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Un compagno di giochi molto discreto

iCub è un robot progettato all’IIT di Genova per giocare con i bambini, capace dalla propria esperienza di concedere loro la giusta dose di attenzione.

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Chi di noi non ha l’amico o il collega o il cugino o il vicino di casa stancacervelli? Probabilmente nessuno. Possiamo estendere il paradigma allo stesso modo nel rapporto tra uomini e robot (HRI human-robot interaction). Chi di noi non ha un amico robot un collega robot un cugino robot o un vicino di casa robot stancacervelli? Probabilmente nessuno. No, aspetta un attimo. Dimenticavo che non viviamo ancora nella società di Asimov o di Futurama, ma in un certo senso la direzione è quella.

Immaginando quindi a sto punto, un futuro di collaborazione tra uomini e robot, perché non ambire ad avere a che fare con macchine capaci di capire quando è il momento opportuno per interagire e quando invece farsi i cazzi propri? Ora, a tutti sta simpatico C3-PO ma, gente, se non si è esattamente nel mood forse a volte non è proprio il miglior compagno di merende. 

Architetture cognitive bidimensionali

All’IIT (Istituto Italiano di Tecnologia) di Genova si studia anche questo. Un gruppo di ricercatori guidato da Ana Tanevska ha messo a punto l’anno scorso un’architettura cognitiva che simuli più fedelmente possibile gli adattamenti sociali dell’uomo. Hanno cioè creato un robot chiamato iCub capace di interagire come fa l’uomo: dalla sua esperienza sociale si adatta agli altri per convivere in santa pace.  

In questo lavoro si sono concentrati su un modello di robot destinato ad interagire solo coi bambini di 1-2 anni d’età. Se questo dovesse dimostrarsi una fedele simulazione del modo di agire infantile, potrebbe rappresentare un punto di partenza per la creazione di un robot che possa avere funzioni educative o per lo meno di intrattenimento per i nostri piccoli umani.

La novità introdotta è il passaggio da un’architettura cognitiva di tipo monodimensionale a una bidimensionale. Mi spiego meglio. Nel primo tipo, a uno stimolo corrisponde un tipo di risposta preimpostata. Nel secondo tipo, invece, il robot si adatta e può variare il suo comfort, la risposta non sarà più automatica ma tarata.

Negli umani le risposte a uno specifico input variano, non restano fisse. Se siamo abituati ad avere conversazioni brevi, una persona che ci sommerge di parole ci risulterà facilmente irritante. Viceversa, se siamo abituati a questo tipo di persone, troveremo più difficile interagire con chi è di poche parole.

Tuttavia, variazioni di abitudine possono essere conosciute anche da un singolo individuo, nel tempo. Questo individuo si adatta, adattando la propria architettura cognitiva da cui derivano emozioni vere, soppesate e non meccaniche.

Di tutte le caratteristiche che si potevano considerare, i ricercatori si sono concentrati su due aspetti dell’interazione uomo-robot.

Il primo è la frequenza. Come un bimbo cerca di attirare l’attenzione del proprio caretaker ma a un certo punto ci rinuncia se questo non interagisce, allo stesso modo iCub è capace di adattarsi, abbassando il proprio critical treshold value ovvero il valore soglia che gli dice di smettere di interagire poiché non riceve abbastanza stimoli.

Il secondo aspetto considerato è la durata dell’interazione. Si sa che i bambini vogliono giocare fino a che non si stufano, dopo di ché smettono di interagire. In linea con questo, iCub ha un valore soglia, un saturation treshold value, che se raggiunto gli impone di fermarsi. Grazie all’architettura bidimensionale, il robot è capace di modificare questo valore soglia se interagisce con persone più interattive, adattandolo ad esse.

Per esempio, innalzandolo per prolungare il momento di gioco. Con una sintesi quasi hegeliana, il robot è quindi sempre caratterizzato da un optimal comfort level, tarato su chi ha di fronte ma capace di variare nel tempo e aggiornarsi sempre perché, ehi, gli umani cambiamo nel tempo. Magari un bimbo oggi ha voglia di giocare, domani no. 

Ma come funziona quindi sto robot, sto benedetto iCub?

Senza entrare troppo nel dettaglio, esso ha 4 moduli: il primo percettivo, basato su un sensore per stimoli visivi che sfrutta OpenFace e un sensore per gli stimoli tattili; il secondo è un modulo di azione che permette al robot di compiere movimenti; il terzo è un modulo di adattamento (fondamentale per l’architettura bidimensionale); infine c’è la state machine module che connette tutti i tre precedenti. Ora che abbiamo capito come funziona iCub vediamo come lo hanno testato.

I test

Nel primo test, di 3 minuti, hanno osservato come effettivamente se si interagiva maggiormente col robot questo raggiungeva più spesso livelli (diversi perché si adatta) di saturazione. Al contrario, se le interazioni erano più scarse, livelli critici (di nuovo, sempre diversi) erano questa volta raggiunti più frequentemente da parte di iCub.

Questo era quello che si aspettavano, il loro modello è in linea con le attese. Vogliono quindi una seconda conferma, da bravi scienziati.

Questa volta prolungano la durata del test ad 8 minuti. Confrontano il loro modello adattativo con uno statico (architettura monodimensionale). Se con il modello statico si avevano interazioni sempre uguali (40 secondi di gioco e 20 di pausa), con quello adattativo queste cambiavano ogni volta, talvolta in modo molto dissimile dall’altro modello. Chi ha svolto il test, ignaro della natura del robot, ha riportato una sensazione di una maggior reattività da parte del modello che si è poi scoperto essere quello adattativo. 

Insomma, questo non è uno studio definitivo e ci sono molte cose da raffinare: magari osservando stimoli più a lunga durata o più frequenti, implementare il robot anche con un sensore uditivo, testarlo con dei lattanti e non con degli adulti (età media 28 anni da parte di chi ha svolto i test) e altro ancora. Tuttavia, la linea di ricerca è affascinante e i risultati sono incoraggianti. Se il futuro ci riserverà uno stretto rapporto tra lattanti e robot allora facciamo in modo che questi non siano molli come delle panisse o molesti come un foresto in riviera.

Immagine di copertina:
Dr. Patricia Shaw / EPSRC


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Formazione scientifica basata su liceo scientifico e lauree in biotecnologie e biotecnologie industriali. Appassionato di comunicazione ha svolto una scuola di comunicazione scientifica per 6 mesi. Ha anche un canale YouTube di divulgazione scientifica. Non si interessa solo di scienza ovviamente, ma è il terreno dove si muove meglio e che crede, ancora un po’ romanticamente, di voler condividere con un pubblico più largo possibile.

1 Comment

  1. Veramente molto interessante. Solo due considerazioni. I bambini tra 1 e 2 anni sono in genere oggetto dell’attenzione continua delle mamme e i giochi vengono in sostanza condivisi con i bambini, è la mamma che li fa giocare. Quindi è credibile che la mamma, gelosa del suo bimbo, lo lasci giocare da solo col robot? E se il robot non ha la possibilità di interagire da solo col bambino, che differenza ci sarebbe in sostanza rispetto a qualsiasi altro gioco rispetto al quale il bambino è perfettamente in grado di interagire? ( Gioca quando e quanto ne ha voglia con un’architettura pluridimensionale trasferita al gioco). In secondo luogo, sempre ammesso e non concesso che non ci sia la presenza condizionante della mamma, non è che il bambino venga distratto od attratto dal robot, come lo sarebbe da un cucciolo di cane o da un gatto? Ed in questo caso non potrebbe succedere che il robot anziché un compagno di giochi diventi gioco lui stesso? Ultima domanda. I bambini di quell’età sono portati a prendere il giocattolo, a toccarlo, e questo non è possibile causa che il robot si rompa? Da quello che ho letto il robot non è configurato per prendere la fuga nel caso che veda messa a rischio la propria incolumità.
    Complimenti anche per la lettura dell’articolo, si intravedono delle capacità anche in ambito teatrale.

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