o artigo, as máquinas com conexões cruzadas são o que hoje se chama de redes de Hopfield [1]. Entre 1961 e 1967, ele construiu o Tobermory, uma rede neural de 4 camadas e 12 mil pesos para reconhecimento de fala [1].

O livro de Minsky e Papert

Em 1969, Marvin Minsky e Seymour Papert publicaram o livro “Perceptrons”, que estudou versões restritas do perceptron e mostrou limites, por exemplo com a função de paridade [1]. Um perceptron de uma camada não resolve problemas que não são linearmente separáveis, como o ou exclusivo [2].

Segundo a página do perceptron, o livro provocou uma queda significativa do interesse e do financiamento para redes neurais, e a área levou cerca de dez anos para voltar, nos anos 1980 [2]. A página de Rosenblatt diz que o livro foi muito citado, de forma errada, como prova de fortes limitações dos perceptrons, e que os resultados não contradiziam os de Rosenblatt [1].

Astronomia, ratos e política

No fim dos anos 1960, Rosenblatt fez experimentos de transferência de memória com extratos de cérebro de ratos e concluiu que os efeitos grandes relatados antes estavam errados [1].

Também pesquisou astronomia, propôs uma técnica para detectar satélites de estrelas e participou da busca por inteligência extraterrestre [1]. Na política, trabalhou na campanha presidencial de Eugene McCarthy em 1968 e participou de protestos contra a Guerra do Vietnã [1].

Morte e legado

Rosenblatt morreu num acidente de barco na baía de Chesapeake em 11 de julho de 1971, no dia em que completava 43 anos [1]. Foi homenageado no plenário da Câmara dos EUA, inclusive pelo ex-senador Eugene McCarthy [1].

Depois dos anos 1980, pesquisadores revisitaram o trabalho dele, e alguns concluíram que ele confirmava as expectativas de Rosenblatt [1]. O IEEE entrega anualmente o IEEE Frank Rosenblatt Award [1].

Linha do tempo

  1. 1928

    Nasce em New Rochelle, Nova York

  2. 1946

    Forma-se na Bronx High School of Science

  3. 1950

    Graduação em Cornell

  4. 1956

    Doutorado em Cornell, com o computador EPAC

  5. 1957

    Perceptron é simulado num IBM 704

  6. 1958

    New York Times noticia o “aparelho que aprende fazendo”

  7. 1959

    Montagem da Mark I; vira diretor do programa de sistemas cognitivos de Cornell

  8. 1960

    Primeira demonstração pública da Mark I

  9. 1962

    Publica Principles of Neurodynamics

  10. 1969

    Minsky e Papert publicam Perceptrons

  11. 1971

    Morre num acidente de barco, aos 43 anos

Empresas ligadas a Frank Rosenblatt

Empresas desta coleção em que a pessoa trabalhou, fundou, investiu ou com que teve relação direta. Os nomes com link já têm dossiê publicado.

Ver a rede de Frank Rosenblatt no grafo 3D

  • IBM Fabricante do IBM 704, onde o perceptron foi simulado

Veja também: outras pessoas

  • Marvin Minsky Coautor de Perceptrons, livro de 1969 que criticou o modelo

Sumário de siglas usadas

Perceptron
Modelo de neurônio artificial que aprende a classificar padrões ajustando pesos.
Mark I Perceptron
Máquina construída por Rosenblatt para reconhecer imagens com 400 fotocélulas.
EPAC
Electronic Profile Analyzing Computer, computador que Rosenblatt construiu para a tese.
Ou exclusivo (XOR)
Função lógica que um perceptron de uma camada não consegue aprender.

Perguntas frequentes

Quem criou o perceptron?+
Frank Rosenblatt, psicólogo de Cornell. O perceptron foi simulado num IBM 704 em 1957.
O que era a Mark I Perceptron?+
Uma máquina com 400 fotocélulas, 512 unidades de associação e 8 de resposta, que aprendia a reconhecer imagens. Hoje está no Smithsonian.
O que o livro Perceptrons, de Minsky e Papert, mostrou?+
Limites de versões restritas do perceptron. O livro foi associado a uma queda do financiamento para redes neurais.
Como Rosenblatt morreu?+
Num acidente de barco na baía de Chesapeake, em 11 de julho de 1971, no dia em que completava 43 anos.

Referências

Livros

Principles of Neurodynamics (1962)

Livro de Rosenblatt sobre perceptrons e a teoria dos mecanismos cerebrais.

Fontes consultadas

  1. Frank Rosenblatt · Wikipédia
  2. Perceptron · Wikipédia

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Conclusão

Frank Rosenblatt construiu, nos anos 1950, uma máquina que aprendia a reconhecer imagens a partir de exemplos. O livro de Minsky e Papert, em 1969, foi associado a uma década de pouco interesse pelas redes neurais, e Rosenblatt morreu em 1971. Quando a área voltou, nos anos 1980, pesquisadores revisitaram o trabalho dele, hoje lembrado como precursor da inteligência artificial.