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Realizzato il robot che capisce da solo quando interagire con l’uomo

Dei ricercatori della Sant’Anna di Pisa, in collaborazione con l’Università di Ferrara, hanno realizzato un robot dotato di tempismo. Lo studio, pubblicato anche su Science Robotics, rappresenta una svolta nella robotica collaborativa.

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Il futuro ci riserva incredibili novità nell’ambito della robotica. Dopo il cane guida robot per i non vedenti e Xavier, il robot poliziotto di Singapore, le macchine stanno diventando sempre più in grado di sostituire l’uomo in molte operazioni. Il futuro più immediato, però, è rappresentato dalla robotica collaborativa, ossia robot in grado di interagire con l’uomo per svolgere dei compiti. Uno dei problemi in tale ambito è proprio la capacità di creare un’interazione intelligente tra i robot e gli umani. Non può esistere la robotica collaborativa se non c’è reale collaborazione tra i primi e i secondi. Per questo, all’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, insieme all’Università di Ferrara, hanno dotato i robot di una qualità essenziale.

Il tempismo, la qualità che mancava ai robot per renderli davvero collaborativi con gli esseri umani

Si tratta del tempismo, fondamentale per rendere i robot davvero collaborativi e facilitare l’interazione con gli esseri umani. Si, ma che cos’è il tempismo? Una domanda tutt’altro che banale se lo si vuole replicare in maniera artificiale all’interno di un robot. I robot collaborativi sono utilizzati specialmente in ambito industriale per eseguire dei lavori insieme agli esseri umani. Se pensiamo ad una catena di montaggio, per esempio, è fondamentale per un robot sapere qual è il momento giusto per interagire con l’operatore. È proprio da qui che sono partiti i ricercatori dello studio, pubblicato anche su Science Robotics.

Come fa il robot a capire qual è il momento giusto?

Essi hanno individuato il momento più opportuno in cui un robot può scambiare un oggetto con un operatore umano. La tempistica giusta nello scambio di un oggetto influisce positivamente sulla qualità e sulla sicurezza dei lavoratori. Allora come capire quando fare la scelta giusta? I ricercatori dell’Istituto di BioRobotica della Sant’Anna hanno scoperto che il momento migliore si presenta subito dopo che un operatore afferra un oggetto. In questo modo, sostengono gli scienziati, l’uso dei robot collaborativi ridurrà lo stress per gli operatori umani durante il lavoro, migliorando il tempismo nelle operazioni.

L’intelligenza artificiale alla base del sistema

Il robot è dotato di un sistema di visione artificiale, su cui si basa la collaborazione con l’operatore umano. Grazie ad un algoritmo di intelligenza artificiale, il robot capisce quando una persona è pronta per ricevere una richiesta di collaborazione. Dopo di che, esso manda un segnale di avviso ad un braccialetto indossato dall’operatore che, una volta ricevuto, produrrà una piccola vibrazione. Questo sistema rende i robot collaborativi dotati di tempismo, migliorando notevolmente le loro abilità di interazione con gli umani.

Un sistema innovativo per dotare i robot di tempismo e renderli collaborativi con gli operatori umani

Si tratta di una svolta per i sistemi di collaborazione uomo-macchina. La maggior parte delle soluzioni attualmente impiegate, infatti, utilizza sensori basati su segnali acustici o luminosi, poco efficaci negli ambienti industriali. Il sistema sviluppato dai ricercatori del Sant’Anna, invece, basa la comunicazione tra robot e umani sull’invio e la ricezione di segnali aptici. Esso, di fatto, aggiunge il senso del tatto oltre a quello della vista, offerto dalla presenza di sistemi di visione artificiale. La coesistenza di questi due sensi aiuta a dare al robot la capacità del tempismo. È proprio questo il valore aggiunto che tale sistema di interazione uomo-macchina offre rispetto agli altri.

I test effettuati in laboratorio dimostrano come il tempismo sia di aiuto ai robot per renderli maggiormente collaborativi nelle attività svolte insieme agli esseri umani. Fonte: Università Sant'Anna di Pisa.
I test effettuati in laboratorio dimostrano come il tempismo sia di aiuto ai robot per renderli maggiormente collaborativi nelle attività svolte insieme agli esseri umani. Fonte: Università Sant’Anna di Pisa.

L’approccio multidisciplinare alla base del sistema

L’analisi dello stato attuale di lavoro, ma anche della condizione dell’operatore sono i due presupposti su cui si basa lo studio dei ricercatori. Francesca Cini e Tommaso Banfi, post-doc e primi autori dello studio, sostengono che la potenzialità del loro sistema si basi su una comunicazione semplice e intuitiva tra persone e robot:

“Tale approccio si è dimostrato efficace per rendere più fluida la collaborazione durante un compito manuale condiviso. Per questo motivo, con il nostro contributo, speriamo di far sì che le persone possano capire e interpretare il comportamento e le intenzioni di un robot, per riuscire a coordinarsi con esso in maniera intuitiva evitando che ne siano distratti od ostacolati.”

Francesca Cini, post-doc, Tommaso Banfi, post-doc dell’Istituto di BioRobotica, Sant’Anna di Pisa

Inoltre, Laila Craighero, professoressa ordinaria di Psicobiologia dell’Università di Ferrara, sostiene che l’approccio multidisciplinare sia la chiave di volta della robotica collaborativa. Soltanto in questo modo è possibile trasferire i risultati ottenuti in laboratorio negli ambienti vissuti quotidianamente dall’uomo. Questo studio apre la strada ad una nuova era di robot collaborativi, sempre più orientati alla cooperazione dinamica con gli esseri umani. Proprio come accade tra le persone.