Nuovi orizzonti della robotica

Tecnologia assistiva, prevenzione degli infortuni sul lavoro e biomimetica per progettare i sistemi robotici: in questo episodio scoprirete come questi temi influenzeranno i robot del futuro.

Economia digitale

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CORDIScovery podcast - Episodio #44 - Nuovi orizzonti nella robotica Questa trascrizione è stata prodotta con l’intelligenza artificiale. 00:00:00:00 - 00:00:38:10 Abigail Acton Questo è CORDIScovery. Benvenuti a questo episodio di CORDIScovery. Io sono Abigail Acton. La robotica è un campo in rapida evoluzione. L’hardware più economico rende la ricerca più accessibile e, grazie ai progressi dell’intelligenza artificiale, l’attenzione si sta spostando dalle prodezze fisiche raggiunte da robot più costosi alla costruzione di cervelli robotici generici sotto forma di reti neurali. 00:00:38:12 - 00:01:02:04 Abigail Acton Una recente innovazione rivoluzionaria del Massachusetts Institute of Technology sta spingendo i limiti dell’intelligenza robotica, allontanandosi dai metodi tradizionali di addestramento basato sui dati. Il gruppo di ricerca del MIT ha voluto imitare le tecniche alla base di modelli linguistici di grandi dimensioni come GPT-4, un nuovo approccio che promette di cambiare radicalmente l’apprendimento dei robot, il loro adattamento e l’interazione con il mondo circostante. Quali sono quindi gli ultimi sviluppi della robotica? 00:01:02:04 - 00:01:26:04 Abigail Acton A casa, al lavoro e nei campi? Cosa può fare una nuova tecnologia di assistenza per aiutare le persone a vivere in modo indipendente? I robot possono contribuire a prevenire gli infortuni sul lavoro? E in che modo la biomimetica può aiutarci a progettare i futuri sistemi robotici? I nostri tre ospiti, beneficiari dei programmi di finanziamento scientifico del CE, ci parleranno di come il loro lavoro aiuta a rispondere a queste e ad altre domande. 00:01:26:06 - 00:01:40:24 Abigail Acton Mac MacLachlan è professore di psicologia e inclusione sociale e co-direttore dell’Assisting Living & Learning Institute (istituto per la vita e l’apprendimento assistiti) della Maynooth University in Irlanda. Il suo lavoro si concentra in particolare sulle tecnologie innovative che aiutano le persone a rimanere indipendenti più a lungo. Buongiorno, Mac. 00:01:41:01 - 00:01:42:23 Mac MacLachlan Buongiorno, Abigail. È un piacere essere qui. 00:01:43:00 - 00:01:59:19 Abigail Acton È un piacere averla qui. Arash Ajoudani è direttore del laboratorio sulle interfacce e l’interazione essere umano-robot dell’Istituto Italiano di Tecnologia. Si interessa di interazione fisica tra essere umano e robot, di manipolazione mobile e di tele-robotica e assistenza robotica. Buongiorno, Arash. Benvenuto. 00:01:59:19 - 00:02:01:06 Arash Ajoudani Buongiorno. È bello essere qui. Grazie. 00:02:01:08 - 00:02:15:13 Abigail Acton Professore presso il Centro Dahlem per l’apprendimento automatico e la robotica della Libera Università di Berlino, Tim Landgraf studia il comportamento sociale del lebiste e delle api per comprendere l’intelligenza biologica e perfezionare quella artificiale. Benvenuto, Tim. 00:02:15:15 - 00:02:17:05 Tim Landgraf Buongiorno, Abigail. Grazie dell’invito. 00:02:17:07 - 00:02:36:03 Abigail Acton Ottimo. È un piacere averla con noi. Mac, inizierò da lei. Il progetto SHAPES si propone di consentire la diffusione su larga scala di tecnologie digitali per una vita sana e indipendente. Uno strumento che il progetto ha indagato è l’Assistente robotico Kompaï-3. Può dirci quali sono le sfide che la robotica potrebbe aiutarci ad affrontare? 00:02:36:05 - 00:03:01:03 Mac MacLachlan Certo, Abigail. Grazie. Penso che una delle grandi sfide che tutti i Paesi europei devono affrontare siano i cambiamenti demografici. In Europa abbiamo sistemi sanitari di grande successo, il che significa che ora abbiamo più persone che vivono più a lungo. Ma è anche in atto un cambiamento demografico, a causa del quale nascono meno persone. 00:03:01:05 - 00:03:32:11 Mac MacLachlan Quindi, unendo le due cose, si ha un livello maggiore di necessità ma un livello minore di offerta. Se guardiamo, ad esempio, al 2030, l’OMS stima che ci sarà una carenza di 4 milioni di lavoratori. Il 58% di questi saranno infermieri. Il 28% sarà costituito da altre professioni sanitarie e sociali e il 15% da medici. 00:03:32:13 - 00:03:42:02 Mac MacLachlan Quindi la sfida è capire come fornire un’assistenza sanitaria personalizzata alle persone all’interno delle comunità, idealmente nelle loro case, nei prossimi anni. 00:03:42:04 - 00:03:52:12 Abigail Acton Esatto. Quindi è evidente che c’è un’urgenza. Si sente quasi che il tempo scorre. Può parlarmi del lavoro svolto dal Progetto SHAPES per rendere i robot una strada più percorribile? Grazie. 00:03:52:14 - 00:04:20:15 Mac MacLachlan SHAPES è l’acronimo di Smart and Healthy Aging through empowering People by Engaging in Systems (invecchiamento intelligente e sano aiutando le persone a interagire con i sistemi). Perché quello che vogliamo fare è fornire alle persone tecnologie che permettano di vivere comodamente a casa propria nelle comunità. Ma non esiste una singola tecnologia in grado di farlo. Davvero. È necessaria un’intera gamma di tecnologie di vario tipo. 00:04:20:15 - 00:04:51:11 Mac MacLachlan Alcuni di questi sono grandi pool di dati nel cloud, altri i sensori. Altri ancora forme diverse di data lake o data mining. L’aspetto fondamentale è che ogni tecnologia deve essere in grado di dialogare con tutte le altre. Quindi, se si vogliamo fornire servizi integrati, cure integrate, è necessario un robot che sia in grado di comunicare con le altre informazioni rilevanti per quella persona. 00:04:51:13 - 00:05:15:24 Mac MacLachlan Il progetto SHAPES ha quindi cercato di creare, se così si può dire, un’ecologia, che esaminasse le esigenze tecniche per avere un robot collegato agli altri tipi di tecnologie disponibili, ma anche le esigenze sociali e le questioni di governance e di etica relative alla protezione dei dati, alla tutela della privacy e così via. 00:05:16:02 - 00:05:31:00 Abigail Acton Ok. Splendido. Può dirci qualcosa di più sul robot Kompaï-3, su ciò che è stato in grado di fare e se avete un feedback da parte degli utenti su come li ha aiutati. Sarebbe interessante conoscere l’impatto di questo robot nella vita delle persone. 00:05:31:02 - 00:05:54:06 Mac MacLachlan Certo. Esatto. Grazie. Abbiamo avuto, credo, 56 partner diversi in questo progetto. E una di queste era Kompaï robotics. Siamo molto contenti di collaborare con loro, che sono uno dei leader in questo campo. E il loro robot Kompaï-3 si erge quasi all’altezza delle spalle. 00:05:54:06 - 00:06:17:16 Mac MacLachlan Ha una base più larga, poi si restringe e in cima c’è un volto umano. Compie una serie di azioni diverse a seconda delle esigenze della persona. Può essere, ad esempio, un compagno di conversazione, che risponde alle domande o fornisce informazioni per ridurre il senso di isolamento. 00:06:17:18 - 00:06:26:23 Mac MacLachlan Oppure può guidare qualcuno che fa un esercizio di riabilitazione per la deambulazione. 00:06:27:03 - 00:06:33:13 Abigail Acton Quando parla di riabilitazione dell’andatura, intende una camminata fragile? Intende aiutare qualcuno a camminare in modo più stabile? 00:06:33:15 - 00:07:03:22 Mac MacLachlan Sì, esattamente. E può fornire assistenza e riscontro sui progressi. Allo stesso modo, alcune persone, invecchiando, possono avere problemi cognitivi. Kompaï-3 può fornire promemoria e può monitorare la situazione. Può anche esaminare l’aderenza alle terapie farmacologiche a lungo termine. E poi, naturalmente, bisogna essere consapevoli che le cadute sono una sfida particolare per alcune persone, quando invecchiano. 00:07:03:24 - 00:07:33:24 Mac MacLachlan Un’altra caratteristica di Kompaï-3 è che può navigare nell’ambiente in cui vive una persona. È chiaro che alcune persone, con l’avanzare dell’età, possono avere difficoltà di vista, di udito, cognitive o di mobilità. Il robot Kompaï può aiutarle in diversi modi a mantenere la propria indipendenza e a vivere all’interno della comunità. 00:07:34:05 - 00:07:46:14 Abigail Acton Fantastico. Avete avuto qualche riscontro da parte degli utenti? Le persone trovano facile interagire con il robot o sono riluttanti a farlo? Qual è il riscontro? 00:07:46:17 - 00:08:18:04 Mac MacLachlan In tutto il progetto, ma anche nel caso di Kompaï-3, le persone erano estremamente entusiaste delle tecnologie. È un’ottima domanda, perché spesso pensiamo che le persone anziane siano un po’ meno aperte ai nuovi modi di fare le cose e alle nuove tecnologie. Una delle cose che abbiamo scoperto in questo progetto è che quando si co-progetta e si co-sviluppa la tecnologia con le persone, queste sentono di avere molta più voce in capitolo e la tecnologia è più rilevante. 00:08:18:04 - 00:08:44:09 Mac MacLachlan In realtà, gli anziani sono molto favorevoli a queste tecnologie. Attraverso il progetto, per esempio, oltre alla riabilitazione dell’andatura di cui ho parlato prima, sono state aggiunte altre funzioni al robot Kompaï-3, tra cui il riconoscimento facciale e l’interazione vocale naturale con le persone. Quindi sono fondamentali per un servizio personalizzato. 00:08:44:13 - 00:09:04:13 Abigail Acton Esatto. Per far sì che le persone si sentano più rilassate intorno al robot e più accettate. Fantastico. Ma la domanda da 10 milioni di dollari è: quando possiamo aspettarci di vedere i robot in scenari di assistenza come questo? Mia madre è anziana e vive a casa propria. In futuro sarebbe bello per lei avere questo strumento. Com’è la situazione per quanto riguarda la diffusione sul mercato? 00:09:04:18 - 00:09:33:08 Mac MacLachlan Credo che ci siano già dei robot che forniscono assistenza. Se si guarda, ad esempio, al Giappone, l’accettazione sociale dei robot credo sia molto maggiore. E quindi in Europa abbiamo una sfida interessante. Non è tanto una sfida tecnica relativa a ciò che un robot può fare, ma una sfida sociale: sentire che una relazione, se vogliamo, con un robot è una cosa giusta, che un robot è sicuro. 00:09:33:11 - 00:09:43:14 Mac MacLachlan Un robot è qualcosa di cui ci si può fidare e che, nel complesso, può contribuire in modo significativo a migliorare la propria vita e il proprio benessere. 00:09:43:18 - 00:09:51:04 Abigail Acton Ottimo. Grazie mille per averci raccontato il suo lavoro. È affascinante. Cosa pensa che potranno fare i robot di assistenza tra 20 anni, ad esempio? 00:09:51:06 - 00:10:16:15 Mac MacLachlan Esatto. È una bella domanda. Possiamo distinguere tra i robot di assistenza, che aiutano le persone a svolgere determinati compiti, e i robot da compagnia, che fanno sentire le persone come se avessero un compagno, che ci sono altri intorno a loro, che siano altre persone o altre cose che si prendono cura di loro e che si interessano a loro. 00:10:16:17 - 00:10:42:12 Mac MacLachlan Credo che superare la barriera mentale e pensare che un robot non può solo occuparsi di me, ma può anche interessarsi a me, sarà molto importante per i robot da compagnia. Penso quindi che i robot di assistenza faranno di più per assistere le persone, ma sospetto che assumeranno anche più caratteristiche di robot da compagnia. 00:10:42:18 - 00:10:49:14 Abigail Acton Ottimo. Grazie mille. Mi viene in mente quella foca robot che è uscita in Giappone per aiutare le persone con demenza. Ecco. 00:10:49:14 - 00:10:50:20 Mac MacLachlan Paro, sì. 00:10:50:22 - 00:10:51:18 Abigail Acton Si chiamava Paro, grazie. Proprio così. 00:10:51:18 - 00:10:53:01 Mac MacLachlan Sì, sì. 00:10:53:01 - 00:11:16:14 Abigail Acton Alle persone è piaciuta molto, l’hanno accettata ed erano felici di averla con loro. Splendido. Grazie mille. Fantastico. Grazie. Arash, passiamo a lei. Il progetto SOPHIA si propone di sviluppare una nuova generazione di sistemi robotici umani socialmente cooperativi, in grado di entrare in contatto socio-fisico diretto con gli esseri umani per percepire, comprendere e reagire al loro disagio o ai loro bisogni. 00:11:16:18 - 00:11:37:05 Abigail Acton Ora passiamo dalla tecnologia assistiva all’industria e all’uso dei robot in questo scenario. Il vostro progetto si concentra su due aspetti principali. Può parlarci dell’elemento per la prevenzione degli infortuni come lo stiramento della schiena, un problema che riguarda milioni di lavoratori e che ha implicazioni per la salute a lungo termine e conseguenze economiche? Cosa ha sviluppato SOPHIA per questo problema? 00:11:37:07 - 00:12:12:01 Arash Ajoudani Grazie per la domanda, Abigail. SOPHIA voleva affrontare i problemi di salute legati al lavoro. Il fattore allarmante è che in Europa perdiamo circa 240 miliardi di euro ogni anno in termini di perdita di produttività e problemi associati, per le assicurazioni e l’assenteismo, e tutto ciò è legato soprattutto ai disturbi muscolari legati al lavoro, perché i lavoratori di oggi devono svolgere mansioni ripetitive o pesanti nella produzione, nei magazzini e nella logistica. 00:12:12:03 - 00:12:38:09 Arash Ajoudani Si tratta di un fattore allarmante a cui non si presta molta attenzione. Credo che il più grande divario tecnologico sia il fatto che oggi i sistemi di monitoraggio che analizzano il modo in cui le persone svolgono il loro lavoro in termini di ergonomia sono piuttosto obsoleti. Per lo più sono molto, diciamo, basati sulla postura, e non tengono realmente conto di come i carichi esterni e i diversi fattori dinamici dell’ambiente possano effettivamente influenzare il benessere delle persone. 00:12:38:09 - 00:13:03:01 Arash Ajoudani E, in generale, l’ergonomia delle persone che svolgono il proprio lavoro. Quindi il nostro primo obiettivo davvero importante è stato quello di rivoluzionare questo aspetto. Possiamo fornire nuove metodologie che, in tempo reale, ci dicano come un lavoratore sia effettivamente sottoposto a sforzo, a breve o a lungo termine, e come queste interazioni fisiche possano effettivamente cambiare il benessere della persona. 00:13:03:01 - 00:13:06:24 Arash Ajoudani Questa è stata la prima importante pietra miliare da raggiungere. 00:13:07:02 - 00:13:19:01 Abigail Acton Ok. Grazie. Può parlarci un po’ dei robot indossabili? Dove si indossano sul corpo e come si inviano i dati a un sistema in grado di apportare modifiche al lavoro? 00:13:19:05 - 00:13:52:14 Arash Ajoudani Certo. Quindi, i robot indossabili, che chiamiamo wearbots, dovrebbero fornirci tutti i dati necessari per costruire questi modelli digitali e dirci come cambiano gli stati dinamici dell’articolazione umana. Questi robot indossabili ci informeranno sulla postura della persona, sull’accelerazione e su eventuali, diciamo così, attività muscolari. 00:13:52:14 - 00:14:16:07 Arash Ajoudani Per questioni di privacy cerchiamo di ridurre al minimo l’uso delle telecamere, e in spazi ingombri con le telecamere di solito non è facile rilevare la postura delle persone. Soprattutto, ad esempio, se una persona si trova tra i pallet o in un corridoio molto stretto di un aereo, e lavora al montaggio. 00:14:16:11 - 00:14:28:08 Arash Ajoudani Quindi i sistemi indossabili non solo preservano la privacy, ma possono anche fornire dati importanti. Tuttavia, comportano alcuni problemi, ovviamente, in termini di sanificazione eccetera. 00:14:28:10 - 00:14:37:06 Abigail Acton Splendido. Grazie mille. Quindi si allacciano intorno alla schiena o intorno alle braccia? Dove si collocano effettivamente sul corpo? 00:14:37:08 - 00:14:56:00 Arash Ajoudani Sulle articolazioni importanti e sui punti chiave del corpo che vogliamo misurare. Per trovare le quantità che vogliamo elaborare e dare indicazione sul carico. E questi sistemi indossabili non servono solo per le misurazioni, ma possono anche fornire un riscontro. 00:14:56:00 - 00:15:13:07 Arash Ajoudani Alcuni vibrano con modalità tattili per indicare al lavoratore che, ad esempio, la spalla è sovraccarica. E se continua a lavorare in questo modo, a lungo termine rischierà di avere dei problemi. Questo riscontro si riduce se il lavoratore modifica la postura. 00:15:13:07 - 00:15:30:13 Abigail Acton Fantastico. Quindi è come un feedback aptico che avverte se si fa qualcosa di non ideale. E l’avvertimento si riduce man mano che si corregge la posizione, qualunque essa sia. Meraviglioso. Ma non è l’unica cosa di cui il progetto SOPHIA si è occupato. Avete anche esaminato il concetto di robot collaborativo, i cosiddetti cobot. Può parlarci un po’ di questo? 00:15:30:17 - 00:15:56:13 Arash Ajoudani Esattamente. I cobot sono fondamentalmente robot collaborativi che creano sinergie tra gli esseri umani e possono svolgere lavori. Ciò che distingue il lavoro di SOPHIA è che i cobot non si concentravano solo sul compito, ma cercavano anche di migliorare lo stato dell’essere umano in termini di ergonomia e di stato fisico e cognitivo. Abbiamo quindi inserito questi modelli umani digitali nel framework di ottimizzazione e controllo di questi robot collaborativi. 00:15:56:19 - 00:16:10:14 Arash Ajoudani Quindi i robot possono riconfigurarsi, cambiare il modo in cui lavorano, così che questo nuovo modo di lavorare con gli esseri umani non solo contribuisca ad accelerare o a migliorare la produttività, ma allo stesso tempo migliori l’ergonomia delle persone che lavorano i robot. 00:16:10:16 - 00:16:14:04 Abigail Acton Ok, non sono sicura di aver capito bene. Può fare un esempio concreto? 00:16:14:04 - 00:16:35:03 Arash Ajoudani Esatto. Immaginiamo un esempio molto semplice. Un robot vi passa un trapano di due chili. O qualsiasi altro strumento con cui si debba lavorare. Esiste un numero infinito di luoghi nello spazio che in cui il robot può consegnarvi l’oggetto. Ma solo uno è il più ottimale in termini di spazio di lavoro. 00:16:35:03 - 00:17:01:00 Arash Ajoudani Inoltre, solo uno ha il minimo impatto sul corpo in termini di ergonomia, perché ogni due chilogrammi o ogni grammo che si aggiunge come carico esterno ha delle conseguenze sulle articolazioni, giusto? Quindi, se si moltiplica il tutto per otto ore al giorno e per 300 giorni all’anno, le conseguenze saranno davvero negative. In questo semplice esempio, i robot vi passeranno l’oggetto con un impatto minimo sulla vostra salute e massimo sulla vostra produttività. 00:17:01:00 - 00:17:01:14 Abigail Acton È fantastico. 00:17:01:15 - 00:17:04:05 Arash Ajoudani Sì, questo approccio può essere esteso a molti compiti dinamici e impegnativi. 00:17:04:09 - 00:17:21:11 Abigail Acton Ottimo. Ha evidenziato la nozione di ripetitività, che è davvero importante, perché è qualcosa che si accumula e accumula. Quindi il robot mi passa il trapano nel modo migliore e nel punto migliore. Fantastico. 00:17:21:12 - 00:17:28:12 Abigail Acton Quindi è come una messa a punto dell’interazione. Ottimo. Grazie. E come funziona nella pratica? Avete fatto degli studi pilota? 00:17:28:14 - 00:17:55:01 Arash Ajoudani Certo. Abbiamo condotto tre studi pilota. Abbiamo portato le nostre tecnologie anche a Volkswagen. Stavano producendo auto elettriche. Abbiamo condotto uno studio pilota nei Paesi Bassi con una PMI che produce ingranaggi da 4 kg a 20 kg. Abbiamo condotto uno studio pilota in Slovenia per la produzione di macchine utensili. Tutti questi soggetti usano diversi utensili e la tecnologia sviluppata da SOPHIA in termini di cobot, in termini di sistemi indossabili. 00:17:55:01 - 00:18:34:09 Arash Ajoudani Abbiamo anche sviluppato alcuni esoscheletri indossabili, esoscheletri a una sola articolazione, il tutto attraverso un’analisi d’impatto davvero approfondita. Abbiamo capito che con queste tecnologie siamo in grado non solo di mantenere e migliorare la produttività, ma anche di migliorare nettamente l’ergonomia e il benessere delle persone che svolgono lavori ripetitivi. Ovviamente, se qualcosa può essere automatizzato, dovrebbe essere automatizzato, ma fino a quando non saremo in grado di automatizzare tutto, dovremo orientarci verso postazioni di lavoro sinergiche, in cui gli esseri umani hanno tutta la destrezza e tutte le abilità, e i robot possono iniziare ad apprendere queste conoscenze dagli esseri umani. 00:18:34:11 - 00:18:44:01 Arash Ajoudani Fino ad allora, i robot possono sicuramente migliorare la produttività e l’ergonomia. E tutti i nostri casi d’uso hanno dimostrato i vantaggi significativi dell’uso delle tecnologie SOPHIA sotto molteplici aspetti. 00:18:44:01 - 00:18:46:18 Abigail Acton Fantastico. Ottimo. Dovete esserne molto orgogliosi. Certo. 00:18:46:18 - 00:18:47:11 Arash Ajoudani Lo sono. 00:18:47:13 - 00:18:58:10 Abigail Acton Esatto. Ci scommetto. Ottimo. Grazie. E ovviamente c’è una grande squadra dietro di voi. Come ha detto, siete parte di un consorzio. Splendido. Qualcuno ha dei commenti o delle osservazioni per Arash? Sì. Mac? 00:18:58:12 - 00:19:27:02 Mac MacLachlan Sì, mi interessa molto sentire di questo lavoro, Arash, e mentre lo descrivevi ad alcuni ascoltatori potrebbe sembrare che io e voi facciamo cose diverse, che io stia lavorando con persone con difficoltà funzionali, mentre tu stai ottimizzando le prestazioni. Ma vedendola da un altro lato, credo che i robot ci stiano aiutando a rimuovere questa divisione, perché un vecchio contesto era incentrato sull’ottimizzazione delle prestazioni. 00:19:27:04 - 00:19:40:22 Mac MacLachlan Dal mio punto di vista, questo è davvero importante. Le persone con difficoltà funzionali possono pensare di migliorare nelle attività, anziché limitarsi a colmare una mancanza. 00:19:40:24 - 00:19:42:04 Arash Ajoudani Certo. 00:19:42:06 - 00:19:42:13 Mac MacLachlan Esatto. 00:19:42:14 - 00:19:48:14 Abigail Acton Ottimo. No, è una buona osservazione. Esatto. In questo senso si sovrappongono direttamente. Grazie mille per l’osservazione. 00:19:48:16 - 00:19:49:10 Arash Ajoudani Se posso commentare. 00:19:49:11 - 00:19:50:02 Abigail Acton Grazie. 00:19:50:04 - 00:20:10:24 Arash Ajoudani Questa è un’osservazione eccellente. Naturalmente, quando si costruiscono questi modelli digitali, è possibile monitorare anche le persone sane. Si può monitorarle per evitare danni agli arti. Ma si può anche applicare la tecnologie alle persone che tornano al lavoro dopo un infortunio. In questo modo è possibile assicurarsi che i robot si adattino in modo da utilizzare al minimo le articolazioni lesionate. 00:20:11:01 - 00:20:32:08 Arash Ajoudani O per monitorare gli anziani o le persone con difficoltà fisiche, per ottimizzare il modo in cui le persone vogliono o dovrebbero lavorare. E questo, come diceva, si riduce a un’ottimizzazione. E per questo abbiamo bisogno di modelli. I nostri progetti, credo, stanno contribuendo molto bene a questo aspetto. 00:20:32:10 - 00:20:52:15 Abigail Acton Certo. Davvero fantastico. E da angolazioni così diverse. Mi rivolgo ora a Tim, che propone un punto di vista completamente diverso, perché abbiamo parlato delle persone e di come possono essere assistite dai robot in vari modi. Ma mi interessa anche l’uso dei robot in agricoltura e la biomimetica, ossia il modo in cui possiamo imitare ciò che è già presente in natura. 00:20:52:20 - 00:21:15:18 Abigail Acton Tim, studiando l’intelligenza dello sciame, il suo progetto, HIVEOPOLIS, ha sviluppato il concetto di un’ape danzante robotica come parte di un alveare futuristico, che aiuta le api impollinatrici a lavorare bene in ambienti complessi. Può dirci qualcosa di più al riguardo? Cosa sono i robot biomimetici e come possono essere utili? Prego, Tim. 00:21:15:20 - 00:21:45:03 Tim Landgraf Esatto. I robot biomimetici, come dice il nome, imitano modelli biologici come animali e piante. E perché lo fanno? Ci sono un sacco di applicazioni diverse. O può creare un robot con le gambe che cammina come un cane. E che eccelle nei terreni accidentati per una serie di scopi diversi. 00:21:45:04 - 00:22:22:00 Tim Landgraf Oppure si può usare la biomimetica, per integrare un robot in una società di animali, in un gruppo di animali, che è il nostro caso. Ma perché farlo? Pensiamo agli animali usati in agricoltura: possiamo controllare o utilizzare questi robot all’interno di questi gruppi per raccogliere informazioni su altri aspetti importanti, come lo stato di salute degli animali. 00:22:22:02 - 00:22:34:14 Abigail Acton Ok. Può dirci qualcosa di più sul progetto HIVEOPOLIS? Avete sviluppato l’idea di un’ape danzante robotica. Cosa avete fatto per creare modelli della danza delle api e replicarla? Magari inizi con una spiegazione su cos’è effettivamente la danza delle api. 00:22:34:16 - 00:23:02:05 Tim Landgraf Esatto. Allora, le api volano, esplorano l’ambiente, cercano cibo e altre risorse. E se trovano qualcosa, tornano. Se quel qualcosa è davvero prezioso, fanno una danza nota come danza dell’addome. Si tratta di un comportamento molto specifico che le altre api osservano. In pratica seguono questa danza. E hanno anche un contatto corpo a corpo con l’ape ballerina. 00:23:02:05 - 00:23:28:10 Tim Landgraf Così scoprono il luogo in cui l’ape foraggiatrice ha trovato il cibo o qualsiasi altra risorsa, e volano verso di esso. In pratica la danza comunica la posizione, la direzione e la distanza della fonte di cibo. E questo a partire da una scienza fondamentale di base. Il fenomeno è davvero interessante perché questi animali sono piccolissimi, grandi come una capocchia di spillo. Come funziona, quindi? 00:23:28:10 - 00:23:49:23 Tim Landgraf O Si tratta di un tipo di comunicazione simbolica. Quindi c’è molto interesse a capire come funziona. E funziona davvero. E se sappiamo come funziona, possiamo ovviamente anche usarla. Questa è stata l’idea di HIVEOPOLIS: integrare la tecnologia in un alveare. Ed è composta da molti elementi. 00:23:49:23 - 00:24:21:10 Tim Landgraf Il robot ape, l’ape danzante, era solo una parte. Possiamo usare questa tecnologia per apprendere molte informazioni sulla salute e sullo stato dell’alveare, ma anche utilizzare i componenti robotici per fornire riscontri e indirizzare la colonia verso uno stato più sano. Quindi possiamo dire dove possono trovare del cibo o impedire alle api di andare in luoghi dove il cibo è trattato con pesticidi. 00:24:21:12 - 00:24:36:13 Abigail Acton O Nel progetto, quanto siete arrivati a creare l’idea di un’ape danzante? Avete fatto la modellazione e lavorato alla programmazione, oppure siete arrivati a sviluppare un’ape danzante robotica? Come si è arrivati a questo? 00:24:36:15 - 00:25:00:20 Tim Landgraf Abbiamo costruito tanti prototipi diversi. Ho perso il conto del numero. In pratica, abbiamo avviato il progetto con un prototipo già funzionante. Nella mia tesi di dottorato, molto tempo fa, ho costruito un robot in grado di eseguire la danza delle api. Ma era enorme e goffo e doveva essere controllato manualmente per fare ciò che prometteva di fare. 00:25:00:22 - 00:25:19:05 Tim Landgraf Il nostro obiettivo era quindi quello di ridurre tutto al minimo, inserirlo in un’arnia standard per apicoltori in modo che potesse funzionare senza doverla aprire, perché volevamo aiutare le api. O L’intero sistema voleva quindi restituire qualcosa alle api, perché le abbiamo danneggiate, come sappiamo, usandole per i nostri scopi. 00:25:19:07 - 00:25:45:17 Tim Landgraf Ne peggioriamo la salute, forniamo parassiti eccetera. L’obiettivo era quindi quello di aiutarle. Quindi abbiamo sviluppato il software, modellando il comportamento della danza, ma anche riducendo al minimo tutti i diversi componenti in modo da poterli utilizzare senza aprire l’arnia. Penso che la robotica per uso esterno, soprattutto con quello che sta facendo Mac ma anche il lavoro di Arash, sia molto diversa dalla robotica di laboratorio. 00:25:45:17 - 00:26:00:18 Tim Landgraf E se sono coinvolti prodotti animali, come la cera, la propoli e tutto il resto, le parti si incollano e non si muovono più. E poi c’è tutta una serie di problemi diversi a cui non si pensa mai in laboratorio. 00:26:00:24 - 00:26:17:11 Abigail Acton Un’osservazione molto interessante. Certo. Quindi, in pratica, è vero, ci sono contesti diversi. Naturalmente. Mi chiedevo solo quali fossero i risultati. Siete riusciti a indirizzare le api in determinati luoghi? E ho notato che alcuni aspetti del vostro lavoro avevano a che fare con le previsioni del tempo. E come venivano condivise le informazioni? 00:26:17:16 - 00:26:44:21 Tim Landgraf Esatto. HIVEOPOLIS non riguarda solo l’ape robot. Si tratta di una serie di sistemi diversi, come mappe che raccolgono informazioni da diverse fonti, ad esempio dove sono stati introdotti i pesticidi nei campi e dove si trovano altre colonie con cui probabilmente dovremmo coordinarci. Tutte queste informazioni sono raccolte in queste mappe. 00:26:44:21 - 00:27:06:21 Tim Landgraf E poi abbiamo diversi componenti, come un modulo per la raccolta del miele. Un modulo che può fermare la danze per il cibo. Vediamo dove stanno andando. E poi tutto è integrato. Anche i soggetti umani coinvolti sono, in un certo senso, partecipi di questo processo. O Ci danno informazioni. 00:27:06:21 - 00:27:08:07 Abigail Acton Si parla di agricoltori, per esempio. 00:27:08:07 - 00:27:11:00 Tim Landgraf Sì, agricoltori. Ma abbiamo anche attirato apicoltori hipster. 00:27:11:00 - 00:27:11:16 Abigail Acton Apicoltori domestici. 00:27:11:19 - 00:27:15:10 Tim Landgraf Le persone che hanno 1, 3 o 4 arnie sul tetto. 00:27:15:12 - 00:27:16:23 Abigail Acton Ad esempio gli apicoltori urbani. 00:27:16:23 - 00:27:42:06 Tim Landgraf Apicoltori urbani. Sì. Tutti possono beneficiare del sistema. Quindi, sì, il robot funziona più o meno meccanicamente, ma è altrettanto efficiente e utile nel mondo reale. C’è molta ricerca da fare. Ma sì, credo che questo progetto sia stato definito in una prospettiva molto folle. 00:27:42:06 - 00:27:45:08 Tim Landgraf Ed è stato chiaro fin dall’inizio che ci vogliono più di 5 anni. 00:27:45:08 - 00:28:00:19 Abigail Acton Oh, sì. Certo. Ma è sempre così. Dobbiamo sempre gettare le basi per la fase successiva. È come costruire un muro di mattoni, è uno strato di mattoni. E poi bisogna sovrapporre lo strato successivo. Fantastico. Grazie per averlo spiegato così bene. Ottimo. Ho un’ultima piccola domanda per lei, Tim. 00:28:00:21 - 00:28:10:14 Abigail Acton Se potesse guardare al futuro, ad esempio a dieci anni da ora, come vede evolversi i robot biomimetici? Se lasciassimo andare l’immaginazione, dove potremmo arrivare? 00:28:10:16 - 00:28:35:23 Tim Landgraf A dire il vero, credo che il mondo naturale sia come una tecnologia molto avanzata. Quindi, probabilmente, dovremmo usare la biomimetica per la maggior parte dei casi. E noi non la usiamo ancora, perché non possiamo, i sensori non sono così avanzati. E gli attuatori non sono altrettanto validi. La batteria dura poco, i materiali sono scadenti e i robot cadono a pezzi dopo cinque anni e non dopo cinquanta. 00:28:36:00 - 00:28:38:01 Abigail Acton Diventano appiccicosi con il miele. 00:28:38:03 - 00:28:53:16 Tim Landgraf Sì, esatto. Quindi, quello che immagino è un’integrazione molto più profonda in modo che i sensori non siano più visibili. Immagino un maggiore controllo sul nostro ambiente per mantenerlo in salute, per individuare precocemente le malattie eccetera. Ecco. 00:28:53:19 - 00:29:08:22 Abigail Acton Esatto. Ottimo. Ok. Grazie mille. È comunque una speranza positiva per il futuro. Ottimo. Grazie a tutti e tre per aver condiviso il vostro tempo con noi oggi. È stato davvero interessante. Mi piace particolarmente il modo in cui abbiamo esaminato i vari aspetti della robotica. Grazie mille e auguri per le vostre ricerche. 00:29:09:03 - 00:29:15:13 TUTTI Grazie per l’invito. Grazie per esservi uniti a noi. Un vero piacere. Grazie. Tutti ora dovremmo fare una danza delle api. 00:29:15:13 - 00:29:25:10 Abigail Acton Sì, per festeggiare. Davvero. Per indicare agli ascoltatori il sito CORDISCOVERY. Certo. Grazie mille. Grazie per il vostro tempo. Arrivederci! 00:29:25:11 - 00:29:28:10 TUTTI Ok. Arrivederci. Ottimo. Arrivederci. Arrivederci! 00:29:28:12 - 00:29:50:17 Abigail Acton Questa settimana. Se vi è piaciuto questo podcast, seguiteci su Spotify e Apple Podcasts o sulla vostra piattaforma preferita. E date un’occhiata alla homepage del podcast sul sito web di CORDIS. Iscrivetevi per non perdere le ricerche più interessanti e la scienza finanziata dall’UE. Se vi è piaciuto questo episodio, perché non spargere la voce? Abbiamo parlato di vari argomenti, ad esempio di cosa possono dirci i cuccioli di babbuino sullo sviluppo del linguaggio. 00:29:50:19 - 00:30:12:14 Abigail Acton Ascoltate l’episodio della lettura della mente per saperne di più. Nelle ultime 43 puntate troverete sicuramente un tema che stuzzicherà la vostra curiosità. Sul nostro sito troverete anche articoli e interviste sui risultati delle ricerche relative a numerose discipline e svariati argomenti, dalle proteine ai protoni. Sicuramente ci sarà qualcosa che fa al caso vostro. E se state lavorando a un progetto o volete richiedere un finanziamento, 00:30:12:19 - 00:30:32:08 Abigail Acton potete trovare altri progetti del vostro ambito di ricerca. Scoprite sul sito le tante ricerche impegnate a svelare le forze che muovono il mondo. Siamo sempre felici di ricevere i vostri commenti. Scriveteci all’indirizzo [e-mail]. Alla prossima.

I robot: dalla ricerca della destrezza fisica alle reti neurali

La robotica è un campo in rapida evoluzione: l’hardware più economico rende la ricerca più accessibile e, grazie ai progressi dell’intelligenza artificiale, l’attenzione si sta spostando dalle prodezze fisiche raggiunte da robot più costosi alla costruzione di “cervelli robotici generici” sotto forma di reti neurali.

Una recente innovazione rivoluzionaria del Massachusetts Institute of Technology sta ampliando i confini dell’intelligenza robotica. Dopo aver abbandonando i metodi tradizionali di addestramento basato sui dati, il gruppo di ricerca del MIT ha voluto imitare le tecniche alla base di modelli linguistici di grandi dimensioni come GPT-4: un nuovo approccio che promette di cambiare radicalmente l’apprendimento dei robot, il loro adattamento e l’interazione con il mondo circostante.

Quali sono quindi gli ultimi sviluppi della robotica per l’uso domestico, il lavoro e l’agricoltura? In che modo le nuove tecnologie assistive possono aiutare le persone a vivere in modo indipendente? I robot possono contribuire a prevenire gli infortuni sul lavoro? E in che modo la biomimetica può aiutarci a progettare i futuri sistemi robotici?

I nostri tre ospiti, beneficiari dei programmi di finanziamento scientifico del CE, ci parleranno di come il loro lavoro sta aiutando a rispondere a queste e ad altre domande.

Mac MacLachlan è professore di psicologia e inclusione sociale e co-direttore dell’Assisting Living & Learning Institute dell’Università Maynooth (istituto per la vita e l’apprendimento assistiti) in Irlanda. Nel corso del progetto SHAPES ha indagato il ruolo delle tecnologie digitali e della robotica.

Arash Ajoudani, direttore del laboratorio sulle interfacce e l’interazione essere umano-robot dell’Istituto Italiano di Tecnologia, si interessa di interazione fisica tra essere umano e robot, di manipolazione mobile e di tele-robotica e assistenza robotica, e ha coordinato il progetto SOPHIA.

Tim Landgraf, professore presso il Centro Dahlem per l’apprendimento automatico e la robotica della Libera Università di Berlino, studia il comportamento sociale del lebiste e delle api per comprendere l’intelligenza biologica e perfezionare quella artificiale. Nel corso del suo progetto HIVEOPOLIS ha lavorato allo sviluppo di un’ape robotica.

Ci piacerebbe conoscere la vostra opinione.

Saremo lieti di leggere tutti i commenti che vorrete sottoporci. Inviate commenti, domande o suggerimenti a: [e-mail].

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SHAPES, SOPHIA, HIVEOPOLIS, robot, interazione essere umano-robot, tecnologia assistiva, GPT-4, tecnologie digitali