Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

ènata una nuova stirpe di robot. Sono gli automi umanoidi, macchine create a immagine e somiglianza dell’uomo: hanno testa, occhi, braccia e gambe meccatroniche. Camminano, si muovono in spazi domestici, comunicano tra loro, simulano le emozioni e a volte imparano a suonare strumenti musicali o a giocare a calcio. Gli umanoidi sono la grande speranza della robotica mondiale. Se fino a oggi gli automi capaci di trasformarsi in colf e maggiordomi o semplicemente in amici artificiali si sono rivelati un buon argomento per la letteratura e i film di fantascienza, adesso la rivoluzione sembra essere nell’aria. I robot umanoidi, ma anche gli androidi (più simili alle macchine) e gli automi dall’aspetto di animali sono quasi pronti a uscire dalla soglia dei laboratori ed entrare nell’universo consumer. Il perché di questa evoluzione ha un nome: microchip. Oggi i processori al silicio si sono così evoluti da essere abbastanza potenti non solo per calcoli binari complessi, ma per essere collegati ad arti artificiali, compiere operazioni mobili e apprendere dall’esperienza. Secondo gli ingegneri, un robot moderno e umanoide avrà circuiti aperti e sistemi in grado di evolversi autonomamente e dunque di apprendere dall’esperienza. Compreremo un robot come una lavatrice nei grandi magazzini? Gli esperti ci credono e suggeriscono una data approssimativa: 2015. Ma già oggi possiamo assistere a qualche piccolo assaggio di robotica domestica. Lo scorso anno in Giappone c’è stato il boom commerciale dei giocattoli robot, come Pino (diminutivo di Pinocchio), bambolotto di 50 cm capace di evolversi. A Pino (costa 50 euro) si può insegnare a camminare, a riconoscere la voce del padrone e persino a pronunciare qualche parola. E i robot veri? Stanno diventando un affare planetario. Come Asimo, della Honda, un umanoide alto 120 centimetri, dal peso di 42 chilogrammi, capace di camminare a quasi 2 chilometri orari, la metà del passo umano. Rivoluzionaria è la sua architettura: non ha uno scheletro metallico ma una spina dorsale composta da 16 giunti. Il cervello, realizzato con una decina di processori collegati in parallelo, seleziona il giunto appropriato per il movimento che il robot deve effettuare e l’automa non cade mai. Wakamaru, della Mitsubishi, è un robot giallo dagli occhi neri. è un gadget capace di parlare, abbracciare una persona e mandare posta elettronica e in caso d’emergenza comporre un numero di telefono. Eppure, secondo i progettisti, Wakamaru può essere utile nell’assistenza agli anziani. La Sony crede in Sdr-4x, umanoide casalingo capace di cantare, ballare e dotato di un cervello elettronico aperto. Sdr-4x potrà essere programmato come un personal computer. All’Università Waseda, il tempio della robotica dell’Estremo Oriente, l’ultimo arrivo si chiama We-4r. Ha un volto umanoide ed è capace di simulare alcune emozioni (felicità, rabbia, stupore) secondo stimoli esterni e una personalità interna. Sempre alla Waseda, firmato dal team di Atsuo Takanishi, è appena nato un robot flautista dotato di labbra e polmoni artificiali per generare colonne d’aria perfette. Il risultato è stupefacente: il robot suona utilizzando quasi tutte le tecniche di un flautista umano, come il vibrato e il colpo di lingua, con un vantaggio in più: può suonare una nota all’infinito senza prendere mai fiato. Sempre alla Waseda è in fase di costruzione un automa capace di parlare: avrà labbra, laringe, corde vocali artificiali realizzate con gomme speciali che simulano la pelle e sarà capace di parlare in più lingue. La robotica non ha soltanto gli occhi a mandorla. Negli Stati Uniti la Pyxis, una piccola azienda di San Diego, ha costruito Helpmate, robot infermiere. Non ha proprio un aspetto rassicurante (pesa 273 chili ed è alto 1 metro e 40 centimetri) ma è in grado di muoversi autonomamente in un ospedale trasportando medicinali, campioni di sangue e cartelle cliniche. Al Mit di Boston ha emesso i primi vagiti Kismet, una testa robotica (ma tra poco sarà costruito anche il corpo) capace di interpretare gli stimoli che riceve dall’esterno reagendo in modo diverso. Gli occhi dell’automa sono due telecamere, il cervello un processore programmato per interpretare le espressioni degli umani. Se Kismet vede un volto triste si incupisce, se il volto è allegro si illumina. Le risposte agli stimoli possono essere anche più complesse. Così accade che se un umano sgrida la testa, essa tenta di intenerirlo con un’espressione triste. Il progetto Kismet ha un obiettivo molto più ambizioso: realizzare un robot bambino in grado di apprendere dall’esperienza e sul quale sperimentare senza problemi etici. Anche la ricerca italiana è molto avanti. All’Università di Genova un robot cavia ha già un nome: è BabyBot, realizzato da un’équipe diretta da Vincenzo Tagliasco e Giulio Sandini. BabyBot è un robot bambino, che simula il comportamento di un neonato. «L’automa è al centro di una serie di esperimenti», spiegano i ricercatori genovesi, «impossibili da effettuare su un vero bambino per capire i meccanismi dell’apprendimento». I ricercatori stanno cercando di simulare comportamenti psicologici dei vari stadi dei bambini: dallo stadio sensomotorio a quello delle operazioni formali, come aveva intuito Jean Piaget osservando lo sviluppo dei propri figli. I primi risultati sono già positivi e BabyBot è già capace di rispondere a stimoli e a simulare atteggiamenti umani. Quella dei robot cloni potrebbe essere una delle linee portanti della robotica bio-medica. A Pisa, nei laboratori meccatronici della Scuola Superiore Sant’Anna diretti da Paolo Dario (presidente della Ras, Robotics and automation society, che raccoglie scienziati di tutto il mondo) è stato avviato un progetto europeo per creare automi cavia sui quali effettuare esperimenti neurofisiologici. Il progetto si chiama Paloma e avrà una durata triennale. L’obiettivo è di creare modelli robotici, il più possibile vicini agli esseri umani, per capire alcuni processi neurofisiologici, quali la percezione visiva e la presa tattile nei bambini. «Cerchiamo di sintetizzare le conoscenze più moderne nel campo della neurofisiologia con le ultime scoperte nel settore della robotica», spiega Paolo Dario, professore ordinario di robotica biomedica alla Scuola Sant’Anna e direttore dell’Arts Lab, «e di costruire automi sui quali poi studiare, come fossero modelli matematici». A Pisa il progetto Paloma ha anche altri obiettivi. «Oggi», aggiunge Dario, «la sfida non è più soltanto quella di studiare il sistema-uomo, ma riprodurlo per capire meglio il suo funzionamento. Tutto ciò servirà anche a realizzare robot sempre più perfezionati, capaci di imitare l’uomo e affiancarlo in molti compiti». I robot sono anche esseri sociali e sono molti i progetti che cercano di creare comunità di macchine comunicanti e cooperative l’una con l’altra. Al Centro Piaggio dell’Università di Pisa un’équipe diretta da Antonio Bicchi sta lavorando a Tema, progetto europeo grazie al quale si vuole costruire una squadra di robot esploratori capaci di realizzare mappe in luoghi impervi, come i fondali marini. «Ogni robot ha un compito specifico», spiega Vincenzo Scordio, «ma tutti riescono a comunicare tra loro e a integrare i dati per realizzare mappe acquisite con telecamere e raggi laser. In futuro questo tipo di cooperazione sarà impiegata anche per le esplorazioni spaziali». E proprio nello spazio gli umanoidi avranno un impiego ideale. Al Dipartimento di Informatica dell’Università di Verona, l’équipe di Paolo Fiorini, docente di robotica, sta sviluppando un progetto commissionato dall’Agenzia spaziale italiana per realizzare un robot antropomorfo: somiglierà a una specie di burattino telecomandato. Il robot sarà spedito nello spazio e l’uomo sulla terra lo piloterà come nelle teleoperazioni. «Con l’Università di Genova stiamo costruendo la testa del robot. Gli occhi, due telecamere speciali, invieranno immagini in tempo reale e chi indosserà un casco stereoscopico guarderà le cose con gli occhi del robot». Sempre a Verona sta per nascere il primo robot sterile. Commissionato dalla Glaxo, una casa farmaceutica, l’automa entrerà nelle camere sterili perché anche lui realizzato con materiali sterilizzati e servirà per compiere riparazioni senza interrompere il ciclo produttivo. I robot prossimi venturi assomiglieranno molto agli esseri meccanici raccontati in Guerre Stellari. Come Robonaut, oggi in via di allestimento alla Nasa e destinato a essere impiegato in una stazione orbitante. Robonaut non sarà un umanoide, ma un androide. Camminerà su una sola gamba perché in assenza di gravità un solo arto è più funzionale di due. Sarà alto quasi due metri e peserà 185 kg. In compenso avrà due braccia e mani con cinque dita con centinaia di sensori per rendere la presa simile a quella di una mano in carne e ossa. A che cosa servirà Robonaut? Sarà un po’ meccanico e un po’ maggiordomo, un tuttofare hi-tech. I tecnici della Nasa stanno pensando di aggiungere alle macchine anche delle funzioni ludiche e renderle capaci di giocare a scacchi per allietare gli astronauti nelle ore di riposo. Anche nel campo della medicina la robotica sta avendo grandi sviluppi. All’Arts Lab della Scuola Sant’Anna di Pisa si costruiscono robot-cateteri dall’aspetto di parassiti per colonscopie indolori. Dice Arianna Menciassi, ricercatrice del laboratorio: «Stiamo cercando di replicare i meccanismi di locomozione di alcuni vermi per costruire piccoli robot cateteri capaci di penetrare nel corpo umano senza provocare dolore o lacerazioni e allo stesso tempo in grado di raggiungere segmenti di organi difficili da monitorare con i sistemi tradizionali. Questi automi, come alcuni parassiti dell’uomo, hanno microventose e microuncini e si muovono come vermi. Ciò rende molto più facile il loro uso nell’ispezione del colon. Oltretutto sono poco invasivi: un’endoscopia con questi meccanismi è assolutamente indolore». Saranno mai senzienti gli umanoidi? Ci stanno pensando gli scienziati italo-giapponesi di RoboCasa, il primo laboratorio congiunto tra Università Waseda di Tokyo e Scuola Superiore Sant’Anna inaugurato il 9 aprile a Tokyo. Tra gli obiettivi quello di realizzare, entro il 2050, una squadra di calciatori robot capaci di affrontare la Nazionale Italiana. Chi vincerà? Marco Gasperetti

MARCO GASPERETTI