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26 agosto 2013

Uno sguardo nel futuro della tecnologia robotica

Riprodurre il comportamento umano nei robot è stato per lungo tempo un obbiettivo fondamentale degli scienziati che lavorano nel campo delle tecnologie dell'informazione e delle comunicazioni (TIC).

Tuttavia, un ostacolo rilevante alla realizzazione di questo obbiettivo è stato il controllo dell'interazione tra movimento e visione. Infatti, ottenere un'accurata percezione spaziale e una coordinazione visivo - motoria senza problemi si è dimostrato difficile.

Affrontare questo problema era l'obbiettivo principale del progetto EYESHOTS ("Heterogeneous 3-D perception across visual fragments"), finanziato dall'UE. Mediante la simulazione dei meccanismi di apprendimento umani, il progetto è riuscito a costruire un prototipo di robot capace di essere consapevole di ciò che lo circonda e di usare la sua memoria per raggiungere facilmente degli oggetti.

Le implicazioni di questa svolta non si limitano a possibili miglioramenti nella meccanica robotica, ma aiuteranno anche a ottenere migliori diagnosi e tecniche di riabilitazione per malattie degenerative come il morbo di Parkinson.

Il progetto è iniziato con l'esame della biologia umana e animale. Un team multidisciplinare comprendente esperti in robotica, neuroscienze, ingegneria e psicologia ha costruito modelli informatici basati sulla coordinazione neurale nelle scimmie (molto simile al modo in cui funziona la coordinazione umana).

La chiave è stata riconoscere il fatto che i nostri occhi si muovono così velocemente che le immagini prodotte sono di fatto mosse e spetta quindi al cervello mettere insieme questi frammenti confusi e presentare un'immagine più coerente dell'ambiente circostante.

Usando queste informazioni neurali, il progetto ha costruito un modello informatico unico che mette insieme le immagini visive con i movimenti sia degli occhi che delle braccia, in modo simile a ciò che accade nella corteccia cerebrale del cervello umano.

In effetti, il progetto si basa sulla premessa che si può riuscire ad essere pienamente consapevoli dello spazio visivo che ci circonda soltanto mediante la sua esplorazione attiva. Questo, dopo tutto, è il modo in cui gli esseri umani imparano a comprendere il mondo fisico; guardandosi attorno, allungando le braccia e afferrano oggetti.

Nella vita di ogni giorno, l'esperienza dello spazio 3D attorno a noi è mediata attraverso i movimenti di occhi, testa e braccia, che ci permettono di osservare, raggiungere e afferrare oggetti nell'ambiente. Da questa prospettiva, il sistema motorio di un robot umanoide dovrebbe essere una parte integrante del suo apparato percettivo.

Il risultato finale di questo approccio è un robot umanoide che può muovere i suoi occhi e concentrarsi su un singolo punto, e persino imparare dall'esperienza e usare la sua memoria per raggiungere degli oggetti senza doverli prima vedere. Il sistema robotico è composto da un torso con braccia articolate e una testa robot con occhi che si muovono.

Mediante l'impiego delle neuroscienze, il progetto EYESHOTS, conclusosi nel 2011, è riuscito a individuare un mezzo per dare ai robot un senso della vista simile alla visione umana. Questo rappresenta una tappa fondamentale nella creazione di un robot umanoide che può interagire con il suo ambiente e portare a termine dei compiti senza supervisione.

Il progetto, che è stato coordinato dall'Università degli Studi di Genova in Italia, è stato reso possibile da un finanziamento dell'UE di 2,4 milioni di euro erogato nell'ambito del tema "Tecnologie dell'informazione e della comunicazione" (TIC) del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE.
Fonte: http://cordis.europa.eu

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