Il robot bambino impara dall’esperto e riconosce gli oggetti

“Che cosa è questo?”. “Non conosco questo oggetto. Che cosa è?”. “Questo è un polpo.” “Oh, lo vedo. Cosa devo fare?”. “Dov’ è la macchina porpora?”. “Io non ho trovato nessuna macchina porpora. Non c’è allora?” “No, eccola qui”, “Oh, la vedo”. “Cosa devo fare?”. “Dov’è la macchina porpora?”. “Penso che questa sia la macchina porpora.”

Questa è solo una parte del dialogo tra un esperto dei sistemi robotici e il famoso robot bambino chiamato “iCub” nell’ambito di un nuovo demo del progetto europeo “CHRIS”, fondato dal Programma dei sistemi cognitivi e della robotica della Commissione Europea. Questa dimostrazione fa parte di una ricerca in cui l’iCub può riconoscere gli oggetti ed effettuare alcune azioni elementari su di loro.

Si tratta di un bambino-robot costruito da un progetto dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) a Genova con lo scopo di sviluppare l’intelligenza artificiale.

L’iCub somiglia a un bambino di tre anni e mezzo, con un’altezza di 104 cm e un peso di 22 kg.

L’idea di questo robot consiste nello sviluppo dell’intelligenza attraverso la realizzazione di modelli e algoritmi in un robot antropomorfo. Questa idea risale al 1995-1996. Inizialmente gli scienziati dell’IIT hanno lavorato con i robot più semplici per la difficoltà oggettiva di realizzare un hardware così complicato come quello del robot umanoide iCub.

Nel 2003 è stata concepita l’idea di un progetto europeo, finanziato dalla Commissione Europea, che prevedesse la realizzazione di un robot umanoide. Il progetto è stato quindi preparato includendo il progetto del robot, lo sviluppo di alcune capacità cognitive nel campo della manipolazione e la diffusione del robot come Open Source tra i ricercatori di diverse università.

Nel 2004, la Commissione Europea ha approvato un progetto di sviluppo di un robot, chiamato “iCub” per un periodo di cinque anni e con un finaziamento di 8.5 milioni di euro.

É stata completata la prima fase di questo progetto nel gennaio del 2010 e la seconda è stata iniziata nel maggio del 2010 in cui gli scienziati hanno tentato di migliorare le capacità cognitive per aumentare le interazioni tra uomo e robot.

Il progetto è open-source sia per il software disponibile gratis che per l’hardware. Per questo, attualmente i ricercatori delle istituzioni universitarie in 15 città al mondo, lavorano con il robot e finora sono riusciti a sviluppare i programmi per l’apprendimento progressivo della lingua da parte del robot, in modo casuale e correlato a situazioni.

In questi giorni, il Programma dei sistemi cognitivi e della robotica ha presentato gli ultimi risultati del progetto CHRIS.

“Il progetto CHRIS ha l’obiettivo di realizzare un robot umanoide con il quale si possa interagire in maniera sicura e collaborare nello svolgimento di compiti di manipolazione complessi. Il robot deve essere, cioè, in grado di vedere, capire quando una persona è presente davanti a lui, muoversi misurando la forza e lo spazio di azione, comprendere le azioni fatte dalla persona e infine intervenire per aiutarla capendo il momento opportuno per farlo.” Spiega a Gaianews Giorgio Metta, scienziato dell’IIT ed uno dei papà dell’iCub. “Uno dei nostri partner, il Max Planck Institute di Lipsia, studia come queste capacità si sviluppino nei bambini già nei primi anni di vita; noi all’Istituto Italiano di Tecnologia, insieme a diversi partner Europei, cerchiamo di riprodurre queste capacità nell’iCub.”

Il CHRIS ha iniziato a lavorare quattro anni fa. Il progetto è, ovviamente, solo una tappa di un percorso che ci vedrà impegnati anche nei prossimi anni per sviluppare le capacità cognitive del robot. “Io e gli altri ricercatori del Dipartimento di RBCS (Robotics, Brain and Cognitive Science) di IIT siamo stati coinvolti nel progetto dal suo inizio, nel 2008, fino alla sua conclusione che è avvenuta proprio in questi giorni.” dice Metta.

Ci sono tante copie delle diverse versioni dell’iCub negli istituti partecipanti a questa collaborazione open-source. La versione che si utilizza nella nuova dimostrazione del progetto CHRIS ha acquistato qualche novità per i software.

“Il robot è sempre lo stesso per quanto riguarda la parte di hardware, ma grazie al progetto CHRIS abbiamo sviluppato software nuovi che gli conferiscono nuove capacità. Infatti, ora che l’hardware è consolidato, è molto importante cominciare a dare al robot delle capacità avanzate di azione e di comprensione del mondo.” afferma lo scienziato.

Il video del nuovo demo mostra come il robot possa apprendere attraverso l’interazione con un essere umano. Nel video si vede anche come l’operatore insegna al robot sia la presenza di nuovi oggetti sia l’associazione del nome all’oggetto e al suo aspetto.

“Nel video non sono mostrate altre modalità che utilizziamo per insegnare al robot le nuove azioni e la richiesta di eseguirle in un modo appropriato. Quello che facciamo è mettere iCub in situazioni di apprendimento. Con la stessa tecnica gli insegniamo ad eseguire o riconoscere una sequenza di azioni per risolvere un certo compito.” dichiara Giorgio Metta.

Secondo lo scienziato dell’IIT, durante questi quattro anni il progetto CHRIS ha avuto dei buoni risultati. “Proprio in questi giorni abbiamo ricevuto la valutazione finale da parte della Commissione Europea ed i giudizi sono stati molto positivi. Siamo molto soddisfatti del lavoro svolto, e siamo già pronti a pensare a un nuovo software per iCub e quindi a un nuovo progetto.”

Ma ciò che interessa è che l’iCub è conosciuto come robot bambino mentre nel video su You Tube e sulla pagina di Facebook dedicata a “the Cognitive Systems and Robotics Programme”, parla con una voce artificiale maschile.

“La voce è prodotta da un sintetizzatore molto semplice che serve per far capire all’operatore lo stato del robot durante lo svolgimento di specifici compiti e l’effettiva acquisizione di informazioni dopo ogni interazione.” spiega sempre Metta, “È una voce artificiale perché crediamo, e alcuni studi sull’interazione uomo-macchina lo suggeriscono, che una voce troppo realistica come quella di un bambino potrebbe indurre nell’uomo una sensazione poco piacevole, di disagio e disturbo.”