Liberare spazio per far pensare i robot

Gli ingegneri hanno scoperto come dare per la prima volta ai robot istruzioni complesse senza elettricità, il che potrebbe liberare più spazio nel “cervello” robotico affinché possano “pensare”

I controlli senza elettronica sono recentemente emersi come uno degli argomenti principali della robotica morbida. Tuttavia, i circuiti fluidici privi di elettronica mancano ancora di controllabilità e riconfigurabilità per ottenere funzioni diverse.

Imitando il funzionamento di alcune parti del corpo umano, i ricercatori del King's College di Londra hanno trasmesso una serie di comandi a dispositivi dotati di un nuovo tipo di circuito compatto, utilizzando le variazioni di pressione di un fluido al suo interno.

Dicono che questo mondo apre innanzitutto la possibilità di una nuova generazione di robot, i cui corpi potrebbero operare indipendentemente dal loro centro di controllo integrato, con questo spazio potenzialmente utilizzato invece per software più complessi basati sull’intelligenza artificiale.

«Delegare compiti a diverse parti del corpo libera spazio computazionale affinché i robot possano ‘pensare’, consentendo alle future generazioni di robot di essere più consapevoli del loro contesto sociale o anche più abili. Ciò apre le porte a un nuovo tipo di robotica in ambiti quali l’assistenza sociale e la produzione», ha affermato il dottor Antonio Forte (1), docente senior di ingegneria al King’s College di Londra e autore senior dello studio.

I risultati, pubblicati su Advanced Science (2) e premiati sul frontespizio della rivista per “risultati eccezionali”, potrebbero anche consentire la creazione di robot in grado di operare in situazioni in cui i dispositivi alimentati dall’elettricità non possono funzionare, come l’esplorazione in aree irradiate come Chernobyl che distruggono circuiti elettrici e in ambienti sensibili all'elettricità come le sale MRI.

I ricercatori sperano anche che questi robot possano eventualmente essere utilizzati nei paesi a basso reddito che non hanno un accesso affidabile all’elettricità.

Il dottor Forte ha affermato: «In parole povere, i robot sono divisi in due parti: il cervello e il corpo. Un cervello dotato di intelligenza artificiale può aiutare a gestire il sistema del traffico di una città, ma molti robot hanno ancora difficoltà ad aprire una porta: perché? Il software ha fatto rapidi progressi negli ultimi anni, ma l’hardware non ha tenuto il passo. Creando un sistema hardware indipendente dal software che lo esegue, possiamo scaricare gran parte del carico computazionale sull’hardware, nello stesso modo in cui il tuo cervello non ha bisogno di dire al tuo cuore di battere».

Attualmente, tutti i robot fanno affidamento sull’elettricità e sui chip dei computer per funzionare. Un “cervello” robotico composto da algoritmi e software traduce le informazioni nel corpo o nell’hardware attraverso un codificatore, che quindi esegue un’azione.

Nella “robotica morbida”, un campo che crea dispositivi come muscoli robotici da materiali morbidi, questo è particolarmente un problema poiché introduce codificatori elettronici rigidi e mette a dura prova il software affinché il materiale agisca in modo complesso, ad es. afferrando la maniglia di una porta.

Per aggirare questo problema, il team ha sviluppato un circuito riconfigurabile con una valvola regolabile da posizionare all’interno dell’hardware di un robot. Questa valvola agisce come un transistor in un normale circuito e gli ingegneri possono inviare segnali direttamente all'hardware utilizzando la pressione, imitando il codice binario, consentendo al robot di eseguire manovre complesse senza bisogno di elettricità o istruzioni da parte del cervello centrale. Ciò consente un livello di controllo maggiore rispetto agli attuali circuiti a base di fluido.

Scaricando il lavoro del software sull'hardware, il nuovo circuito libera spazio computazionale affinché i futuri sistemi robotici siano più adattivi, complessi e utili.

Come passo successivo, i ricercatori sperano ora di ampliare i loro circuiti partendo da tramogge e pipette sperimentali e incorporarli in robot più grandi, dai cingolati utilizzati per monitorare le centrali elettriche ai robot su ruote con motori interamente morbidi.

Il dottor Mostafa Mousa (3), ricercatore post-laurea presso il King’s College di Londra e autore, ha dichiarato: «Alla fine, senza investimenti nell’intelligenza artificiale, i robot arriveranno a un punto morto. Presto, se non scarichiamo il carico computazionale assunto dai robot moderni, i miglioramenti algoritmici avranno un impatto minimo sulle loro prestazioni. Il nostro lavoro è solo un primo passo su questo percorso, ma il futuro riserva robot più intelligenti con corpi più intelligenti».

Riferimenti:

(1) Antonio Forte

(2) Frequency-Controlled Fluidic Oscillators for Soft Robots

(3) Mostafa Mousa

Descrizione foto: Il cingolato robotico che può muoversi in più direzioni senza bisogno di elettricità. - Credit: King's College London website.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: New breakthrough helps free up space for robots to 'think', say scientists