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
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1928
Nasce em New Rochelle, Nova York
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1946
Forma-se na Bronx High School of Science
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1950
Graduação em Cornell
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1956
Doutorado em Cornell, com o computador EPAC
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1957
Perceptron é simulado num IBM 704
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1958
New York Times noticia o “aparelho que aprende fazendo”
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1959
Montagem da Mark I; vira diretor do programa de sistemas cognitivos de Cornell
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1960
Primeira demonstração pública da Mark I
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1962
Publica Principles of Neurodynamics
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1969
Minsky e Papert publicam Perceptrons
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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?+
O que era a Mark I Perceptron?+
O que o livro Perceptrons, de Minsky e Papert, mostrou?+
Como Rosenblatt morreu?+
Referências
Livros
Principles of Neurodynamics (1962)
Livro de Rosenblatt sobre perceptrons e a teoria dos mecanismos cerebrais.
Fontes consultadas
- Frank Rosenblatt · Wikipédia
- 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.