venerdì, novembre 12, 2010
mercoledì, novembre 10, 2010
Ancora sulla realtà aumentata
Chi vi può aumentare la realtà,
se per caso non vi basta la dose normale.
Il componente elettronico che sta portando la realtà aumentata nelle nostre vite è un MEMS - microelectromechanical system, cioè un micro sistema elettromeccanico. Un piccolo contenitore in resina epossidica, simile ai normali circuiti integrati, contiene un microscopico corpo vibrante le cui proprietà fisiche permettono emulare un accelerometro e un giroscopio elettronico. Insieme alla bussola elettronica e al GPS, questo MEMS ha reso tascabile la realtà aumentata.
Questa triade riesce infatti a dire al software non solo la vostra posizione (GPS) e la direzione verso cui state puntando l’obiettivo (bussola), ma anche se state guardando in alto o in basso, se state camminando, se tenete l’inquadratura fissa o state spazzando un panorama.
Il grande mercato della realtà aumentata, o “realtà mista” se preferite, passa oggi da qui. Gli occhiali interattivi, con proiezione di informazioni sulle lenti, sono rimasti nell’universo dei piloti militari, o in altri mondi con ricchi budget e pochi utilizzatori. I numeri, e quindi gran parte dello sforzo creativo, viene concentrato sulle applicazioni per telefoni. Così ne abbiamo provate alcune.
Se ci sembrava fantastico il servizio reso dal navigatore dell’auto (e fantastico pensiamo lo sia veramente), restiamo un po’ intontiti a guardare cosa potrebbero fare programmi come Layar o Yelp o Wikitude World Browser o Robotvision o Junaio o altri che declinano lo stesso tema. Sono “browser ambientali”. Inquadrando il mondo intorno a dove ci si trova ecco che lo schermo di popola di etichette che riportano il nome dei ristoranti e i commenti sul menù. Seguono le fermate degli autobus, la storia di un monumento, la posizione e l’umore dei nostri amici, la direzione da prendere per andare al prossimo appuntamento, le informazioni sul traffico, i bancomat, i distributori di benzina. Sono una evoluzione dei navigatori satellitari e gli aggiungono un po’ di vita. Mischiano immagini reali con simboli e dati di archivio, anche aggiornati da altri utenti. Su questo genere di applicazioni si concentra gran parte dell’interesse degli sviluppatori. Tutti sperano di mettere le basi per un qualcosa che diventi lo standard, tutti desiderano prendere una fetta del mercato, tutti sperano che la propria fetta produca una rendita da posizione nel mercato della promozione e della pubblicità. I software sono belli ma ci lasciano sensazioni contrastate. Abbiamo bisogno di tutto questo?
Un altro tema molto declinato è quello del firmamento. Non in poesia ma in mappe interattive che aiutano a riconoscere le costellazioni, a individuare i satelliti geostazionari, i pianeti e le stelle. Ci sono StarMap, Pocket Universe, Distant Suns, iStellar, iAstronomica, GoSkyWatch, Uranus e qualche altro. Praticamente tutti permettono di puntare il telefono e avere una immagine grafica delle costellazioni in cielo, permettono di avere il nome delle stelle, le loro caratteristiche principali. La differenza sta negli archivi (StarMap pro costa 15€ e ha 2,5milioni di stelle memorizzate, altri costano meno, se vi accontentate di 500mila corpi celesti).
Le montagne fanno il paio con il firmamento. Ci sono PeakFinder, Peak.ar, Peaks 2.0, Panoramascope. Tutti programmi che, inquadrando un panorama, dovrebbero dirci il nome delle cime dei monti che vediamo. Dovrebbero. Gli elenchi sembrano invece un po’ carenti, oppure siamo noi che ci siamo montati la testa.
se per caso non vi basta la dose normale.
Il componente elettronico che sta portando la realtà aumentata nelle nostre vite è un MEMS - microelectromechanical system, cioè un micro sistema elettromeccanico. Un piccolo contenitore in resina epossidica, simile ai normali circuiti integrati, contiene un microscopico corpo vibrante le cui proprietà fisiche permettono emulare un accelerometro e un giroscopio elettronico. Insieme alla bussola elettronica e al GPS, questo MEMS ha reso tascabile la realtà aumentata.
Questa triade riesce infatti a dire al software non solo la vostra posizione (GPS) e la direzione verso cui state puntando l’obiettivo (bussola), ma anche se state guardando in alto o in basso, se state camminando, se tenete l’inquadratura fissa o state spazzando un panorama.
Il grande mercato della realtà aumentata, o “realtà mista” se preferite, passa oggi da qui. Gli occhiali interattivi, con proiezione di informazioni sulle lenti, sono rimasti nell’universo dei piloti militari, o in altri mondi con ricchi budget e pochi utilizzatori. I numeri, e quindi gran parte dello sforzo creativo, viene concentrato sulle applicazioni per telefoni. Così ne abbiamo provate alcune.
Se ci sembrava fantastico il servizio reso dal navigatore dell’auto (e fantastico pensiamo lo sia veramente), restiamo un po’ intontiti a guardare cosa potrebbero fare programmi come Layar o Yelp o Wikitude World Browser o Robotvision o Junaio o altri che declinano lo stesso tema. Sono “browser ambientali”. Inquadrando il mondo intorno a dove ci si trova ecco che lo schermo di popola di etichette che riportano il nome dei ristoranti e i commenti sul menù. Seguono le fermate degli autobus, la storia di un monumento, la posizione e l’umore dei nostri amici, la direzione da prendere per andare al prossimo appuntamento, le informazioni sul traffico, i bancomat, i distributori di benzina. Sono una evoluzione dei navigatori satellitari e gli aggiungono un po’ di vita. Mischiano immagini reali con simboli e dati di archivio, anche aggiornati da altri utenti. Su questo genere di applicazioni si concentra gran parte dell’interesse degli sviluppatori. Tutti sperano di mettere le basi per un qualcosa che diventi lo standard, tutti desiderano prendere una fetta del mercato, tutti sperano che la propria fetta produca una rendita da posizione nel mercato della promozione e della pubblicità. I software sono belli ma ci lasciano sensazioni contrastate. Abbiamo bisogno di tutto questo?
Un altro tema molto declinato è quello del firmamento. Non in poesia ma in mappe interattive che aiutano a riconoscere le costellazioni, a individuare i satelliti geostazionari, i pianeti e le stelle. Ci sono StarMap, Pocket Universe, Distant Suns, iStellar, iAstronomica, GoSkyWatch, Uranus e qualche altro. Praticamente tutti permettono di puntare il telefono e avere una immagine grafica delle costellazioni in cielo, permettono di avere il nome delle stelle, le loro caratteristiche principali. La differenza sta negli archivi (StarMap pro costa 15€ e ha 2,5milioni di stelle memorizzate, altri costano meno, se vi accontentate di 500mila corpi celesti).
Le montagne fanno il paio con il firmamento. Ci sono PeakFinder, Peak.ar, Peaks 2.0, Panoramascope. Tutti programmi che, inquadrando un panorama, dovrebbero dirci il nome delle cime dei monti che vediamo. Dovrebbero. Gli elenchi sembrano invece un po’ carenti, oppure siamo noi che ci siamo montati la testa.
La realtà aumentata
Newton numero 9 del Novembre 2010.
Nella sezione Galileo escono tre miei pezzi sulla realtà aumentata: i progetti Robocast e Active del Polimi (robotica neurochirurgica), il progetto ARMAR (manutenzione sul campo dei veicoli militari), realtà aumentata sui palmarini tipo iPhone.
_
La versione preliminare dell'articolo
Non (ancora) per uso umano
Milano - Michele Manghi
***apertura con foto Robocast_01.jpg nessuna didascalia***
Il braccio meccanico che abbiamo davanti somiglia a quello di un robot che salda la carrozzeria delle automobili. Una grossa etichetta dice che non è per “uso umano”, non ancora, serve solo per i test. Un piccolo cilindro gommato fissato agli snodi sembra fuori posto e fuori scala. È un cilindro lungo quindici centimetri per cinque di diametro. Molto più piccolo di tutto il resto.
«È MARS, il microposizionatore», ci spiega Giancarlo Ferrigno, «quello che ci garantisce precisioni sub-millimetriche nello spazio tridimensionale. Li producono in Israele e al mondo ce ne sono installati una trentina».
***immagine Robocast_05.jpg o Robocast_04.jpg didascalia: Il microposizionatore MARS garantisce precisioni sub-millimetriche***
Giancarlo Ferrigno è professore di Robotica medica e tecnologie in chirurgia al Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano. Da tre anni, con Elena De Momi, coordina Robocast, un progetto internazionale che sviluppa un sistema per la robotica neurochirurgica. «Il progetto realizza un insieme di strumenti, procedure e tecniche di ausilio per la pianificazione degli interventi al cervello», ci spiega, «ma stiamo creando anche un sistema robotico da utilizzare sul teatro operatorio».
Abbiamo delle lacune e gli chiediamo di fare un passo indietro.
Un intervento di neurochirurgia, ci spiega, viene programmato a tavolino dall’equipe ben prima di arrivare in sala operatoria. Le informazioni descrittive del paziente vengono studiate dai medici. Essi osservano le TAC (tomografie assiali computerizzate), le RMN (risonanze magnetiche nucleari), le RMF (risonanze magnetiche funzionali, che mostrano quali parti del cervello sono attive durante diversi compiti), le DTI (diffusion tensor imaging, una applicazione della risonanza magnetica che riesce a descrivere la struttura tridimensionale e il decorso delle fibre nervose), la mappa dei vasi sanguigni. Attraverso queste immagini i chirurghi pianificano quali percorsi seguire per raggiungere il punto da toccare. Viene così studiata una rotta attraverso un arcipelago di ostacoli.
***immagine Robocast_03.jpg didascalia: La sala operatoria è il luogo dove si mette in pratica un intervento già pianificato in dettaglio***
Negli anni, i modelli che ogni chirurgo esperto si forma osservando e integrando mentalmente le immagini delle lastre, sono stati affiancati e sostituiti da modelli in tre dimensioni. Questi cervelli virtuali sono modellati dal computer basandosi sulle immagini ottenute dagli strumenti diagnostici. L’uso di modelli tridimensionali permette di pianificare l’intervento considerando sia gli ostacoli e le “no-fly zones” visti nella diagnostica strumentale che le capacità operative degli strumenti chirurgici.
Sono vere applicazioni di “realtà aumentata”, cioè sistemi che aggiungono informazioni che per loro natura non vediamo (ad esempio la densità di un tessuto nervoso) a ciò che con gli occhi vediamo.
Arrivati in sala operatoria la mano del chirurgo non guida direttamente la sonda, ma manovra invece il braccio robotico di Robocast. La sonda robotizzata già conosce quali percorsi deve seguire, quali aree deve evitare e quale deve essere il suo obbiettivo finale, con precisione sub-millimetrica. Il medico agisce su un manipolatore confermando passo per passo questo percorso. Il manipolatore, parte essenziale del progetto, è in grado di restituire alle dita la sensazione, eventualmente amplificata, della resistenza dei tessuti incontrati dalla sonda. Il feedback sulla mano del chirurgo si accompagna a una serie di dati diagnostici che il medico vede e che sono continuamente aggiornati.
«Poi in sala operatoria le cose evolvono durante l’intervento stesso» continua Ferrigno, «facendo nascere nuovi problemi». Il cervello, ci spiega, è immerso in un bagno di liquido cerebro spinale, il liquor, che ha una sua caratteristica pressione. Durante l’intervento il liquido defluisce verso l’esterno. Malgrado oggi si facciano fori molto piccoli, nel cranio e nelle membrane sottostanti, un po’ di liquor esce comunque e la sua uscita provoca la dislocazione della massa cerebrale, che progressivamente si deforma e diventa qualcosa di diverso da quello che era stato visto attraverso le immagini diagnostiche. Un fenomeno che si chiama brain shift.
«Durante ACTIVE, il progetto che prosegue il lavoro di ROBOCAST e che partirà nei prossimi mesi, realizzeremo un sistema per adeguare i modelli tridimensionali in modo dinamico, mano a mano che la situazione operatoria si evolve». Un sistema ecografico terrà sotto controllo alcuni punti della massa cerebrale, seguendone la lenta traiettoria in caso di movimento. Se il cervello si deforma il sistema sarà in grado di assistere il chirurgo nel riconoscere gli ostacoli e le aree interdette anche nella loro nuova posizione.
Un progetto come questo coinvolge una decina di gruppi sparsi per il mondo, dall’Imperial College di Londra a imprese tedesche e israeliane. Servono esperti di robotica, programmatori, neurologi. «Servono giovani che vogliano impegnarsi su ricerche di punta, con ottime prospettive di realizzazione, anche qui a Milano» conclude Elena De Momi. Ci sono una decina di patologie cerebrali che possono essere trattate con le tecniche sviluppate in Robocast e Active. Sono patologie gravi, che vanno dai tumori cerebrali al morbo di Parkinson a forme invalidanti di epilessia che non rispondono ai farmaci. Decine di patologie e migliaia di persone.
Già per uso umano
Usciti dal Politecnico di Milano abbiamo cominciato a chiederci quali applicazioni professionali di realtà aumentata stanno nascendo. In questi anni abbiamo visto decine di programmi per telefonino che sono in grado di aggiungere informazioni alle inquadrature riprese dalla telecamera del telefono stesso. Spesso sono applicazioni per uso ricreativo: inquadri un monumento e ti viene raccontata la sua storia, inquadri le montagne e compaiono i nomi delle cime, inquadri il cielo e compaiono i nomi delle costellazioni o i venti previsti.
Il mondo professionale sembra rimasto indietro, ma le potenzialità di questa tecnologia sono tali che certamente la realtà aumentata, o meglio una realtà mista, fatta dalla miscela di immagini vere e di immagini virtuali, diventerà familiare, ai giovani di oggi, anche in usi professionali.
Dunque cosa vedremo arrivare nella nostra vita, noi che non siamo neurochirughi e che non vediamo tutto questo enorme vantaggio nell’avere sul telefono una applicazione che ci elenca i ristoranti nel raggio di 200 metri?
Per capirne di più Newton ha parlato con Steve Feiner, professore al Dipartimento di Computer Science della Columbia University a New York. Feiner guida il gruppo che ha realizzato ARMAR, un sistema a realtà aumentata per la manutenzione e la riparazione dei mezzi militari sul campo. Il video di presentazione spiega tutto. Il meccanico indossa il visore e vede il motore reale non nella sua forma apparente, ma nella sua forma aumentata, cioè con i dati provenienti dai sensori e le procedure di intervento sovraimpresse. «Prendi la chiave esagonale da mezzo pollice e svita qui dove indica la freccia».
*** immagine ARMAR_01.jpg didascalia: Il meccanico è guidato passo passo nella procedura di riparazione ***
Un sistema come questo offre molti vantaggi. Per prima cosa i meccanici sono in grado di affrontare più rapidamente qualsiasi delle decine di modelli di mezzi in qualsiasi delle decine di possibili allestimenti. I progettisti poi sono in condizione di concentrarsi sull’efficienza del singolo progetto, senza dover tenere al primo posto la semplicità dell’intervento di manutenzione.
*** immagine ARMAR_02.jpg parte sinistra con operatore che indossa il visore. non metterei didascalia, oppure un semplice: Il sistema di visualizzazione utilizzato nel progetto ARMAR***
Chiediamo a Feiner cosa succederà nei prossimi anni. Gli chiediamo se e quando vedremo il tecnico dell’acquedotto puntare a terra il suo telefono e osservare percorso e dati di pressione dei tubi sottoterra.
«Certamente succederà» risponde «ma non so quando. Molta della manualistica militare e industriale è già in formato elettronico. Ma invece di essere espressa come realtà aumentata è composta da documenti interattivi da guardare su computer. La realtà aumentata avrebbe l’enorme potenziale di fare eseguire i compiti meglio e più velocemente, perché l’informazione è lì dove serve, di fianco all’oggetto reale su cui bisogna operare». Un bravo meccanico diventa ancora più bravo se ha sotto gli occhi il giusto manuale tecnico.
Gli investimenti non sono astronomici. Feiner ci ricorda che uno smartphone di oggi fa le stesse operazione di un cassone di dieci anni fa, e i costi di realizzazione e di fruizione dei contenuti aumentati seguono la stessa traiettoria.
Certamente servono investimenti. BMW, un paio di anni fa, ha lanciato un progetto di realtà aumentata per assistere i meccanici durante le riparazioni. Oggi l’ufficio stampa in Germania dichiara che il progetto è stato abbandonato perché la casa automobilistica non ha trovato un partner interessato allo sviluppo (cioè non ha trovato qualcuno che ci mettesse denaro e i vantaggi non sono stati giudicati sufficienti).
In un articolo comparso su New Scientist lo scorso anno, Tobias Hollerer dell’Università della California a Santa Barbara, dice di temere che la realtà aumentata faccia la stessa fine della realtà virtuale degli anni 90. Pensa che potrebbero essere gli utilizzatori stessi a dichiarare la morte di questa tecnologia per banale disinteresse.
Come sempre il problema è metterci contenuti, è fare cose utili sensibilmente meglio di come possono essere fatte con sistemi tradizionali. Oppure fare cose che i sistemi tradizionali, o le leggi della fisica, non permettono di fare.
Un altro di questi settori è quello creativo. Ne abbiamo parlato con Giampiero Moioli, che insegna all’Accademia di Brera a Milano e che anima il Brera Academy Virtual Lab. Con Mario Gerosa ha curato un volume che contiene interventi di artisti e performer che utilizzano sistemi di realtà virtuale e aumentata per realizzare opere (o un intero mondo) che non c’erano.
*** immagine MOIOLI_02.PSD didascalia: Il volume sul Brera Academy Virtual Lab***
Moioli stesso, con Stefania Albertini, realizza sculture che vivono soltanto su schermi digitali, perché le sue bolle fluttuanti non troverebbero accordo con le leggi di Newton. Sono opere che vivono in Second Life o in Open Sim, mondi virtuali che sfuggono alle costrizioni di questo universo. Nel libro che hanno curato si trovano le parole di registi televisivi, di designer e di artisti, concordi nel dire che i sistemi di realtà mista, miscela di reale e immateriale, sono un territorio ancora tutto da esplorare.
*** immagine MOIOLI_01.BMP didascalia: Una scultura dinamica che può vivere solo dove le leggi della fisica possono essere ignorate***
Noi sappiamo che nel telefono che abbiamo in tasca gira una applicazione che ci dice il nome delle costellazioni su cui puntiamo l’obbiettivo. E questa semplice cosa ha un sapore magico.
Nella sezione Galileo escono tre miei pezzi sulla realtà aumentata: i progetti Robocast e Active del Polimi (robotica neurochirurgica), il progetto ARMAR (manutenzione sul campo dei veicoli militari), realtà aumentata sui palmarini tipo iPhone.
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La versione preliminare dell'articolo
Non (ancora) per uso umano
Milano - Michele Manghi
***apertura con foto Robocast_01.jpg nessuna didascalia***
Il braccio meccanico che abbiamo davanti somiglia a quello di un robot che salda la carrozzeria delle automobili. Una grossa etichetta dice che non è per “uso umano”, non ancora, serve solo per i test. Un piccolo cilindro gommato fissato agli snodi sembra fuori posto e fuori scala. È un cilindro lungo quindici centimetri per cinque di diametro. Molto più piccolo di tutto il resto.
«È MARS, il microposizionatore», ci spiega Giancarlo Ferrigno, «quello che ci garantisce precisioni sub-millimetriche nello spazio tridimensionale. Li producono in Israele e al mondo ce ne sono installati una trentina».
***immagine Robocast_05.jpg o Robocast_04.jpg didascalia: Il microposizionatore MARS garantisce precisioni sub-millimetriche***
Giancarlo Ferrigno è professore di Robotica medica e tecnologie in chirurgia al Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano. Da tre anni, con Elena De Momi, coordina Robocast, un progetto internazionale che sviluppa un sistema per la robotica neurochirurgica. «Il progetto realizza un insieme di strumenti, procedure e tecniche di ausilio per la pianificazione degli interventi al cervello», ci spiega, «ma stiamo creando anche un sistema robotico da utilizzare sul teatro operatorio».
Abbiamo delle lacune e gli chiediamo di fare un passo indietro.
Un intervento di neurochirurgia, ci spiega, viene programmato a tavolino dall’equipe ben prima di arrivare in sala operatoria. Le informazioni descrittive del paziente vengono studiate dai medici. Essi osservano le TAC (tomografie assiali computerizzate), le RMN (risonanze magnetiche nucleari), le RMF (risonanze magnetiche funzionali, che mostrano quali parti del cervello sono attive durante diversi compiti), le DTI (diffusion tensor imaging, una applicazione della risonanza magnetica che riesce a descrivere la struttura tridimensionale e il decorso delle fibre nervose), la mappa dei vasi sanguigni. Attraverso queste immagini i chirurghi pianificano quali percorsi seguire per raggiungere il punto da toccare. Viene così studiata una rotta attraverso un arcipelago di ostacoli.
***immagine Robocast_03.jpg didascalia: La sala operatoria è il luogo dove si mette in pratica un intervento già pianificato in dettaglio***
Negli anni, i modelli che ogni chirurgo esperto si forma osservando e integrando mentalmente le immagini delle lastre, sono stati affiancati e sostituiti da modelli in tre dimensioni. Questi cervelli virtuali sono modellati dal computer basandosi sulle immagini ottenute dagli strumenti diagnostici. L’uso di modelli tridimensionali permette di pianificare l’intervento considerando sia gli ostacoli e le “no-fly zones” visti nella diagnostica strumentale che le capacità operative degli strumenti chirurgici.
Sono vere applicazioni di “realtà aumentata”, cioè sistemi che aggiungono informazioni che per loro natura non vediamo (ad esempio la densità di un tessuto nervoso) a ciò che con gli occhi vediamo.
Arrivati in sala operatoria la mano del chirurgo non guida direttamente la sonda, ma manovra invece il braccio robotico di Robocast. La sonda robotizzata già conosce quali percorsi deve seguire, quali aree deve evitare e quale deve essere il suo obbiettivo finale, con precisione sub-millimetrica. Il medico agisce su un manipolatore confermando passo per passo questo percorso. Il manipolatore, parte essenziale del progetto, è in grado di restituire alle dita la sensazione, eventualmente amplificata, della resistenza dei tessuti incontrati dalla sonda. Il feedback sulla mano del chirurgo si accompagna a una serie di dati diagnostici che il medico vede e che sono continuamente aggiornati.
«Poi in sala operatoria le cose evolvono durante l’intervento stesso» continua Ferrigno, «facendo nascere nuovi problemi». Il cervello, ci spiega, è immerso in un bagno di liquido cerebro spinale, il liquor, che ha una sua caratteristica pressione. Durante l’intervento il liquido defluisce verso l’esterno. Malgrado oggi si facciano fori molto piccoli, nel cranio e nelle membrane sottostanti, un po’ di liquor esce comunque e la sua uscita provoca la dislocazione della massa cerebrale, che progressivamente si deforma e diventa qualcosa di diverso da quello che era stato visto attraverso le immagini diagnostiche. Un fenomeno che si chiama brain shift.
«Durante ACTIVE, il progetto che prosegue il lavoro di ROBOCAST e che partirà nei prossimi mesi, realizzeremo un sistema per adeguare i modelli tridimensionali in modo dinamico, mano a mano che la situazione operatoria si evolve». Un sistema ecografico terrà sotto controllo alcuni punti della massa cerebrale, seguendone la lenta traiettoria in caso di movimento. Se il cervello si deforma il sistema sarà in grado di assistere il chirurgo nel riconoscere gli ostacoli e le aree interdette anche nella loro nuova posizione.
Un progetto come questo coinvolge una decina di gruppi sparsi per il mondo, dall’Imperial College di Londra a imprese tedesche e israeliane. Servono esperti di robotica, programmatori, neurologi. «Servono giovani che vogliano impegnarsi su ricerche di punta, con ottime prospettive di realizzazione, anche qui a Milano» conclude Elena De Momi. Ci sono una decina di patologie cerebrali che possono essere trattate con le tecniche sviluppate in Robocast e Active. Sono patologie gravi, che vanno dai tumori cerebrali al morbo di Parkinson a forme invalidanti di epilessia che non rispondono ai farmaci. Decine di patologie e migliaia di persone.
Già per uso umano
Usciti dal Politecnico di Milano abbiamo cominciato a chiederci quali applicazioni professionali di realtà aumentata stanno nascendo. In questi anni abbiamo visto decine di programmi per telefonino che sono in grado di aggiungere informazioni alle inquadrature riprese dalla telecamera del telefono stesso. Spesso sono applicazioni per uso ricreativo: inquadri un monumento e ti viene raccontata la sua storia, inquadri le montagne e compaiono i nomi delle cime, inquadri il cielo e compaiono i nomi delle costellazioni o i venti previsti.
Il mondo professionale sembra rimasto indietro, ma le potenzialità di questa tecnologia sono tali che certamente la realtà aumentata, o meglio una realtà mista, fatta dalla miscela di immagini vere e di immagini virtuali, diventerà familiare, ai giovani di oggi, anche in usi professionali.
Dunque cosa vedremo arrivare nella nostra vita, noi che non siamo neurochirughi e che non vediamo tutto questo enorme vantaggio nell’avere sul telefono una applicazione che ci elenca i ristoranti nel raggio di 200 metri?
Per capirne di più Newton ha parlato con Steve Feiner, professore al Dipartimento di Computer Science della Columbia University a New York. Feiner guida il gruppo che ha realizzato ARMAR, un sistema a realtà aumentata per la manutenzione e la riparazione dei mezzi militari sul campo. Il video di presentazione spiega tutto. Il meccanico indossa il visore e vede il motore reale non nella sua forma apparente, ma nella sua forma aumentata, cioè con i dati provenienti dai sensori e le procedure di intervento sovraimpresse. «Prendi la chiave esagonale da mezzo pollice e svita qui dove indica la freccia».
*** immagine ARMAR_01.jpg didascalia: Il meccanico è guidato passo passo nella procedura di riparazione ***
Un sistema come questo offre molti vantaggi. Per prima cosa i meccanici sono in grado di affrontare più rapidamente qualsiasi delle decine di modelli di mezzi in qualsiasi delle decine di possibili allestimenti. I progettisti poi sono in condizione di concentrarsi sull’efficienza del singolo progetto, senza dover tenere al primo posto la semplicità dell’intervento di manutenzione.
*** immagine ARMAR_02.jpg parte sinistra con operatore che indossa il visore. non metterei didascalia, oppure un semplice: Il sistema di visualizzazione utilizzato nel progetto ARMAR***
Chiediamo a Feiner cosa succederà nei prossimi anni. Gli chiediamo se e quando vedremo il tecnico dell’acquedotto puntare a terra il suo telefono e osservare percorso e dati di pressione dei tubi sottoterra.
«Certamente succederà» risponde «ma non so quando. Molta della manualistica militare e industriale è già in formato elettronico. Ma invece di essere espressa come realtà aumentata è composta da documenti interattivi da guardare su computer. La realtà aumentata avrebbe l’enorme potenziale di fare eseguire i compiti meglio e più velocemente, perché l’informazione è lì dove serve, di fianco all’oggetto reale su cui bisogna operare». Un bravo meccanico diventa ancora più bravo se ha sotto gli occhi il giusto manuale tecnico.
Gli investimenti non sono astronomici. Feiner ci ricorda che uno smartphone di oggi fa le stesse operazione di un cassone di dieci anni fa, e i costi di realizzazione e di fruizione dei contenuti aumentati seguono la stessa traiettoria.
Certamente servono investimenti. BMW, un paio di anni fa, ha lanciato un progetto di realtà aumentata per assistere i meccanici durante le riparazioni. Oggi l’ufficio stampa in Germania dichiara che il progetto è stato abbandonato perché la casa automobilistica non ha trovato un partner interessato allo sviluppo (cioè non ha trovato qualcuno che ci mettesse denaro e i vantaggi non sono stati giudicati sufficienti).
In un articolo comparso su New Scientist lo scorso anno, Tobias Hollerer dell’Università della California a Santa Barbara, dice di temere che la realtà aumentata faccia la stessa fine della realtà virtuale degli anni 90. Pensa che potrebbero essere gli utilizzatori stessi a dichiarare la morte di questa tecnologia per banale disinteresse.
Come sempre il problema è metterci contenuti, è fare cose utili sensibilmente meglio di come possono essere fatte con sistemi tradizionali. Oppure fare cose che i sistemi tradizionali, o le leggi della fisica, non permettono di fare.
Un altro di questi settori è quello creativo. Ne abbiamo parlato con Giampiero Moioli, che insegna all’Accademia di Brera a Milano e che anima il Brera Academy Virtual Lab. Con Mario Gerosa ha curato un volume che contiene interventi di artisti e performer che utilizzano sistemi di realtà virtuale e aumentata per realizzare opere (o un intero mondo) che non c’erano.
*** immagine MOIOLI_02.PSD didascalia: Il volume sul Brera Academy Virtual Lab***
Moioli stesso, con Stefania Albertini, realizza sculture che vivono soltanto su schermi digitali, perché le sue bolle fluttuanti non troverebbero accordo con le leggi di Newton. Sono opere che vivono in Second Life o in Open Sim, mondi virtuali che sfuggono alle costrizioni di questo universo. Nel libro che hanno curato si trovano le parole di registi televisivi, di designer e di artisti, concordi nel dire che i sistemi di realtà mista, miscela di reale e immateriale, sono un territorio ancora tutto da esplorare.
*** immagine MOIOLI_01.BMP didascalia: Una scultura dinamica che può vivere solo dove le leggi della fisica possono essere ignorate***
Noi sappiamo che nel telefono che abbiamo in tasca gira una applicazione che ci dice il nome delle costellazioni su cui puntiamo l’obbiettivo. E questa semplice cosa ha un sapore magico.
giovedì, giugno 10, 2010
Cicogne in Tangenziale
Le Cicogne in Tangenziale
Gli animali selvatici non pensano a noi. Non sanno chi siamo e ci trattano per quello che sembriamo: altro rispetto a loro e una potenziale minaccia; niente di più niente di meno.
E' notizia di queste settimane che una coppia di Cicogne Bianche ha fatto il nido a cinque metri dalla tangenziale di Milano. I due animali, assolutamente selvatici, hanno scelto un basso palo elettrico dismesso, uno fra i diecimila che contornano la città, e lì hanno deposto quattro grosse uova da cui sono nati, a fine Maggio, quattro pulli.
Sarebbe una notizia per appassionati birdwatchers e per qualche ornitologo, se non fosse che le precedenti ultime nidificazioni documentate in area urbana milanese risalgono all'inizio del 1700. Abbiamo scritto proprio 1700. Gli anni insomma in cui in Francia regnava Luigi XIV e l'Italia era lontana dall'essere una nazione.
Che cosa abbia spinto una coppia di animali arrivati dall'Africa centrale (o da ancora più lontano) a scegliere l'uscita di S.Giuliano Milanese per iniziare una nuova famiglia, resterà un mistero. Ma è un mistero che fa riflettere. Gli animali selvatici non ci vedono per quello che crediamo di essere. Per loro non siamo i signori e padroni di ogni cosa. Siamo una semplice minaccia, memorizzata forse dopo rapaci e grossi rettili.
Scompariamo in scatole metalliche su ruote, scatole che invece non fanno paura e che seguono propri percorsi fissi di migrazione. E' come se questi animali vedessero lo spazio in mezzo a noi, lo spazio libero.
Da un lato bisogna rallegrarsi perché animali così belli sono tornati, e sorprendono i guidatori con la loro sagoma controluce. Da un altro punto di vista viene da chiedersi se non potevano trovare un luogo migliore. Viviamo in un ambiente così alterato che uno svincolo dell'autostrada è il miglior posto per fare un nido? Per il semplice fatto di essere inaccessibile per persone a piedi? O per quale altro motivo?
Sono animali capaci di migrazioni lunghe diecimila chilometri; vedono passare sotto di loro la savana, la foresta e il deserto, poi l'intera Spagna o l'Anatolia, i Balcani, catene montuose e ancora foreste. E poi decidono di fermarsi qui, sotto lampioni accesi tutta notte, fragore incessante di camion e auto, polvere e cavi dell'alta tensione. Unico vantaggio apparente: essere in un luogo dove non passano uomini a piedi. Possibile?
La LIPU di Milano, la Lega Italiana per la Protezione degli Uccelli, ha deciso di video-sorvegliare il nido. Uno sponsor meritevole, la fabbrica di dolci Bindi che ha sede poco lontano, ha reso disponibile un fondo per coprire le spese. Il proprietario del campo e il Comune garantiscono la collaborazione. Le monache della vicina Abbazia di Viboldone ospitano antenne e videoregistratore.
Non sapremo perché il nido è stato fatto lì, ma sapremo come procede la vita della famiglia e vedremo le immagini dei primi tentativi di volo. Se il prossimo anno torneranno, saremo pronti. Potete vedere una descrizione del progetto e le immagini dal nido su http://www.lipumilano.it
Pubblicato nel numero di Luglio 2010 di Newton
Gli animali selvatici non pensano a noi. Non sanno chi siamo e ci trattano per quello che sembriamo: altro rispetto a loro e una potenziale minaccia; niente di più niente di meno.
E' notizia di queste settimane che una coppia di Cicogne Bianche ha fatto il nido a cinque metri dalla tangenziale di Milano. I due animali, assolutamente selvatici, hanno scelto un basso palo elettrico dismesso, uno fra i diecimila che contornano la città, e lì hanno deposto quattro grosse uova da cui sono nati, a fine Maggio, quattro pulli.
Sarebbe una notizia per appassionati birdwatchers e per qualche ornitologo, se non fosse che le precedenti ultime nidificazioni documentate in area urbana milanese risalgono all'inizio del 1700. Abbiamo scritto proprio 1700. Gli anni insomma in cui in Francia regnava Luigi XIV e l'Italia era lontana dall'essere una nazione.
Che cosa abbia spinto una coppia di animali arrivati dall'Africa centrale (o da ancora più lontano) a scegliere l'uscita di S.Giuliano Milanese per iniziare una nuova famiglia, resterà un mistero. Ma è un mistero che fa riflettere. Gli animali selvatici non ci vedono per quello che crediamo di essere. Per loro non siamo i signori e padroni di ogni cosa. Siamo una semplice minaccia, memorizzata forse dopo rapaci e grossi rettili.
Scompariamo in scatole metalliche su ruote, scatole che invece non fanno paura e che seguono propri percorsi fissi di migrazione. E' come se questi animali vedessero lo spazio in mezzo a noi, lo spazio libero.
Da un lato bisogna rallegrarsi perché animali così belli sono tornati, e sorprendono i guidatori con la loro sagoma controluce. Da un altro punto di vista viene da chiedersi se non potevano trovare un luogo migliore. Viviamo in un ambiente così alterato che uno svincolo dell'autostrada è il miglior posto per fare un nido? Per il semplice fatto di essere inaccessibile per persone a piedi? O per quale altro motivo?
Sono animali capaci di migrazioni lunghe diecimila chilometri; vedono passare sotto di loro la savana, la foresta e il deserto, poi l'intera Spagna o l'Anatolia, i Balcani, catene montuose e ancora foreste. E poi decidono di fermarsi qui, sotto lampioni accesi tutta notte, fragore incessante di camion e auto, polvere e cavi dell'alta tensione. Unico vantaggio apparente: essere in un luogo dove non passano uomini a piedi. Possibile?
La LIPU di Milano, la Lega Italiana per la Protezione degli Uccelli, ha deciso di video-sorvegliare il nido. Uno sponsor meritevole, la fabbrica di dolci Bindi che ha sede poco lontano, ha reso disponibile un fondo per coprire le spese. Il proprietario del campo e il Comune garantiscono la collaborazione. Le monache della vicina Abbazia di Viboldone ospitano antenne e videoregistratore.
Non sapremo perché il nido è stato fatto lì, ma sapremo come procede la vita della famiglia e vedremo le immagini dei primi tentativi di volo. Se il prossimo anno torneranno, saremo pronti. Potete vedere una descrizione del progetto e le immagini dal nido su http://www.lipumilano.it
Pubblicato nel numero di Luglio 2010 di Newton
giovedì, maggio 20, 2010
Robotica collaborativa
Cosa hanno in comune aerei e termiti?
Per capire di cosa stiamo parlando dobbiamo risalire al 1959 per incontrare Pierre-Paul Grassé. Nel salto indietro ci spostiamo a Parigi, all'Accademia delle Scienze, dove Grassé lavora. E' uno zoologo, che ha studiato anche medicina e ha fatto il chirurgo di guerra. E' stato in Africa molte volte, dove è rimasto colpito dagli insetti sociali. Sono i termitai ad affascinarlo. Le grandi strutture di insetti cooperanti che prosperano in ambienti proibitivi.
E' il 1959, dicevamo, e in un suo lavoro descrittivo sul comportamento delle termiti compare il termine "stigmergìa". Con questa parola si indica la stimolazione di una azione attraverso il risultato ottenuto dall'azione stessa. Una specie di circolo virtuoso attraverso cui azioni utili stimolano la ripetizione di se stesse. E' un concetto nuovo, che finalmente spiega meccanismi di autoorganizzazione in sistemi complessi, composti da individui semplici e in assenza di un piano preordinato centralmente. E' il primo tentativo di successo per spiegare le basi su cui funziona una famiglia di insetti sociali.
Fine del viaggio nel tempo. Torniamo a oggi. Lucia Pallottino è ricercatrice al centro Enrico Piaggio dell'Università di Pisa. Matematica di formazione, non si occupa direttamente di termiti, ma di prevenzione delle collisioni e di robotica collaborativa. Aiutati da lei abbiamo cercato di capire che cosa sta succedendo nel mondo della robotica "di servizio", sia essa quella industriale che quella già presente abbondante sulle nostre auto e nelle nostre vite.
Come mai una matematica si trova in un centro di ricerca a occuparsi di robotica? "Mi è sempre interessata la matematica applicata, la modellistica. Mi è sempre piaciuto vedere in pratica se le idee e i modelli funzionano nel mondo reale". Continua: "Finita l'università ho avuto l'opportunità di partecipare al concorso per un dottorato in robotica. Ho studiato quello che andava studiato e ho vinto il posto. Qui avevano già lavorato con matematici e non è stato difficile integrare le mie conoscenze con il lavoro da fare".
Il lavoro da fare.
Lucia Pallottino si è occupata di capire, ad esempio, quale sia il contenuto minimo di informazioni, conoscenze e istruzioni che possono rendere ordinato e sicuro lo spazio aereo. "In quel progetto ci interessava capire come ottimizzare e rendere intrinsecamente sicuro uno spazio tridimensionale con oggetti in movimento. L'idea è quella di evitare di avere una unità centrale di coordinamento, che tutto vede e tutto dispone. L'idea invece è quella di avere set di poche istruzioni diffuse, semplici e condivise, che permettano a ciascun vettore di completare la propria missione, e che permetta di risolvere conflitti quando questi si verificano".
E' in questo momento che si presenta il fantasma di Grassé con le sue termiti. Poche istruzioni, semplici e condivise. Un insieme di individui che collaborano trovando, nell'evidente successo di questa collaborazione, motivo di rinforzarla.
Approfondiamo il tema. "In uno spazio aereo ci sono costrizioni precise," spiega, "un aereo ha un raggio di curvatura preciso e limitato, una velocità che deve essere compresa in valori noti ...e ad esempio non può fermarsi! Se noi riusciamo a dare a tutti i mezzi aerei le stesse istruzioni, che devono essere rispettate da tutti, otterremo uno spazio ordinato in cui ognuno sa cosa deve fare e sa cosa farà chi gli sta attorno."
I vantaggi? "Un sistema strutturato così è scalabile. Funziona con cinque o con cinquecento attori, senza bisogno di essere ristrutturato e senza bisogno di avere un controllore centrale che potrebbe bloccarsi e mandare tutto nel caos."
Gli aerei come sciame che collabora, non per la raccolta di polline, ma per la reciproca sicurezza. Un sistema autoconsistente e scalabile. Come mai tutto il mondo non funziona già così?
"Stiamo lavorando ad applicazioni industriali di questi concetti. A Lucca collaboriamo con una cartiera dove opera un gruppo di veicoli autonomi a guida laser. Spostano le bobine di carta là dove servono, in un ambiente dove si muovono anche carrelli con guidatori umani e persone a piedi." Massima sicurezza dunque? "Massima sicurezza, certamente. Il compito specifico non è importante. Vogliamo fare un modello che funzioni in fabbrica e allo stesso modo nella guida di un mezzo di sminamento."
Prendiamo di nuovo la macchina del tempo. Dove porterà tutto questo? "I robot sono già in mezzo a noi, e fatichiamo a vederli. Le auto sono piene di sistemi robotici o che applicano concetti di robotica. Sono già in vendita robot che spazzano e lavano i pavimenti delle nostre case. Nella nostra vita vedremo una veloce evoluzione di questi apparecchi, che diventeranno comuni e poco costosi."
Un paese tecnologico come il Giappone punta molto sulla robotica per affrontare e gestire il drastico invecchiamento della popolazione e le necessità di assistenza che ne deriveranno. Avranno una generazione di vecchietti accompagnati a far la spesa da un aiutante meccanico.
Che ci aiuterà ad attraversare la strada? "Attraversare la strada è veramente un problema difficile", riprende Lei, "soprattutto se non vuoi essere investito. Per prima cosa è un problema stare in piedi, su due piedi. Ci sono questioni di sensoristica e di attuazione dei movimenti che ancora oggi non sono risolti. Poi ci sono problemi di reattività agli stimoli esterni. La macchina arriva e io robot cosa riesco a fare per non farmi investire? Bisogna lavorarci ancora molto, ma nella nostra vita vedremo automi capaci di attraversare la strada."
E a un giovane appassionato a questi argomenti, cosa direbbe? "I giovani devono dimenticarsi il robot a braccio meccanico che costruisce le automobili. Quelli continueranno a esistere, ma sono un problema in gran parte risolto. I giovani che vogliono studiare questi argomenti si dovranno occupare di macchine che dovranno vivere là fuori, in mezzo a noi. E noi abbiamo bisogno delle loro idee."
Asimov non è molto lontano da Pisa e dai pensieri che corrono qui. E neppure Pierre-Paul Grassé.
Per capire di cosa stiamo parlando dobbiamo risalire al 1959 per incontrare Pierre-Paul Grassé. Nel salto indietro ci spostiamo a Parigi, all'Accademia delle Scienze, dove Grassé lavora. E' uno zoologo, che ha studiato anche medicina e ha fatto il chirurgo di guerra. E' stato in Africa molte volte, dove è rimasto colpito dagli insetti sociali. Sono i termitai ad affascinarlo. Le grandi strutture di insetti cooperanti che prosperano in ambienti proibitivi.
E' il 1959, dicevamo, e in un suo lavoro descrittivo sul comportamento delle termiti compare il termine "stigmergìa". Con questa parola si indica la stimolazione di una azione attraverso il risultato ottenuto dall'azione stessa. Una specie di circolo virtuoso attraverso cui azioni utili stimolano la ripetizione di se stesse. E' un concetto nuovo, che finalmente spiega meccanismi di autoorganizzazione in sistemi complessi, composti da individui semplici e in assenza di un piano preordinato centralmente. E' il primo tentativo di successo per spiegare le basi su cui funziona una famiglia di insetti sociali.
Fine del viaggio nel tempo. Torniamo a oggi. Lucia Pallottino è ricercatrice al centro Enrico Piaggio dell'Università di Pisa. Matematica di formazione, non si occupa direttamente di termiti, ma di prevenzione delle collisioni e di robotica collaborativa. Aiutati da lei abbiamo cercato di capire che cosa sta succedendo nel mondo della robotica "di servizio", sia essa quella industriale che quella già presente abbondante sulle nostre auto e nelle nostre vite.
Come mai una matematica si trova in un centro di ricerca a occuparsi di robotica? "Mi è sempre interessata la matematica applicata, la modellistica. Mi è sempre piaciuto vedere in pratica se le idee e i modelli funzionano nel mondo reale". Continua: "Finita l'università ho avuto l'opportunità di partecipare al concorso per un dottorato in robotica. Ho studiato quello che andava studiato e ho vinto il posto. Qui avevano già lavorato con matematici e non è stato difficile integrare le mie conoscenze con il lavoro da fare".
Il lavoro da fare.
Lucia Pallottino si è occupata di capire, ad esempio, quale sia il contenuto minimo di informazioni, conoscenze e istruzioni che possono rendere ordinato e sicuro lo spazio aereo. "In quel progetto ci interessava capire come ottimizzare e rendere intrinsecamente sicuro uno spazio tridimensionale con oggetti in movimento. L'idea è quella di evitare di avere una unità centrale di coordinamento, che tutto vede e tutto dispone. L'idea invece è quella di avere set di poche istruzioni diffuse, semplici e condivise, che permettano a ciascun vettore di completare la propria missione, e che permetta di risolvere conflitti quando questi si verificano".
E' in questo momento che si presenta il fantasma di Grassé con le sue termiti. Poche istruzioni, semplici e condivise. Un insieme di individui che collaborano trovando, nell'evidente successo di questa collaborazione, motivo di rinforzarla.
Approfondiamo il tema. "In uno spazio aereo ci sono costrizioni precise," spiega, "un aereo ha un raggio di curvatura preciso e limitato, una velocità che deve essere compresa in valori noti ...e ad esempio non può fermarsi! Se noi riusciamo a dare a tutti i mezzi aerei le stesse istruzioni, che devono essere rispettate da tutti, otterremo uno spazio ordinato in cui ognuno sa cosa deve fare e sa cosa farà chi gli sta attorno."
I vantaggi? "Un sistema strutturato così è scalabile. Funziona con cinque o con cinquecento attori, senza bisogno di essere ristrutturato e senza bisogno di avere un controllore centrale che potrebbe bloccarsi e mandare tutto nel caos."
Gli aerei come sciame che collabora, non per la raccolta di polline, ma per la reciproca sicurezza. Un sistema autoconsistente e scalabile. Come mai tutto il mondo non funziona già così?
"Stiamo lavorando ad applicazioni industriali di questi concetti. A Lucca collaboriamo con una cartiera dove opera un gruppo di veicoli autonomi a guida laser. Spostano le bobine di carta là dove servono, in un ambiente dove si muovono anche carrelli con guidatori umani e persone a piedi." Massima sicurezza dunque? "Massima sicurezza, certamente. Il compito specifico non è importante. Vogliamo fare un modello che funzioni in fabbrica e allo stesso modo nella guida di un mezzo di sminamento."
Prendiamo di nuovo la macchina del tempo. Dove porterà tutto questo? "I robot sono già in mezzo a noi, e fatichiamo a vederli. Le auto sono piene di sistemi robotici o che applicano concetti di robotica. Sono già in vendita robot che spazzano e lavano i pavimenti delle nostre case. Nella nostra vita vedremo una veloce evoluzione di questi apparecchi, che diventeranno comuni e poco costosi."
Un paese tecnologico come il Giappone punta molto sulla robotica per affrontare e gestire il drastico invecchiamento della popolazione e le necessità di assistenza che ne deriveranno. Avranno una generazione di vecchietti accompagnati a far la spesa da un aiutante meccanico.
Che ci aiuterà ad attraversare la strada? "Attraversare la strada è veramente un problema difficile", riprende Lei, "soprattutto se non vuoi essere investito. Per prima cosa è un problema stare in piedi, su due piedi. Ci sono questioni di sensoristica e di attuazione dei movimenti che ancora oggi non sono risolti. Poi ci sono problemi di reattività agli stimoli esterni. La macchina arriva e io robot cosa riesco a fare per non farmi investire? Bisogna lavorarci ancora molto, ma nella nostra vita vedremo automi capaci di attraversare la strada."
E a un giovane appassionato a questi argomenti, cosa direbbe? "I giovani devono dimenticarsi il robot a braccio meccanico che costruisce le automobili. Quelli continueranno a esistere, ma sono un problema in gran parte risolto. I giovani che vogliono studiare questi argomenti si dovranno occupare di macchine che dovranno vivere là fuori, in mezzo a noi. E noi abbiamo bisogno delle loro idee."
Asimov non è molto lontano da Pisa e dai pensieri che corrono qui. E neppure Pierre-Paul Grassé.
lunedì, maggio 10, 2010
Robot umanoidi
“If you whish to make an apple pie from scratch...”
La conversazione con Giulio Sandini, direttore di ricerca all’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, fa venire in mente Carl Sagan. “Se volete fare una torta di mele partendo da zero”, diceva il geniale astronomo in una delle puntate del suo Cosmos, “dovete per prima cosa inventare l’universo”.
---
Bioingegnere di formazione, Sandini si è occupato di neuroscienze e di mappatura dell’attività elettrica cerebrale. Oggi guida un gruppo che lavora sulla robotica umanoide e la sua ricerca avrà ricadute. Accidenti se ne avrà.
Partiamo dall'inizio, cioè dal capire perché un robot se lo immaginano "umanoide" e lo progettano così. La scelta sembra di quelle che complicano la vita, ma il motivo è semplice. Il mondo come lo abbiamo modellato è adatto a persone come noi. Larghe così, alte così, che salgono e scendono le scale. Per essere adatto al nostro mondo, un automa, deve essere fatto così. Ma andiamo oltre.
Guardando qualche filmato sulle cose che stanno facendo da lui a Genova, molto sembra ruotare intorno a un bambolone animato chiamato iCub. "Per noi un robot come iCub è solo il punto di partenza", Sandini parte in contropiede. "Noi non siamo interessati a fare un robot, ma a capire come funziona la mente umana. A capire come deve essere strutturato il ragionamento, il processo logico ed elaborativo, che permette a un bambino di 18 mesi di fare cose che qualsiasi robot stenta a fare autonomamente."
iCub, che tradotto sarebbe qualcosa come CuccioloInterattivo, è un progetto europeo a cui partecipano attivamente almeno una decina di gruppi internazionali. Altro che bambolone. E' una iniziativa open, più-che-open, visto che tutte le tavole tecniche per la costruzione dell'automa sono disponibili gratuitamente per chiunque voglia farsene uno. "L'unica condizione che poniamo", spiega Sandini, "è che tutto il codice sviluppato, tutte le routine che affrontano e risolvono un problema, tutto ciò insomma che un gruppo sviluppa su questa piattaforma, venga ridistribuito e reso disponibile agli altri. E' un progetto collaborativo. Fino a ieri avevamo difficoltà a condividere le esperienze, anche solo perché, ad esempio, il software scritto da un gruppo in Svizzera mal si adattava all'hardware che avevamo scelto di usare qui. Ora è diverso. Ora tutti abbiamo la stessa macchina e ognuno può concentrarsi sulle cose che sa fare meglio, sapendo che l'esperienza propria sarà integrata e testata anche dagli altri sviluppatori che stanno facendo andare avanti il progetto."
Perché il progetto sta andando avanti. Cercando in rete "iCub", troverete un bambinello con il viso bianco. Oggi ha due braccia e due gambe, anche se non riesce ancora a camminare.
"Con iCub è come se stessimo ripercorrendo le fasi dello sviluppo di un bambino. Ha imparato a seguire gli oggetti prima con gli occhi, poi con la mano. Adesso stiamo lavorando alla presa. Potrebbe sembrare un compito banale, ma il modo in cui stiamo cercando di insegnargli ad afferrare gli oggetti è tutt'altro che semplice. Sono coinvolti sensori di forza, di scivolamento, di posizione." Prima o poi iCub prenderà in mano un oggetto con abilità paragonabili alle nostre.
La scelta dei termini non è casuale. Queste macchine non sono programmate per svolgere una azione ripetitiva, alternandola con altre mille pre-programmate. In questo progetto si cerca di INSEGNARE a un automa COME si afferrano gli oggetti. “Nello sviluppo di macchine che imitano il movimento e il comportamento umano”, spiega, “oggi siamo al punto in cui NON è la potenza di calcolo a limitarci, NON è la capacità di processare informazioni velocemente. Il nostro fattore limitante è il MODO in cui le informazioni vengono processate. Lavoriamo con calcolatori che sono ottimi per fare operazioni logiche, ma il cervello non funziona in quel modo, il cervello lavora per similitudini e associazioni, compara esperienze e trae conclusioni. Per le nostre ricerche abbiamo bisogno di grande potenza, ma solo perché stiamo usando i computer per fare una cosa diversa da quello per cui sono stati progettati.”
E qui si va oltre iCub, in altro campo. Giulio Sandini racconta di un altro progetto, che ha già compiuto due anni, e che si chiama Poeticon. "Stiamo cercando di scomporre i movimenti nelle loro strutture fondamentali, che sono gli elementi di base, i mattoni che ricombinati attraverso una propria sintassi permettono azioni complesse." Capire questo passaggio richiede un po' di attenzione e fantasia. La conversazione è affascinante e si sposta all'antropologia evolutiva. Il ragionamento alla base del progetto, provando a riassumerlo semplificando, parte dall'idea che il punto di svolta per gli ominidi fu il liberare le mani dalla quadrupedia, cosa che permise loro di inizare a usarle per fare altro e per gesticolare. Quando la gesticolazione non fu più sufficiente per comunicare informazioni complesse, si manifestò una pressione evolutiva verso il linguaggio verbale. Le neuroscienze hanno scoperto che la parola ha ereditato e riadattato strutture neurologiche utilizzate per movimenti complessi come quelli della gesticolazione. Si pensa quindi che i movimenti coordinati del corpo potrebbero essere organizzati, a livello neuronale, con regole simili a quelle usate per il linguaggio.
"Quando abbiamo cominciato a pensare ad iCub", racconta, "siamo partiti progettando la mano." La mano e il gesto sono il punto di svolta. “Noi stiamo cercando di capire come costruire un sistema che elabori le informazioni con lo stesso procedimento con cui lavora la nostra mente. Fare un sistema che utilizzi lo stesso schema. Questa è la scommessa."
Dove stiamo andando? "Io penso che fra 25 anni potremo avere automi apprendisti, ai quali insegnare direttamente quali operazioni devono compiere."
Torniamo al titolo di questo articolo. Se volete fare una torta di mele dovete per prima cosa inventare un universo in cui esistano le mele. Se volete che la torta sia fatta da un automa dovrete dargli una mente capace di riconoscere la mela, togliere la buccia, affettarla il giusto, mescolare, assaggiare, sentire la puzza di bruciato se la cottura va troppo per le lunghe, e magari provare gratificazione nel prepararla.
La conversazione con Giulio Sandini, direttore di ricerca all’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, fa venire in mente Carl Sagan. “Se volete fare una torta di mele partendo da zero”, diceva il geniale astronomo in una delle puntate del suo Cosmos, “dovete per prima cosa inventare l’universo”.
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Bioingegnere di formazione, Sandini si è occupato di neuroscienze e di mappatura dell’attività elettrica cerebrale. Oggi guida un gruppo che lavora sulla robotica umanoide e la sua ricerca avrà ricadute. Accidenti se ne avrà.
Partiamo dall'inizio, cioè dal capire perché un robot se lo immaginano "umanoide" e lo progettano così. La scelta sembra di quelle che complicano la vita, ma il motivo è semplice. Il mondo come lo abbiamo modellato è adatto a persone come noi. Larghe così, alte così, che salgono e scendono le scale. Per essere adatto al nostro mondo, un automa, deve essere fatto così. Ma andiamo oltre.
Guardando qualche filmato sulle cose che stanno facendo da lui a Genova, molto sembra ruotare intorno a un bambolone animato chiamato iCub. "Per noi un robot come iCub è solo il punto di partenza", Sandini parte in contropiede. "Noi non siamo interessati a fare un robot, ma a capire come funziona la mente umana. A capire come deve essere strutturato il ragionamento, il processo logico ed elaborativo, che permette a un bambino di 18 mesi di fare cose che qualsiasi robot stenta a fare autonomamente."
iCub, che tradotto sarebbe qualcosa come CuccioloInterattivo, è un progetto europeo a cui partecipano attivamente almeno una decina di gruppi internazionali. Altro che bambolone. E' una iniziativa open, più-che-open, visto che tutte le tavole tecniche per la costruzione dell'automa sono disponibili gratuitamente per chiunque voglia farsene uno. "L'unica condizione che poniamo", spiega Sandini, "è che tutto il codice sviluppato, tutte le routine che affrontano e risolvono un problema, tutto ciò insomma che un gruppo sviluppa su questa piattaforma, venga ridistribuito e reso disponibile agli altri. E' un progetto collaborativo. Fino a ieri avevamo difficoltà a condividere le esperienze, anche solo perché, ad esempio, il software scritto da un gruppo in Svizzera mal si adattava all'hardware che avevamo scelto di usare qui. Ora è diverso. Ora tutti abbiamo la stessa macchina e ognuno può concentrarsi sulle cose che sa fare meglio, sapendo che l'esperienza propria sarà integrata e testata anche dagli altri sviluppatori che stanno facendo andare avanti il progetto."
Perché il progetto sta andando avanti. Cercando in rete "iCub", troverete un bambinello con il viso bianco. Oggi ha due braccia e due gambe, anche se non riesce ancora a camminare.
"Con iCub è come se stessimo ripercorrendo le fasi dello sviluppo di un bambino. Ha imparato a seguire gli oggetti prima con gli occhi, poi con la mano. Adesso stiamo lavorando alla presa. Potrebbe sembrare un compito banale, ma il modo in cui stiamo cercando di insegnargli ad afferrare gli oggetti è tutt'altro che semplice. Sono coinvolti sensori di forza, di scivolamento, di posizione." Prima o poi iCub prenderà in mano un oggetto con abilità paragonabili alle nostre.
La scelta dei termini non è casuale. Queste macchine non sono programmate per svolgere una azione ripetitiva, alternandola con altre mille pre-programmate. In questo progetto si cerca di INSEGNARE a un automa COME si afferrano gli oggetti. “Nello sviluppo di macchine che imitano il movimento e il comportamento umano”, spiega, “oggi siamo al punto in cui NON è la potenza di calcolo a limitarci, NON è la capacità di processare informazioni velocemente. Il nostro fattore limitante è il MODO in cui le informazioni vengono processate. Lavoriamo con calcolatori che sono ottimi per fare operazioni logiche, ma il cervello non funziona in quel modo, il cervello lavora per similitudini e associazioni, compara esperienze e trae conclusioni. Per le nostre ricerche abbiamo bisogno di grande potenza, ma solo perché stiamo usando i computer per fare una cosa diversa da quello per cui sono stati progettati.”
E qui si va oltre iCub, in altro campo. Giulio Sandini racconta di un altro progetto, che ha già compiuto due anni, e che si chiama Poeticon. "Stiamo cercando di scomporre i movimenti nelle loro strutture fondamentali, che sono gli elementi di base, i mattoni che ricombinati attraverso una propria sintassi permettono azioni complesse." Capire questo passaggio richiede un po' di attenzione e fantasia. La conversazione è affascinante e si sposta all'antropologia evolutiva. Il ragionamento alla base del progetto, provando a riassumerlo semplificando, parte dall'idea che il punto di svolta per gli ominidi fu il liberare le mani dalla quadrupedia, cosa che permise loro di inizare a usarle per fare altro e per gesticolare. Quando la gesticolazione non fu più sufficiente per comunicare informazioni complesse, si manifestò una pressione evolutiva verso il linguaggio verbale. Le neuroscienze hanno scoperto che la parola ha ereditato e riadattato strutture neurologiche utilizzate per movimenti complessi come quelli della gesticolazione. Si pensa quindi che i movimenti coordinati del corpo potrebbero essere organizzati, a livello neuronale, con regole simili a quelle usate per il linguaggio.
"Quando abbiamo cominciato a pensare ad iCub", racconta, "siamo partiti progettando la mano." La mano e il gesto sono il punto di svolta. “Noi stiamo cercando di capire come costruire un sistema che elabori le informazioni con lo stesso procedimento con cui lavora la nostra mente. Fare un sistema che utilizzi lo stesso schema. Questa è la scommessa."
Dove stiamo andando? "Io penso che fra 25 anni potremo avere automi apprendisti, ai quali insegnare direttamente quali operazioni devono compiere."
Torniamo al titolo di questo articolo. Se volete fare una torta di mele dovete per prima cosa inventare un universo in cui esistano le mele. Se volete che la torta sia fatta da un automa dovrete dargli una mente capace di riconoscere la mela, togliere la buccia, affettarla il giusto, mescolare, assaggiare, sentire la puzza di bruciato se la cottura va troppo per le lunghe, e magari provare gratificazione nel prepararla.