Articolo a cura di Claudio Lombardo –

“Imparare dalla natura”, nella nostra società ipertecnologica, può rappresentare un’affermazione che prende le sembianze di un archetipo: un significato primitivo si connette a questa frase, ma quanto più attuale quando si parla di uno dei settori più evoluti dell’umanità; la robotica.  Così, la natura – termine che in campo scientifico si lega al nome di Charles Darwin (evoluzionimo darwiniano) – si interfaccia allo sviluppo e all’evoluzione robotica: apprendere da miliardi di anni per costruire in pochi decenni qualcosa di simile: da un lato anticorpi, virus, batteri, piante, animali, uomini; dall’altro cluster di nanoparticelle, microrobot, insettoidi, plantoidi, animaloidi, umanoidi. Dalla natura alla robotica ogni processo è riprodotto: le euristiche diventano algoritmi, il neurone umano è definito neurone artificiale, la memoria è un’interazione di moduli software (ognuno dei quali può ricordare l’esperienza precedente) e via dicendo.

Parallelismi che risiedono nel termine biomimetica; designa l’imitazione dei modelli, dei sistemi e delle forme della natura ai fini della risoluzione di complessi problemi umani (Schmitt, 1969). Le applicazioni della biomimetica spaziano dalla robotica ai nanomateriali, dall’intelligenza artificiale al design e all’architettura. In quest’ottica il futuro sarà da apprezzare laddove la volontà o l’intelligenza dell’uomo non arriveranno, potrà quella della macchina. La robotica cognitiva e la robotica epigenetica sono solo ulteriori stadi nella lunga strada verso la costruzione di esseri artificiali in grado di avere prestazioni analoghe a quelle degli esseri umani (Metta et al.). Da qui la possibilità che la robotica (specificamente quella di tipo umanoide) giunga ad avere rapporti col mondo non solo attraverso l’aspetto “sintattico” del suo linguaggio (che sublima le nostre capacità quantitativamente limitate), ma anche attraverso la percezione e la valutazione degli aspetti pragmatici che accompagnano la comunicazione. Il problema sarà quello di avvertire un progressivo condizionamento “tecnologico” al quadrato, fino a generare una macchina che arrivi ipoteticamente ad imitare la complessità della natura umana nella comprensione del mondo.

La comunicazione umano-umanoide non potrà così essere diversa da quella fra umani, anche se questa possibilità è percepita da molti come una questione non facile; basti pensare a quanto sia sofisticato il codice di comunicazione fra esseri umani che si accompagna alla comunicazione vocale con espressioni facciali, gesti e movimenti difficilissimi da imitare e comprendere per una macchina. La semplice interpretazione del gesto di indicare una direzione con lo sguardo, con una mano o un movimento del volto rappresenta una difficoltà enorme per un robot, mentre è alla base della forma più immediata di comunicazione umana (Cingolani, Metta, 2015). Sarà necessario raggiungere un livello di prestazione molto elevato con una raffinatezza tale per cui l’umanoide di fatto sarà in grado di riconoscere le intenzioni dell’utente e usare modelli di comportamento per prevederle. Adattarsi alle esigenze dell’altro – nonché ad ogni stimolo che pone l’ambiente – fa parte di un principio definito simplexity; delinea come gli esseri viventi affrontano le complessità del mondo reale che cambia continuamente tramite un’architettura sensomotoria organizzata dal sistema nervoso (Berthoz, Weiss, 2012).  

Non meno complicata si prospetta l’attuazione di materiali economici per la costruzione di robot umanoidi. Una particolarità che mi ricorda lo scultore A. Kapoor, che partendo da semplici elementi chimici (PVC, acciaio, silicone) non si ferma alla loro apparenza ma indaga la realtà: la scava, la intacca, la svuota fino a creare voragini e vuoti misteriosi tramite il gioco di specchi concavi-convessi fino ad alterarla e trasformarla. La prospettiva della robotica è al momento molto simile; sia per abbattere i costi sulla potenziale reperibilità di un personal robot da parte di molti, sia per risparmiare quanto più sulla struttura per investire maggiormente sull’aspetto “cognitivo” del robot è indispensabile, alla stregua di Kapoor, trasformare la qualità degli elementi fisici dei robot umanoidi.

Al di là di di questi aspetti, che molto probabilmente troveranno nel tempo una loro evoluzione, nel nostro panorama risalta il lavoro dell’Istituto Italiano di Tecnologia con iCUB, un “bambino” robot che simula le abilità comportamentali dell’uomo nei primi anni di vita. iCUB è un robot umanoide alto circa 1 metro e del peso di 25 chilogrammi, con mani di metallo, muscoli ad azionamento elettrico, ossa in lega di alluminio, due telecamere per occhi, due microfoni per orecchie, uno speaker al posto della bocca e con una pelle artificiale provvista di migliaia di sensori e la possibilità di comunicare con le espressioni del volto. Sa parlare, vedere, riconoscere ed afferrare oggetti e, cosa più interessante, imparare dai propri errori, ovvero sviluppare un’intelligenza a contatto con gli stimoli dell’ambiente per agire in maniera autonoma.

L’obiettivo di molti ricercatori della robotica è quello di rendere il loro robot realistico. Le creature realistiche possono coinvolgere emotivamente gli utenti ed influenzarli (Fogg, 2003). Tuttavia le applicazioni della robotica umanoide non sono destinate a mere faccende quotidiane (stirare, lavare, guidare la macchina, assistere un anziano ecc.) ma si estendono a svariati scenari. Cingolani e Metta riportano nel loro libro (Umani e Umanoidi) l’esempio di Fukushima, dove una serie di esplosioni  avvenuti presso la centrale nucleare in Giappone, a seguito del terremoto e maremoto del Tōhoku dell’11 marzo 2011 – e l’altissimo tenore di radiazioni generato non ha consentito al personale di accedere alla struttura per far fronte all’emergenza. In questo caso, l’impiego di un centauro robotico con la capacità di raggiungere con un sistema di locomozione – simile a quello di una capra  – il cuore della centrale e, una volta arrivato alle pompe d’acqua, ripararle con delle braccia e delle mani robotiche simili alle nostre. Occorre quindi copiare le soluzioni che l’evoluzione ha elaborato nel corso di milioni di anni per costruire robot la cui forma sia progettata per svolgere una funzione specifica.

Probabilmente iCub rappresenta solo un “bullone” di quello che l’intelligenza artificiale e la meccatronica costruiranno nel giro di vent’anni.Basti pensare che già un esperimento di robotica ha messo in luce il concetto di organismo senziente di un artefatto (è l’indovinello proposto ai tre robot NAO, del professor Bringsjord, fa comprendere le operazioni cognitive che sono in grado di produrre alcuni tipi di robot). Il futuro della robotica si muove in questo senso e, soprattutto, nel dare la possibilità a chiunque di usufruire dei suoi prodotti, dal micro-ambiente casalingo a quello sociale su vasta scala. In questa prospettiva dovendo uomo e robot condividere lo stesso ambiente, è nata da pochi anni una nuova disciplina all’interno del vasto campo della robotica, ovvero lo studio dell’Interazione Uomo-Robot (Human-Robot Interaction – HRI) che ci fa comprendere come la relazione con i robot non lascia imperturbati ed immutabili ma innesca determinati percorsi psicologici, come un’attribuzione di caratteristiche umane all’artefatto (antropomorfizzazione) o stati mentali (è ciò che gli psicologi chiamano Teoria della mente).  Interessante tematica che verrà affrontata col prossimo articolo.

Fonti

  • Fogg, B. J. (2003). Persuasive technology : using computers to change what we think and do. Amsterdam ; Boston: Morgan Kaufmann Publishers.
  • Roberto Cingolani, Giorgio Metta. Umani e Umanoidi. Vivere con i Robot, Il Mulino, 2015.
  • G. Metta, G. Sandini, V. Tagliasco, Mente e corpo nei robot, Seconda parte Applicazioni robotiche.
  • Cfr. Schmitt O.H., ‘‘Some interesting and useful biomimetic transforms’’, Proceedings of Third International Biophysics Congress, Boston, Massachusetts, August 29–September 3, 1969.
  • Alain Berthoz, Giselle Weiss Simplexity: Simplifying Principles for a Complex World; 2012.