I processi cognitivi propri dell'essere umano sono complessi, e per secoli si è cercato di comprendere come essi avvenissero. Ora, grazie alle neuroscienze e ad altre nuove discipline, stiamo riuscendo ad investigare la mente umana, che fino a poco tempo fa rappresentava un assoluto mistero. Il nostro cervello ci permette di interagire con il mondo esterno, di adattarci, di imparare; tutto questo è possibile grazie alla coordinazione e alla collaborazione di più organi. Si potrebbe dire che in un certo senso l'uomo è come una macchina, regolata da leggi meccaniche e da impulsi elettrici, ma potremmo mai dire che una macchina è simile all'uomo? Questo è ciò di cui si occupano le ricerche sull'intelligenza artificiale, che progrediscono a velocità incredibili rispetto ad altre discipline, dando notevoli risultati. I video che arrivano dai laboratori di ricerca giapponesi vengono spesso mostrati dalla stampa, ma non sempre il progresso arriva da qualche luogo lontano. Anche nel nostro paese, da sempre restio ad elargire finanziamenti per la ricerca e lo sviluppo, queste discipline riescono a raggiungere livelli d’eccellenza, come nel caso di iCub, il robot bambino che ha stregato il mondo.
La nascita di un robot
Nel 2003 il professor Giorgio Metta si trovava negli Stati Uniti, ma decise di tornare in patria, a Genova, per cominciare a lavorare allo sviluppo del progetto iCub. L'intento di questa ricerca è quello di riprodurre nei robot i meccanismi dell'apprendimento umano e, per riuscire in questo difficile compito, è stata necessaria un'integrazione tra robotica e neuroscienze. Dopo una prima fase di sviluppo, nel 2004 nasce ufficialmente iCub, un robot dai tratti antropomorfi, costruito dall'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT). Al progetto collabora anche il RoboCub Consortium, una società composta da varie università europee. iCub, proprio come i bambini, non è un prodotto finito ma si trova in una fase evolutiva, durante la quale apprende nuove abilità ed impara dall'esperienza. Il progetto è open-source, infatti il software è disponibile gratuitamente e, anche riguardo alle parti hardware, i costruttori non hanno celato alcun segreto. Proporre una simile ricerca come open source porta grandi vantaggi, infatti gli sviluppatori di tutto il mondo possono implementare nuove abilità e funzioni specifiche per determinate attività, migliorare quelle esistenti e consigliare migliorie anche sul fronte dei materiali e dell'anatomia del robot. Per ora iCub non è in vendita, ma se si dovesse ipotizzare un prezzo, esso si aggirerebbe intorno ai 250.000 euro, poiché si tiene conto del basso numero di esemplari e dell'attuale costo dei materiali; in futuro tale cifra diminuirà con l'aumentare dei robot costruiti.
IL CUCCIOLO ROBOT
iCub è un robot alto 104 centimetri dal peso di 22 kg; i suoi tratti e le sue caratteristiche ricordano un bambino di circa tre anni ("Cub" in inglese significa proprio "cucciolo"). Sul viso sono presenti due grandi occhi tondeggianti che si aprono e si chiudono, in grado di seguire gli oggetti che osservano e di distinguere diversi tipi di forme. Le "emozioni" vengono esternate grazie alla presenza di una bocca luminosa che esprime gioia o tristezza a seconda delle situazioni: se iCub non riesce ad afferrare un oggetto perché viene tenuto troppo lontano dalla sua portata, lui assume un'espressione triste e contrariata, mentre nel momento in cui riesce ad afferrare l'oggetto sorride. Ovviamente si tratta di emozioni simulate, che per ora non hanno nulla a che vedere con le nostre, molto più ricche di sfumature. La struttura è formata da uno scheletro e da articolazioni composte da fibra di carbonio e materiali polimedei, ottenendo così come risultante un corpo leggero e resistente. Analizzando iCub ci si rende conto che anatomicamente è molto diverso da altri robot esistenti; esso (anche se di fronte a iCub si è portati a dire "egli") ha una struttura molto simile a quella umana, proprio per permettergli di effettuare movimenti il più simili possibili a quelli degli uomini. Un altro tratto distintivo è rappresentato dalla presenza di sensori tattili, che gli conferiscono la capacità di capire che sta toccando qualcosa; in questo modo è in grado di afferrare oggetti consapevolmente e di dosare la sua forza, donandogli una leggerezza e una delicatezza davvero incredibili. L'androide è quindi in grado di muoversi, di afferrare e vedere oggetti, il tutto autonomamente, senza alcun "centro di comando" esterno a lui.
iCub è connesso alla rete e ciò gli permette ad esempio di non avere limiti linguistici, poiché così ha la possibilità di scaricare il software dedicato alla traduzione per ogni lingua. L'aspetto più innovativo ed interessante consiste nel fatto che questo tipo di robot è programmato per imparare e riconoscere gli oggetti che lo circondano, perciò è in grado di interagire con l'ambiente circostante, inclusi gli esseri umani. Il piccolo robot è capace di imparare i nomi degli oggetti, di apprendere nuove azioni e di lasciarsi guidare nei gesti dall'uomo, per poi provare a riprodurli in modo autonomo. La dimostrazione della sua capacità di comprensione delle parole è rappresentata dal fatto che se noi ponessimo su un tavolo un gruppo di oggetti differenti e dicessimo al robot di prenderne uno specifico, ad esempio una pallina, lui osserverebbe l'insieme di oggetti per poi riconoscere quello che noi abbiamo indicato, afferrandolo. iCub è in grado di reagire a stimoli esterni e di rispondere prontamente ad essi: ad esempio, se gli viene data una spinta per farlo cadere, lui bilancerà il proprio peso restando in equilibrio, esattamente come farebbe un essere umano. Proprio come noi, può commettere errori, ed è anche su questa caratteristica che si basa il suo apprendimento: è il caso di dire che vale anche per i robot il proverbio "sbagliando si impara". Una delle differenze tra questa macchina e l'uomo sta nel fatto che essa può riprovare all'infinito ad eseguire un'azione nel modo corretto, senza mai perdere la pazienza. Il cucciolo di robot sembra quindi destinato a sorprenderci in futuro, nello stesso modo in cui riesce a meravigliare oggi.
UNA GRANDE FAMIGLIA E MOLTI UTILIZZI
Oltre al primo prototipo, esistono altri 27 esemplari di iCub sparsi in tutto il mondo, tutti assemblati nel nostro Paese. Tre sono rimasti in Italia, mentre gli altri sono stati distribuiti in altri paesi del globo. L'IIT non sta lavorando solo su iCub, dato che sta sviluppando anche una famiglia di robot diversi, di cui fa parte HyQ Hydraulic Quadruped, un robot quadrupede costruito in alluminio: esso pesa ben 75 chilogrammi ed ha una lunghezza di 1 metro. Il robot può muoversi agevolmente a 4 zampe grazie a dei potenti motori idraulici. La capacità di spostarsi con facilità anche su terreni accidentati lo rende molto utile negli interventi di soccorso, o nell’esplorazione di zone impervie. Attualmente sono disponibili le prime applicazioni di questi robot nel settore medico, infatti gli arti vengono impiegati anche per la riabilitazione motoria. Le possibilità offerte sono però molte e non ci vorrà molto prima che queste tecnologie vengano adottate da diversi settori dell’industria.
Come anticipato, è la medicina uno dei principali campi di applicazione delle tecnologie scoperte all’IIT. Le componenti robotiche sviluppate possono ad esempio essere utilizzate per sostituire parti anatomiche mancanti, come gli arti. Queste aggiunte meccaniche sono in grado di muoversi esattamente come le corrispondenti biologiche, rispondendo agli impulsi inviati dal cervello. L'obiettivo dei ricercatori non riguarda solo il campo medico, ma consiste anche nel riuscire a produrre un robot casalingo, da compagnia, che entri nelle case delle persone e dia una mano con le faccende domestiche. Per raggiungere questo scopo, è prima di tutto necessario trovare un sistema valido per riuscire a staccare i cavi che alimentano elettricamente il robot. Del resto, il problema della poca tenuta delle batterie riguarda tutti i robot in fase di sviluppo in questo momento, lasciando intendere che questa sarà una delle sfide scientifiche più importanti dei prossimi anni. Possiamo dunque già delineare scenari futuri nei quali i robot vengono prodotti in serie, venduti nei negozi ed acquistati dai privati, magari anche a rate, proprio come si fa con un'automobile o un elettrodomestico. Essi potranno affiancare gli umani nelle attività della vita quotidiana, assistere gli anziani e i disabili, soccorrere gli uomini in caso di calamità naturali. Insomma, ciò che un tempo era pura fantascienza, sta diventando sempre più reale e vicino a noi. Per ora non ci resta che seguire la crescita di iCub, che a settembre compirà 10 anni, una macchina che dimostra per l’ennesima volta come in Italia non ci siano solo santi, poeti e marinai, ma anche menti illustri, invidiate da tutto il mondo scientifico.
Speciale iCub
Il robot bambino prodotto in Italia che ha stregato il mondo.
I processi cognitivi propri dell'essere umano sono complessi, e per secoli si è cercato di comprendere come essi avvenissero. Ora, grazie alle neuroscienze e ad altre nuove discipline, stiamo riuscendo ad investigare la mente umana, che fino a poco tempo fa rappresentava un assoluto mistero.
Il nostro cervello ci permette di interagire con il mondo esterno, di adattarci, di imparare; tutto questo è possibile grazie alla coordinazione e alla collaborazione di più organi. Si potrebbe dire che in un certo senso l'uomo è come una macchina, regolata da leggi meccaniche e da impulsi elettrici, ma potremmo mai dire che una macchina è simile all'uomo? Questo è ciò di cui si occupano le ricerche sull'intelligenza artificiale, che progrediscono a velocità incredibili rispetto ad altre discipline, dando notevoli risultati. I video che arrivano dai laboratori di ricerca giapponesi vengono spesso mostrati dalla stampa, ma non sempre il progresso arriva da qualche luogo lontano. Anche nel nostro paese, da sempre restio ad elargire finanziamenti per la ricerca e lo sviluppo, queste discipline riescono a raggiungere livelli d’eccellenza, come nel caso di iCub, il robot bambino che ha stregato il mondo.
La nascita di un robot
Nel 2003 il professor Giorgio Metta si trovava negli Stati Uniti, ma decise di tornare in patria, a Genova, per cominciare a lavorare allo sviluppo del progetto iCub. L'intento di questa ricerca è quello di riprodurre nei robot i meccanismi dell'apprendimento umano e, per riuscire in questo difficile compito, è stata necessaria un'integrazione tra robotica e neuroscienze. Dopo una prima fase di sviluppo, nel 2004 nasce ufficialmente iCub, un robot dai tratti antropomorfi, costruito dall'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT). Al progetto collabora anche il RoboCub Consortium, una società composta da varie università europee.
iCub, proprio come i bambini, non è un prodotto finito ma si trova in una fase evolutiva, durante la quale apprende nuove abilità ed impara dall'esperienza.
Il progetto è open-source, infatti il software è disponibile gratuitamente e, anche riguardo alle parti hardware, i costruttori non hanno celato alcun segreto. Proporre una simile ricerca come open source porta grandi vantaggi, infatti gli sviluppatori di tutto il mondo possono implementare nuove abilità e funzioni specifiche per determinate attività, migliorare quelle esistenti e consigliare migliorie anche sul fronte dei materiali e dell'anatomia del robot.
Per ora iCub non è in vendita, ma se si dovesse ipotizzare un prezzo, esso si aggirerebbe intorno ai 250.000 euro, poiché si tiene conto del basso numero di esemplari e dell'attuale costo dei materiali; in futuro tale cifra diminuirà con l'aumentare dei robot costruiti.
IL CUCCIOLO ROBOT
iCub è un robot alto 104 centimetri dal peso di 22 kg; i suoi tratti e le sue caratteristiche ricordano un bambino di circa tre anni ("Cub" in inglese significa proprio "cucciolo"). Sul viso sono presenti due grandi occhi tondeggianti che si aprono e si chiudono, in grado di seguire gli oggetti che osservano e di distinguere diversi tipi di forme. Le "emozioni" vengono esternate grazie alla presenza di una bocca luminosa che esprime gioia o tristezza a seconda delle situazioni: se iCub non riesce ad afferrare un oggetto perché viene tenuto troppo lontano dalla sua portata, lui assume un'espressione triste e contrariata, mentre nel momento in cui riesce ad afferrare l'oggetto sorride. Ovviamente si tratta di emozioni simulate, che per ora non hanno nulla a che vedere con le nostre, molto più ricche di sfumature.
La struttura è formata da uno scheletro e da articolazioni composte da fibra di carbonio e materiali polimedei, ottenendo così come risultante un corpo leggero e resistente.
Analizzando iCub ci si rende conto che anatomicamente è molto diverso da altri robot esistenti; esso (anche se di fronte a iCub si è portati a dire "egli") ha una struttura molto simile a quella umana, proprio per permettergli di effettuare movimenti il più simili possibili a quelli degli uomini. Un altro tratto distintivo è rappresentato dalla presenza di sensori tattili, che gli conferiscono la capacità di capire che sta toccando qualcosa; in questo modo è in grado di afferrare oggetti consapevolmente e di dosare la sua forza, donandogli una leggerezza e una delicatezza davvero incredibili. L'androide è quindi in grado di muoversi, di afferrare e vedere oggetti, il tutto autonomamente, senza alcun "centro di comando" esterno a lui.
iCub è connesso alla rete e ciò gli permette ad esempio di non avere limiti linguistici, poiché così ha la possibilità di scaricare il software dedicato alla traduzione per ogni lingua.
L'aspetto più innovativo ed interessante consiste nel fatto che questo tipo di robot è programmato per imparare e riconoscere gli oggetti che lo circondano, perciò è in grado di interagire con l'ambiente circostante, inclusi gli esseri umani.
Il piccolo robot è capace di imparare i nomi degli oggetti, di apprendere nuove azioni e di lasciarsi guidare nei gesti dall'uomo, per poi provare a riprodurli in modo autonomo. La dimostrazione della sua capacità di comprensione delle parole è rappresentata dal fatto che se noi ponessimo su un tavolo un gruppo di oggetti differenti e dicessimo al robot di prenderne uno specifico, ad esempio una pallina, lui osserverebbe l'insieme di oggetti per poi riconoscere quello che noi abbiamo indicato, afferrandolo.
iCub è in grado di reagire a stimoli esterni e di rispondere prontamente ad essi: ad esempio, se gli viene data una spinta per farlo cadere, lui bilancerà il proprio peso restando in equilibrio, esattamente come farebbe un essere umano.
Proprio come noi, può commettere errori, ed è anche su questa caratteristica che si basa il suo apprendimento: è il caso di dire che vale anche per i robot il proverbio "sbagliando si impara". Una delle differenze tra questa macchina e l'uomo sta nel fatto che essa può riprovare all'infinito ad eseguire un'azione nel modo corretto, senza mai perdere la pazienza.
Il cucciolo di robot sembra quindi destinato a sorprenderci in futuro, nello stesso modo in cui riesce a meravigliare oggi.
UNA GRANDE FAMIGLIA E MOLTI UTILIZZI
Oltre al primo prototipo, esistono altri 27 esemplari di iCub sparsi in tutto il mondo, tutti assemblati nel nostro Paese. Tre sono rimasti in Italia, mentre gli altri sono stati distribuiti in altri paesi del globo.
L'IIT non sta lavorando solo su iCub, dato che sta sviluppando anche una famiglia di robot diversi, di cui fa parte HyQ Hydraulic Quadruped, un robot quadrupede costruito in alluminio: esso pesa ben 75 chilogrammi ed ha una lunghezza di 1 metro. Il robot può muoversi agevolmente a 4 zampe grazie a dei potenti motori idraulici. La capacità di spostarsi con facilità anche su terreni accidentati lo rende molto utile negli interventi di soccorso, o nell’esplorazione di zone impervie.
Attualmente sono disponibili le prime applicazioni di questi robot nel settore medico, infatti gli arti vengono impiegati anche per la riabilitazione motoria. Le possibilità offerte sono però molte e non ci vorrà molto prima che queste tecnologie vengano adottate da diversi settori dell’industria.
Come anticipato, è la medicina uno dei principali campi di applicazione delle tecnologie scoperte all’IIT. Le componenti robotiche sviluppate possono ad esempio essere utilizzate per sostituire parti anatomiche mancanti, come gli arti. Queste aggiunte meccaniche sono in grado di muoversi esattamente come le corrispondenti biologiche, rispondendo agli impulsi inviati dal cervello.
L'obiettivo dei ricercatori non riguarda solo il campo medico, ma consiste anche nel riuscire a produrre un robot casalingo, da compagnia, che entri nelle case delle persone e dia una mano con le faccende domestiche. Per raggiungere questo scopo, è prima di tutto necessario trovare un sistema valido per riuscire a staccare i cavi che alimentano elettricamente il robot. Del resto, il problema della poca tenuta delle batterie riguarda tutti i robot in fase di sviluppo in questo momento, lasciando intendere che questa sarà una delle sfide scientifiche più importanti dei prossimi anni.
Possiamo dunque già delineare scenari futuri nei quali i robot vengono prodotti in serie, venduti nei negozi ed acquistati dai privati, magari anche a rate, proprio come si fa con un'automobile o un elettrodomestico. Essi potranno affiancare gli umani nelle attività della vita quotidiana, assistere gli anziani e i disabili, soccorrere gli uomini in caso di calamità naturali.
Insomma, ciò che un tempo era pura fantascienza, sta diventando sempre più reale e vicino a noi.
Per ora non ci resta che seguire la crescita di iCub, che a settembre compirà 10 anni, una macchina che dimostra per l’ennesima volta come in Italia non ci siano solo santi, poeti e marinai, ma anche menti illustri, invidiate da tutto il mondo scientifico.