AI e robot umanoidi, dalla Southern California University un modello che imita le funzioni del cervelletto

Dalla Southern California University, un algoritmo AI che consente ai robot umanoidi di imitare l’intelligenza umana non solo nelle capacità cognitive, ma anche nel mantenimento dell’equilibrio e della postura corretta, integrando circuiti analogici che ne controllano il movimento e circuiti digitali che ne governano le percezioni sensoriali e la capacità decisionale.

TAKEAWAY

  • Un team di ricercatori della Southern California University sta realizzando un robot che imita la divisione umana tra cervello e cervelletto, in modo da avere anche il controllo dell’equilibrio e della postura.
  • La tecnologia usata si basa su circuiti analogici, più veloci di quelli digitali, e sui memristori, componenti elettriche che operano in modo simile ai neuroni.

Intelligenza artificiale e robot umanoidi rimandano a due ambiti di studi che sempre più si incrociano, dando vita a ricerche che spingono verso la messa a punto di robot dalle caratteristiche e dalle funzioni molto vicine a quelle dell’essere umano, sia dal punto di vista fisico che cognitivo e percettivo.

Come osserva Giorgio Metta, scienziato, direttore scientifico dell’Istituto Italiano di Tecnologia, nonché “papà” del robot umanoide iCub e professore di robotica cognitiva presso l’Università di Playmouth, nel Regno Unito, “costruire e studiare robot umanoidi è un’attività profondamente umana”.

Dal punto di vista scientifico, proprio perché conosciamo l’uomo, siamo in grado di costruire robot. E quando costruiamo robot, in realtà, cerchiamo di conoscere più a fondo l’essere umano. Osservare l’interazione fra l’uomo e la macchina, poi, ha sempre questo duplice scopo: da una parte, poter costruire, in futuro, robot che funzionino sempre meglio, dall’altra parte, poter avere indicazioni preziose su come funzionano il nostro sistema percettivo e il nostro cervello, spiega.

Ma i ricercatori dell’University of South California sono andati oltre il sistema percettivo e il cervello umano. Vediamo in che modo.

Intelligenza artificiale e robot umanoidi: anche le funzioni del cervelletto per il robot che controlla equilibrio e postura

La macchina, diversamente dagli uomini, non è in grado di compiere generalizzazioni né di fare appello al buon senso, ma si affida solo a criteri logici.

Eppure l’Intelligenza Artificiale riesce a mimetizzarsi sempre meglio tra le persone, così come facevano i replicanti nel film “Blade Runner”. Un’ipotesi cinematografica resa in parte concreta da un team di ricercatori della più antica università privata della California, la University of South California, nei pressi di Los Angeles.

Spunto per i loro studi è stata la divisione anatomica tra cervello, responsabile delle funzioni cognitive, e cervelletto, che governa i movimenti, l’equilibrio e il mantenimento della postura corretta. Nel realizzare il robot, al momento ancora in forma rudimentale, gli scienziati hanno cercato di conciliare la necessità di dargli la giusta energia, con l’attenzione a occupare meno spazio possibile.

La soluzione dei ricercatori californiani per il loro robot sta nell’integrare circuiti analogici che riescano a controllare il movimento, con circuiti digitali che ne governino le percezioni sensoriali e la capacità decisionale.

La postura e l’equilibrio, in modo particolare, non sono delle caratteristiche statiche dell’uomo, ma si ottengono raggiungendo una determinata posizione che gli scienziati riconducono al pendolo inverso, ovvero a un pendolo rovesciato dove il perno è posto sotto alla massa che oscilla e, nel caso dell’uomo, coincide con l’articolazione del piede. Spiegano i ricercatori in un articolo recentemente apparso su Science Robotics:

Attraverso la sinergia tra cervello e cervelletto, il robot può condurre più attività nello stesso momento a una latenza molto più bassa e con un ridotto consumo energetico

robot umanoide di tre quarti con, sotto, scritta Intelligenza Artificiale e robot umanoidi
Un team di ricercatori della Southern California University sta realizzando un robot che imita la divisione umana tra cervello e cervelletto, in modo da avere anche il controllo dell’equilibrio e della postura.

Intelligenza artificiale, robot umanoidi e il ruolo chiave dei memristori

Alla base del progetto ci sono i memristori, componenti elettrici la cui resistenza si basa su input precedenti che permettono loro di combinare memoria e calcolo in uno stesso luogo, operando in maniera simile ai neuroni del nostro cervello.

Più nel dettaglio, il robot al centro dello studio è dotato di un accelerometro, che serve a misurare le oscillazioni, e di un giroscopio, dispositivo fisico rotante che si comporta da bussola.

I dati provenienti da questi due congegni vengono elaborati da un algoritmo di intelligenza artificiale che definisce la velocità e l’angolo di rotazione del robot. I segnali sono di natura analogica e vengono convertiti in segnali digitali attraverso la costruzione circuiti aggiuntivi.

Il sistema analogico è stato scelto dai ricercatori perché capace di leggere in maniera costante la situazione intorno a sé e in quanto più veloce ed efficiente dal punto di vista energetico rispetto a un sistema integralmente digitale.

Il team di studio spiega che tale opzione non solo consente di ridurre i requisiti di potenza, ma permette anche di portare il ciclo di elaborazione da 3.000 microsecondi a soli 6: il robot impiega solo un secondo per raggiungere la sua stabilità, rispetto a più di tre nel momento in cui utilizza una piattaforma solamente digitale.

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Emanuele La Veglia
Giornalista professionista, collabora con testate online nazionali (tra cui Affari Italiani) dopo aver maturato esperienze in Sky e AdnKronos. Ha già vinto tre premi giornalistici ed oggi scrive di sostenibilità, women empowerment e innovazione

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