10 giugno 2020

Robotica

 

 

 

In effetti l'uomo si dimostra essere cosa divina perché dove la natura finisce di produrre le sue spetie l'uomo quivi comincia colle cose naturali a fare coll'aiutorio d'essa natura infinite spetie. (Leonardo da Vinci)

 

 

La tecnica è l’essenza dell’essere umano. Con la tecnica gli esseri umani possono ottenere da sé quello che un tempo chiedevano agli dei. Una spinta al superamento dei propri limiti che si proietta nell’ambizione di creare artefatti a propria immagine e somiglianza, è così che nasce l’automa: ciò che si muove da sé. Si tratta di invenzioni meccaniche di vario tipo: fontane semoventi, orologi, creature spesso zoomorfe o antropomorfe che, mosse dalla forza dell’acqua, dal calore o da un particolare meccanismo, emulano gli esseri umani. Costellano una storia antica dal medioevo cristiano e arabo al rinascimento italiano, con gli ingegnosi progetti di Leonardo da Vinci, fino al fiorire nel diciottesimo secolo in Europa e Asia di creazioni come la famiglia di androidi di Jaquet-Droz e le bambole meccaniche karakuri-ningyo. La dimensione ludica dei primi automi affondava le radici in una conoscenza tecnica di frontiera per l’epoca. Nel periodo industriale, con il prevalere del concetto di utilità delle macchine su ogni altra funzione, le mirabilie di questi automi da considerarsi come i genitori dei moderni robot diventano un ricordo di epoche passate.

 

Il termine robot, di origine slava e sinonimo di lavoro subordinato, nasce dalle pagine dello scrittore ceco Karel Čapek nel dramma R.U.R. (Rossum’s Universal Robots) del 1920 per indicare una macchina antropomorfa progettata e costruita con materiale organico per alleviare le fatiche degli umani. Vent’anni dopo, siamo nel 1940, l’immagine del robot cambia diventando un artefatto meccanico con lo scrittore russo Isaac Asimov.

 

Parallelamente allo sviluppo della robotica come scienza nuova si impone una convivenza con miti, leggende, narrazioni cinematografiche, antropomorfizzazioni di macchine che non possono interferire con quello che sono davvero le tecnologie robotiche. Per arrivare a comprendere il significato tecnico del termine robot possiamo riferirci alla definizione della robotica degli anni ’80 come quella scienza che studia la connessione intelligente tra percezione e azione. L’azione è offerta da un sistema meccanico dotato di organi di locomozione per muoversi (ruote, cingoli, gambe meccaniche) e/o di organi di manipolazione per intervenire sugli oggetti presenti nell’ambiente circostante (braccia meccaniche, mani artificiali, utensili). La percezione è affidata a un sistema sensoriale in grado di acquisire informazioni sul sistema meccanico e sull'ambiente (sensori di posizione, telecamere, sensori di forza e tattili). La connessione intelligente è affidata a un sistema di controllo che governa il moto in relazione a ciò che avviene nell’ambiente, secondo lo stesso principio del feedback (retroazione) che regola le funzioni del corpo umano. Si comprende quindi come i robot non possano prescindere dalla realtà fisica — non solo menti e sensori come nell’AI (intelligenza artificiale), ma anche corpi meccanici.

 

Negli anni ‘90 la ricerca viene stimolata dal bisogno di impiegare i robot per affrontare la problematica della sicurezza umana in ambienti pericolosi, per incrementare l’abilità degli operatori e ridurre la loro fatica o ancora dal desiderio di sviluppare prodotti destinati a mercati potenzialmente ampi e concepiti per migliorare la qualità della vita. Un comune denominatore di tali scenari applicativi è la sfida di operare in contesti scarsamente strutturati, le cui caratteristiche geometriche o fisiche non completamente note a priori richiedano abilità aumentate e un più alto livello di autonomia.

 

A cavallo del nuovo millennio, la robotica ha svelato un ampio spettro di applicazioni che riguardano diverse discipline scientifiche come biomeccanica, percezione aptica, neuroscienze, simulazione virtuale, animazione, machine learning, reti di sensori. In prospettiva, il suo ulteriore sviluppo può essere declinato per temi e visioni sulla base di quattro paradigmi.

 

Conoscenza — Per progettare robot e macchine intelligenti utili agli esseri umani è necessario disporre di una conoscenza ampia e trasversale, tra meccatronica e intelligenza artificiale. Occorrono modelli matematici sofisticati che abilitino il robot dal punto di vista fisico, così come algoritmi intelligenti in grado di correlare tutte le informazioni provenienti dall’impiego di sensori tecnologicamente avanzati con i dati disponibili dall’esperienza.

 

Design — Sulla base della conoscenza bisogna progettare robot che siano personalizzabili e possano essere intuitivamente impiegati anche da utenti inesperti secondo una modalità plug-and-play. L’aspetto di un robot seguirà i criteri estetici di base che sottendono alla coesistenza civile e all’esistenza umana stessa: simmetria, armonia, bellezza.

 

Interazione — L’interazione tra robot ed esseri umani deve essere gestita in maniera sicura e affidabile. Il robot diventa un assistente ideale, come lo strumento utilizzato da un chirurgo, da un artigiano, da un operaio specializzato. La nuova generazione di robot coabiterà —i cobot— con gli esseri umani non solo negli ambienti di lavoro ma, gradualmente, nelle case e nelle comunità, fornendo supporto nei servizi, intrattenimento, educazione, salute, produzione e assistenza.

 

Impatto — In un mondo popolato da esseri umani e robot sorgono questioni che vanno al di là dell’ingegneria e della tecnologia a causa dell’impatto derivante dall’uso dei robot nei vari scenari applicativi. L’antropizzazione dei robot non potrà prescindere dalla risoluzione di quelle problematiche etiche, legali, sociologiche, economiche (ELSE) che sinora ne hanno rallentato la diffusione nella nostra società.

 

A distanza di 100 anni dall'ingresso della parola robot nel nostro lessico, la sfida e allo stesso tempo l’opportunità che il mondo della ricerca dovrà rappresentare è relativa a futuri scenari in cui la robotica diventerà un mezzo interattivo per contribuire a migliorare le condizioni di vita. In questa visione, la rivoluzione dei robot potrà aiutarci a riaffermare la caratteristica meno artificiale del nostro mondo: la nostra umanità.

 

 

* Professore di Automatica all’Università Federico II di Napoli

 

 

Umberto Galimberti – Psiche e techne, Feltrinelli (2004)

Renata Monè – Belli senz’anima, La Repubblica (23/02/1991)

Giuseppe O. Longo – Dagli automi all’intelligenza artificiale, www.scienzainrete.it (22/04/2020)

Illah R. Nourbakhsh – Robot fra noi. Le creature intelligenti che stiamo per costruire, Bollati Boringhieri (2020)

Fiorella Operto – Elementi di roboetica, www.incircolorivistafilosofica.it (12/2018)

Bruno Siciliano “In Italia non c’è una strategia politica per coltivare i nostri cervelli”, dice uno dei papà della robotica, www.ninjamarketing.it (29/11/2017)

Bruno Siciliano – Robots are with us, within us and among us, DIID #67, Design and Technologies – Design, robotics and machines in the post-human age (2019)

 

 

 

Crediti immagine: Foto di kalhh da Pixabay

 


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