n u ove fron tiere - Associazione Stampa Estera Milano

nuove frontiere
iCub: il bimbo artificiale
di Giuditta Bricchi
L’
ultima frontiera dell’intelligenza artificiale è
rappresentata da iCub (cub, in inglese, significa cucciolo), un piccolo robot capace di
apprendere, costruito dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova. Ha le dimensioni di un bambino, sorride quando riesce a fare qualcosa e
diventa triste, con tanto di labbra all'ingiù, quando
fallisce un'azione. Giocando con lui, i suoi occhietti
elettronici si illuminano. Se afferra una palla, sorride
ed è capace di restituirla. Con la guida di un
esperto, impara a riconoscere gli oggetti.
Se adori i bambini, rischi
d'innamorarti di iCub, il
robot cucciolo sviluppato dall'Istituto Italiano di
Tecnologia di Genova.
Strumenti per la società futura
All’Istituto Italiano di Tecnologia, come sottolinea il
Direttore Scientifico Roberto Cingolani, la ricerca è
“umano centrica”. Tutto è organizzato attorno ai
bisogni della società del futuro, che sarà più vecchia, avrà meno manodopera e dovrà quindi poter
contare su macchine più efficienti, intelligenti e facilmente maneggiabili. Gli studi e le ricerche nel
campo della robotica si inseriscono cioè in un quadro articolato e integrato di attività che convergono
verso un unico obiettivo: sviluppare sistemi artificiali
basati su una visione della scienza incentrata sull’uomo. Questi sistemi forniranno un vantaggio
concreto per l’uomo e per l’ambiente che lo circonda e daranno risposte efficaci alle grandi sfide
che la nostra società si troverà ad affrontare.
Un’officina interdisciplinare
Per sviluppare robot capaci di vita artificiale – non
solo iCub ma anche il cane-cavallo HyQ (Hydraulic
Quadruped) in grado di correre su percorsi accidentati e altri bipedi e quadrupedi –, l’Istituto genovese
dispone di un’eccezionale “officina” interdisciplinare. Per costruire i robot pezzo dopo pezzo, ingranaggio dopo ingranaggio, ispirandosi alla natura,
lavorano insieme ingegneri, informatici, chimici,
neuroscienziati, psicologi che provengono da paesi
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di tutto il mondo. Il loro obiettivo è studiare i meccanismi che regolano l’apprendimento e replicarli
nei robot.
Progetto europeo aperto e gratuito
iCub rientra nell’ambito dei Programmi della Commissione Europea per lo sviluppo di robot umanoidi,
capaci di interagire con l’ambiente circostante. La
sua realizzazione rappresenta un importante contributo dell’IIT alla robotica italiana e internazionale.
Il progetto è open-source, cioè disponibile gratuitamente nella sua piattaforma informatica (software) ed è descritto nei suoi componenti materiali
(hardware) facilmente reperibili (www.icub.org ).
Scopo del progetto è studiare i processi cognitivi e
riprodurli attraverso procedure informatiche per lo
sviluppo dell’intelligenza artificiale. Grazie alla piattaforma robotica aperta, sia per l’hardware che per
il software, oltre 20 laboratori in tutto il mondo
usano un robot iCub per i loro studi sull’intelligenza
artificiale. Oggi il costo di un iCub è di circa 250
mila euro.
ANNO 31 - N. 1 - FEBBRAIO 2013
Lo scheletro e le articolazioni costituiscono il cosiddetto bodyware. Le pesanti leghe metalliche dei
robot tradizionali sono state sostituite con smart
materials (materiali intelligenti). Questi materiali
leggeri e resistenti conferiscono al robot una struttura armoniosa ed elastica. Le articolazioni gestite
da 56 motori, simulano giunture e legamenti
umani. Braccia e mani sono in grado di muoversi
con continuità, evitando gli scatti dei robot giapponesi. La progettazione di questi arti avrà ricadute
nel settore medicale, sottolinea Metta, poiché le
tecnologie messe a punto potranno essere utilizzate
per sviluppare arti artificiali per persone normolese.
L’apprendimento
Giorno dopo giorno iCub, con la guida di un ricercatore, impara a riconoscere le cose e l’ambiente che
lo circonda. Quando la presa non riesce, il ricercatore
con pazienza lo aiuta, guidando in modo delicato la
mano, come si farebbe con un bambino. iCub è dotato di telecamere che riproducono la vista, microfoni
per la ricezione di suoni, sensori inerziali che riproducono il senso dell’equilibrio, e sensori tattili e di
forza per misurare l’interazione con l’ambiente; ciò
gli consente di eseguire alcune azioni, come afferrare, spostare e rovesciare oggetti in maniera autonoma. iCub percepisce il contatto, perché i
polpastrelli sono ricoperti di sensori sensibili al tatto.
I robot cognitivi
Il piccolo iCub è il capostipite di una serie di robot
cognitivi. Esso imita le capacità cognitive dei bambini. Nasce da un progetto sviluppato all’interno del
Dipartimento di Robotica, Cervello e Scienze Cognitive (RBCS) dell’IIT, diretto da Giulio Sandini.
L’obiettivo di tale progetto è quello di indagare l’intelligenza umana e di ricrearne le caratteristiche all’interno di una piattaforma robotica umanoide.
«iCub – spiega uno dei suoi numerosi padri, Giorgio Metta, Senior Researcher Dipartimento RBCS –
nasce dall’incontro tra robotica e neuroscienze. Il
robot cucciolo pesa 22 chili ed è alto 104 centimetri. Per scoprirne le caratteristiche, cominciamo dal
cervello, formato da due sistemi interagenti. Il
blocco principale risiede nella testa. Si tratta di una
memoria, simile a quella di un PC, e del software
necessari alla comunicazione con il mondo esterno.
Il resto dei programmi per riconoscere oggetti, parlare e sentire si trovano invece sul cloud (nuvola),
che è costituito da una potente rete di computer situata nell’Istituto, capace di archiviare i dati necessari a iCub per imparare».
ASSOCIAZIONE TICINESE TERZA ETÀ
L’Istituto Italiano di Tecnologia
(IIT) di Genova.
Fotografia di Massimo Brega.
Nella foto al centro: iCub, un
piccolo robot capace di apprendere, costruito dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di
Genova. Ha le dimensioni di un
bambino, sorride quando riesce
a fare qualcosa e diventa triste
quando fallisce un'azione.
Fotografia di LauraTaverna.
Le sorprese della ricerca
Nei prossimi anni la strada verso il robot perfetto
condurrà con ogni probabilità a sorprendenti conseguenze. Ricerche così complesse come quelle che
si svolgono all’Istituto Italiano di Tecnologia partono
con obiettivi che possono anche portare a risultati
inaspettati e ad applicazioni impensabili.
Per esempio, conferma Cingolani “Abbiamo appena brevettato una carta intelligente che mantiene
tutte le proprietà originarie, ma se viene rivestita di
nanoparticelle d’argento acquista proprietà antibatteriche; se invece è trattata con nanoparticelle di
ferro si magnetizza, mentre con l’aggiunta di particelle di teflon diventa impermeabile”. Per iCub,
probabilmente, queste qualità non serviranno, ma
esse potranno essere usate per altri scopi.
Il futuro di iCub
Obiettivo dei ricercatori è portare iCub in casa della
gente. Occorreranno alcuni anni perché le sue capacità cognitive diventino soddisfacenti e sia possibile staccarlo dalla presa di corrente e dalla rete di
computer che lo gestisce. Poi troverà i primi impieghi. «L’'idea – dice Roberto Cingolani – è di arrivare
a produrre iCub casalinghi in serie e da comprare a
rate, come un'utilitaria. Il robot potrà diventare una
colf, assistere gli anziani e fare i mestieri di casa».
Non sembra così lontano il giorno in cui l’uomo sostituirà il personal computer (PC) con il personal
robot (PR).
Ecco HyQ (Hydraulic Quadruped): un robot idraulico quadrupede capace di camminare su
terreni sconnessi e ideato per
aiutare le persone in situazioni di
emergenza.
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LINK
Giorno dopo giorno iCub, con la
guida di un ricercatore, impara a
riconoscere le cose e l’ambiente
che lo circonda. Quando la presa
non riesce, il ricercatore con pazienza lo aiuta, guidando in
modo delicato la mano, come si
farebbe con un bambino.
Fotografia di LauraTaverna.
Video Youtube
iCub Humanoid Platform
durata 2,41 min.
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HyQ robot quadrupede
HyQ (Hydraulic Quadruped) è un robot idraulico
quadrupede capace di camminare su terreni sconnessi e ideato per aiutare le persone in situazioni di
emergenza. Realizzato ispirandosi all’agilità e alla
versatilità di movimento di alcuni animali a quattro
zampe come il cane, il cavallo, lo stambecco, il
robot quadrupede è studiato per sostituire l’uomo
in scenari pericolosi: edifici pericolanti o a rischio di
esplosione, ambienti contaminati, come centrali nucleari o industrie chimiche. Realizzato in alluminio,
misura un metro di lunghezza e pesa circa 70 chilogrammi. È stato sviluppato nell’Istituto genovese
dal Dipartimento di Robotica Avanzata (ADVR) diretto da Darwin Caldwell. HyQ è in grado di superare rapidamente gli ostacoli e di correggere i suoi
passi in tempo reale per mantenere una postura
predeterminata.
Istituto Italiano di Tecnologia (www.iit.it)
L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) è una fondazione di diritto privato istituita nel 2003 con l’obiettivo di sviluppare la ricerca su tre piattaforme
integrate (nanobiotecnologie, neuroscienze e robotica). È situato sulle alture di Genova e vi lavorano
circa 800 persone provenienti da 37 paesi di tutto
il mondo. La Svizzera è rappresentata da quattro ricercatori. I principali campi di attività sono la robotica, le scienze della vita e le nanotecnologie. La
robotica è il settore più sviluppato. La sede centrale
genovese è collegata ad una rete di altri centri distribuiti in tutta Italia (Torino, Milano, Trento, Parma,
Roma, Pisa, Napoli, Lecce). L’Istituto, fondato sul
modello dell’Istituto germanico Max Planck, ha assunto in breve tempo grande importanza a livello
nazionale ed internazionale e vanta un elevato numero di brevetti e pubblicazioni. Il Direttore Scientifico è il fisico Roberto Cingolani.
Glossario
Android: essere artificiale (robot) con sembianze
umane.
Cibernetica: scienza che studia i fenomeni di autoregolazione e comunicazione negli organismi naturali e nei sistemi artificiali.
Cognizione: capire il mondo e dargli un senso.
Intelligenza artificiale - abilità di un computer di
svolgere funzioni e ragionamenti tipici della mente
umana.
Nanotecnologia: scienza che si occupa della manipolazione della materia a livello atomico e molecolare e della realizzazione di dispositivi in tale scala.
Robot: macchina (di forma più o meno umanoide)
in grado di svolgere un lavoro al posto dell'uomo.
Robotica: scienza che, ispirandosi alla natura, studia
e sviluppa metodologie che permettano ad un
robot di eseguire compiti specifici. E’ una branca
dell'ingegneria, in cui confluiscono approcci di discipline umanistiche (linguistica, psicologia) e scientifiche (biologia, fisiologia, elettronica, fisica, informatica).
Scienze cognitive: insieme di discipline che studiano
la cognizione di un sistema pensante, sia esso naturale o artificiale (fisiologia, neuroscienze, psicologia, intelligenza artificiale, linguistica, filosofia).
Umanoide: qualsiasi oggetto o essere vivente con
una forma analoga a quella dell'essere umano.
ANNO 31 - N. 1 - FEBBRAIO 2013