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”.

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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.