Corso di politica dell'innovazione: Lezione 7 Tipologie di lavoro coi robot

https://youtu.be/it2LFZ3k5e0

Fabbrica a totale robotizzazione

L'orario di lavoro, superato. Il turno di notte, superato. Lavorare nei festivi, superato. La previdenza sociale, superato. L'infortunio sul lavoro, superato. Benvenuto robot.

I robot magazzinieri

I robot magazzinieri sono un grande aiuto. le merci sempre in ordine sempre a portata di un clic. Poi si preparano i pacchi e tutto è pronto per la spedizione.Gli scaffali li sposta senza fatica. Vammi a prendere questo, vammi a prendere quello. Non sbaglia un colpo

Robot barman

Il barman è al suo posto accanto al bancone. Vuoi una Caipirina? Non c'è problema lui te la prepara in un attimo. Non sbaglia un ingrediente, non sbaglia una dose, non fa preferenze nella successione delle ordinazioni. Tutto OK? Certo. Solo che il barman non si chiama Freddy, ma Abb, ed è un robot. Risparmia alla goccia, sa fare centinaia di preparazioni, non si stanca, tira tutta la notte ed il mattino è fresco come una rosa. E non vuole neppure la mancia.

 

Sarto robot

Gli dico il vestito che voglio e lui me lo fa. Di giorno di notte, non si sbaglia non protesta usa la stoffa che voglio il filo che voglio i bottoni che voglio. E' il mio Armani robot.

Chef robot

Non si chiama Cracco, ma cucina come lui e meglio di lui. In compenso costa pochissimo. Lo chef robot domestico è ormai una realtà.

 

Chirurgo robot

Di bisturi pinze garze e cerotti ne maneggia insieme una mezza dozzina. E fa 10mila interventi l'anno senza stancarsi mai. Si chiama Da Vinci, è un robot chirurgo.

 

Come sarà il mondo del futuro

I primissimi mesi del 2020 hanno profondamente modificato il modo in cui lavoriamo e anche come vengono fatte diverse cose al mondo. Sebbene infatti l’uso diffuso di robotaxi e veicoli commerciali a guida autonoma non sia ancora divenuto realtà, la pandemia da Covid 19 ha fortemente accelerato l’adozione dell’intelligenza artificiale da parte di tutte le industrie. Sia che si tratti di tracciare picchi epidemiologici sia che si tratti di pagamenti contactless, l’impatto è stato pressoché immediato, e si è spalancata una finestra su ciò che verrà. Il gruppo di fondatori raccolti dalla seconda edizione della Forbes AI 50, che riunisce le più promettenti tra le società specializzate in intelligenza artificiale che hanno base gli Stati Uniti, stanno già immaginando come sarà il mondo del futuro. E tutti concordano nel riconoscere come il Covid 19 abbia definitivamente accelerato la diffusione dell’intelligenza artificiale. “Abbiamo assistito all’equivalente di due anni di trasformazione digitale compressi nell’arco di soli due mesi”, ha dichiarato a maggio a Forbes il ceo di Abnormal Security, Evan Reiser. E più saranno le attività di una società destinate a migrare online, maggiore sarà, secondo Reiser, il contributo dell’intelligenza artificiale ad analizzare il business, i dati disponibili e ad aumentarne l’efficienza. Con l’intelligenza artificiale destinata ad essere sempre più presente nelle nostre vite, il ceo di DeepMap, James Wu, si aspetta che sempre più persone abbandoneranno l’assunto per cui l’intelligenza artificiale sarebbe una minaccia per l’umanità. “L’opinione pubblica passerà dal sostenere la pericolosità dell’intelligenza artificiale ad affermarne il contributo per un mondo migliore”, dice. “L’intelligenza artificiale sarà sempre più associata al concetto di sicurezza, mentre la relazione umana a una situazione di potenziale pericolo”. Del resto, è ciò che è successo con le app di consegna del cibo. Grubhub, Uber Eats e DoorDash, tra le altre, offrono soluzioni di consegna contactless per minimizzare l’interazione tra persone. E le applicazioni del futuro, prevede Wu, includeranno in questa cerchia anche i robots che consegnano medicine o erogano prestazioni. E “con i veicoli autonomi”, osserva il ceo di Pony.ai, James Peng, “i trasporti non solo saranno più sicuri, ma anche totalmente contactless se necessario”. La sfida più pressante nell’healthcare è invece quella di trovare il vaccino al Covid-19. Ma, anche secondo la più ottimistica delle previsioni, ciò non avverrà prima di questo autunno. Senza dimenticare che, come osserva il ceo di twoXar, Andre A. Radin, il Covid-19 non è nemmeno una malattia così complessa, se è vero che basta un vaccino a contrastarla, cosa che non è possibile, per esempio, col cancro. Ciò non toglie che il processo per giungere al vaccino debba richiedere ancora del tempo. “Il ritardo a conseguire un vaccino è dovuto principalmente alle tempistiche di test e produzione che non alla sua effettiva scoperta”, puntualizza Radin. “L’intelligenza artificiale ha in sé il potenziale per contribuire in termini di efficienza ai test clinici, dalla selezione del paziente alla predizione di eventi avversi”. Il 50% circa della forza lavoro, inoltre, sta ancora lavorando da casa, secondo un’indagine condotta da un gruppo di ricercatori del Mit. Un trend che ha contribuito a determinare un radicale cambiamento nel nostro modo di percepire il lavoro remoto; ne è una conferma anche la decisione del ceo di Twitter, Jack Dorsey, di concedere ai suoi dipendenti la facoltà di lavorare da casa per sempre se lo desiderano. “Adesso che lavorare da remoto sta diventando la nuova normalità nella business community, le soluzioni di intelligenza artificiale che abilitano gli impiegati a lavorare autonomamente da casa, così come la possibilità di disporre di supporto tecnologico in tempo reale, si rivelano sempre più importanti strategicamente”, dice Bhavin Shah, ceo di Moveworks, puntando l’attenzione sulla possibilità di affiancare robot alle nostre vite di ogni giorno per i lavori del futuro”. Palmer Luckey, l’inventore di Oculus VR e fondatore di Anduril Industries, esce dal coro, predicendo che il Covid 19 non stravolgerà significativamente l’evoluzione dell’intelligenza artificiale. Ma ritiene che la pandemia possa espandere il ricorso all’intelligenza artificiale, sottolineando come “tante attività normalmente considerate come sicure possano non esserlo più in circostanze così particolari”. “Mi aspetto che in futuro aziende e governi si rendano sempre più conto di quanti e quale tipo di lavori potranno essere svolti dai sistemi autonomi”, dice. “Basta vedere cosa è successo in Iowa, che ha schierato la Guardia Nazionale per proteggere dal virus gli impianti di macellazione, e rendersi conto di persona di quanto il dibattito sia avanti su questo tema”. Secondo il ceo di UiPath, Daniel Dines, il coronavirus ha svelato quanto i benefit dell’automazione siano di interesse pubblico e quanto ne avremo comunque bisogno non appena la crisi sarà alle spalle. “In tutti gli ospedali ci saranno enormi arretrati causati dalla riprogrammazione di appuntamenti”, cita come esempio. “I cittadini che avranno bisogno di aiuto in tempi brevi potrebbero avere benefici significativi se il tema della automazione venisse posto in modo serio nell’agenda post crisi”. Stessa cosa potrebbe dirsi per la forza lavoro, spiega il chief product officer di Gong, Eilon Reshef, secondo cui sono diversi i lavori, dai commerciali agli avvocati, che potrebbero avvalersi di “assistenti virtuali specializzati” in un futuro non molto lontano. I dottori, per esempio, potrebbero affidare ai loro assistenti virtuali la lettura dei raggi x per concentrare le loro energie su aree di intervento a maggior interesse. Un cambiamento che potrebbe coinvolgere anche la gestione delle catene di approvvigionamento e la riduzione al minimo dei viaggi non necessari. Tutto grazie all’intelligenza artificiale, suggerisce Monish Dard, cto di Icertis. “Penso che siamo vicinissimi al picco in cui l’intelligenza artificiale diventerà rilevante in ogni aspetto della nostra vita”, conclude.

La Ricerca Robotica

L'invecchiamento della popolazione mondiale e i cambi demografici richiederanno nuovi e innovativi approcci a tutti gli aspetti della nostra esistenza. All'interno di questo contesto, la robotica e l'intelligenza artificialie (AI) hanno un grandissimo potenziale nell'assistenza, nel rinforzo e nell'ausilio all'essere umano. Robot sempre più avanzati non saranno più confinati alla manifattura industriale, ma ci aiuteranno nella vita di tutti i giorni. Oltre a ciò, robot dotati di intelligenza artificiale potranno migliorare la produzione industriale, assisterci nei nostri compiti quotidiani (tecnologia per l'assistenza agli anziani e per la sanità), gestione e miglioramento della sicurezza per lavori in ambienti pericolosi (tutela della vita umana) e migliorare i trattamenti sanitari (miglioramento della qualità della vita).

La Ricerca Robotica si basa oggi su Mechatronics, Soft Robotics, Social Cognition and Human Robot Interaction, Biomedical Robotics, and Intelligent Companion Robots. Alcune di esse hanno un carattere tematico (Social Cognition and Human Robot Interaction, Intelligent Companion Robots), mentre altre si incentrano sullo sviluppo tecnologico (Mechatronics, Soft Robotics). 

 

L'intelligenza artificiale è grande ed il Covid è stato il suo profeta

I primissimi mesi del 2020 hanno profondamente modificato il modo in cui lavoriamo e anche come vengono fatte diverse cose al mondo. Sebbene infatti l’uso diffuso di robotaxi e veicoli commerciali a guida autonoma non sia ancora divenuto realtà, la pandemia da Covid 19 ha fortemente accelerato l’adozione dell’intelligenza artificiale da parte di tutte le industrie. Sia che si tratti di tracciare picchi epidemiologici sia che si tratti di pagamenti contactless, l’impatto è stato pressoché immediato, e si è spalancata una finestra su ciò che verrà. Il gruppo di fondatori raccolti dalla seconda edizione della Forbes AI 50, che riunisce le più promettenti tra le società specializzate in intelligenza artificiale che hanno base gli Stati Uniti, stanno già immaginando come sarà il mondo del futuro. E tutti concordano nel riconoscere come il Covid 19 abbia definitivamente accelerato la diffusione dell’intelligenza artificiale. “Abbiamo assistito all’equivalente di due anni di trasformazione digitale compressi nell’arco di soli due mesi”, ha dichiarato a maggio a Forbes il ceo di Abnormal Security, Evan Reiser. E più saranno le attività di una società destinate a migrare online, maggiore sarà, secondo Reiser, il contributo dell’intelligenza artificiale ad analizzare il business, i dati disponibili e ad aumentarne l’efficienza. Con l’intelligenza artificiale destinata ad essere sempre più presente nelle nostre vite, il ceo di DeepMap, James Wu, si aspetta che sempre più persone abbandoneranno l’assunto per cui l’intelligenza artificiale sarebbe una minaccia per l’umanità. “L’opinione pubblica passerà dal sostenere la pericolosità dell’intelligenza artificiale ad affermarne il contributo per un mondo migliore”, dice. “L’intelligenza artificiale sarà sempre più associata al concetto di sicurezza, mentre la relazione umana a una situazione di potenziale pericolo”. Del resto, è ciò che è successo con le app di consegna del cibo. Grubhub, Uber Eats e DoorDash, tra le altre, offrono soluzioni di consegna contactless per minimizzare l’interazione tra persone. E le applicazioni del futuro, prevede Wu, includeranno in questa cerchia anche i robots che consegnano medicine o erogano prestazioni. E “con i veicoli autonomi”, osserva il ceo di Pony.ai, James Peng, “i trasporti non solo saranno più sicuri, ma anche totalmente contactless se necessario”. La sfida più pressante nell’healthcare è invece quella di trovare il vaccino al Covid-19. Ma, anche secondo la più ottimistica delle previsioni, ciò non avverrà prima di questo autunno. Senza dimenticare che, come osserva il ceo di twoXar, Andre A. Radin, il Covid-19 non è nemmeno una malattia così complessa, se è vero che basta un vaccino a contrastarla, cosa che non è possibile, per esempio, col cancro. Ciò non toglie che il processo per giungere al vaccino debba richiedere ancora del tempo. “Il ritardo a conseguire un vaccino è dovuto principalmente alle tempistiche di test e produzione che non alla sua effettiva scoperta”, puntualizza Radin. “L’intelligenza artificiale ha in sé il potenziale per contribuire in termini di efficienza ai test clinici, dalla selezione del paziente alla predizione di eventi avversi”. Il 50% circa della forza lavoro, inoltre, sta ancora lavorando da casa, secondo un’indagine condotta da un gruppo di ricercatori del Mit. Un trend che ha contribuito a determinare un radicale cambiamento nel nostro modo di percepire il lavoro remoto; ne è una conferma anche la decisione del ceo di Twitter, Jack Dorsey, di concedere ai suoi dipendenti la facoltà di lavorare da casa per sempre se lo desiderano. “Adesso che lavorare da remoto sta diventando la nuova normalità nella business community, le soluzioni di intelligenza artificiale che abilitano gli impiegati a lavorare autonomamente da casa, così come la possibilità di disporre di supporto tecnologico in tempo reale, si rivelano sempre più importanti strategicamente”, dice Bhavin Shah, ceo di Moveworks, puntando l’attenzione sulla possibilità di affiancare robot alle nostre vite di ogni giorno per i lavori del futuro”. Palmer Luckey, l’inventore di Oculus VR e fondatore di Anduril Industries, esce dal coro, predicendo che il Covid 19 non stravolgerà significativamente l’evoluzione dell’intelligenza artificiale. Ma ritiene che la pandemia possa espandere il ricorso all’intelligenza artificiale, sottolineando come “tante attività normalmente considerate come sicure possano non esserlo più in circostanze così particolari”. “Mi aspetto che in futuro aziende e governi si rendano sempre più conto di quanti e quale tipo di lavori potranno essere svolti dai sistemi autonomi”, dice. “Basta vedere cosa è successo in Iowa, che ha schierato la Guardia Nazionale per proteggere dal virus gli impianti di macellazione, e rendersi conto di persona di quanto il dibattito sia avanti su questo tema”. Secondo il ceo di UiPath, Daniel Dines, il coronavirus ha svelato quanto i benefit dell’automazione siano di interesse pubblico e quanto ne avremo comunque bisogno non appena la crisi sarà alle spalle. “In tutti gli ospedali ci saranno enormi arretrati causati dalla riprogrammazione di appuntamenti”, cita come esempio. “I cittadini che avranno bisogno di aiuto in tempi brevi potrebbero avere benefici significativi se il tema della automazione venisse posto in modo serio nell’agenda post crisi”. Stessa cosa potrebbe dirsi per la forza lavoro, spiega il chief product officer di Gong, Eilon Reshef, secondo cui sono diversi i lavori, dai commerciali agli avvocati, che potrebbero avvalersi di “assistenti virtuali specializzati” in un futuro non molto lontano. I dottori, per esempio, potrebbero affidare ai loro assistenti virtuali la lettura dei raggi x per concentrare le loro energie su aree di intervento a maggior interesse. Un cambiamento che potrebbe coinvolgere anche la gestione delle catene di approvvigionamento e la riduzione al minimo dei viaggi non necessari. Tutto grazie all’intelligenza artificiale, suggerisce Monish Dard, cto di Icertis. “Penso che siamo vicinissimi al picco in cui l’intelligenza artificiale diventerà rilevante in ogni aspetto della nostra vita”, conclude.

I “cobot” robot collaborativi che rendono meno gravosi i compiti di fatica o in contesti non salubri

Negli Usa ed in Cina il grosso dei finanziamenti per la robotica viene dal settore militare, in Europa ed in Giappone gli scopi della ricerca devono essere esplicitamente non bellici. Per parafrasare un celebre saggio di Robert Kagan, si potrebbe dire che i robot nippo-europei vengono da Venere e quelli sino-americani da Marte.

A volte il confine tra le applicazioni civili e militari è però sottile. Prendiamo il caso di Homayoon Kazerooni, diventato famoso nel mondo per gli esoscheletri che hanno permesso a chi ha gravi problemi di mobilità di rimettersi in piedi ed agli operai di sollevare pesi senza compromettere la schiena. Lo zaino intelligente che ha realizzato è già stato utilizzato dai marine americani nelle campagne del Pacifico per trasportare attrezzature molto pesanti e ingombranti. È uno zaino collegato a terminazioni nervose con una compensazione del peso per cui il soldato non sente i 40-50 kg di attrezzatura ma un peso apparente di 4 chilogrammi.

La difesa europea ricorre a robot ma per applicazioni di tipo civile. In seguito all’ultimo terremoto nel Centro Italia il Centro Piaggio ha fatto ispezioni negli edifici pericolanti utilizzando robot. L’esoscheletro sviluppato dalla Scuola superiore Sant'Anna di Pisa è rivolto a persone paraplegiche, colpite da malattie degenerative, oppure per chi fa percorsi di riabilitazione. La “Soft-Hand”, sviluppata dalla IIT e Scuola Sant’Anna, è una mano artificiale low cost, costa circa 4-5.000 euro, contro i prezzi che partono da 16mila per arrivare a 100mila euro.

I risvolti positivi sul fronte del lavoro, sono collegati soprattutto all'introduzione di “cobot”, robot collaborativi che rendono meno gravosi compiti di fatica o in contesti non salubri come le acciaierie.

L’Italia è all’avanguardia in diversi settori di ricerca e sviluppo in robotica. Basti pensare che, nell’ambito del Settimo Programma Quadro della Comunità Europea, il 16,5% dei finanziamenti a progetti di robotica è stato assegnato a istituzioni italiane, a fronte di uno share del 13% di finanziamento della ricerca comunitaria nei vari settori.

Ma allora perché questa paura generalizzata?

Dynamic Legged Systems porta avanti ricerche che riguardano aspetti di progettazione e controllo dei robot agili a più arti.

Siamo interessati allo sviluppo di sistemi robotici agili a più arti, principalmente quadrupedi, e stiamo studiando le modalità per aumentare la flessibilità e le prestazioni legate alle zampe. A parte lo sviluppo dei robot agili quadrupedi per se, stiamo dando particolare risalto alla necessità di avere nel robot un controllo preciso e solido delle singole articolazioni e del comportamento complessivo del robot.

Oltre al controllo accurato, a livello dell'articolazione, della forza idraulica/momento torcente, stiamo studiando nuovi approcci per creare e dotare l'apparato locomotore del robot di una selezione di diverse andature, che siano resistenti nei confronti di perturbazioni esterne e cambiamenti delle condizioni ambientali. Una parte significativa dell'impegno del nostro gruppo è dedicata alla regolazione della percezione dei robot quadrupedi. Questo aspetto diventa particolarmente importante quando i robot muovoni i primi passi fuori dagli ambienti controllati del laboratorio e nelle applicazioni della vita reale.

La nostra piattaforma di bandiera è rappresentata dal robot idraulico quadrupede HyQ. Dalla sua costruzione nel 2010, HyQ, ha dimostrato un vasto repertorio di movimenti che vanno dal salire le scale all'arrampicamento lungo fessure/canali, dalla corsa unidirezionale in terreni accidentati alla realizzazione di salti, dalla corsa veloce ai comportamenti reattivi.

Questa linea di ricerca si occupa di esaminare i meccanismi della cognizione sociale coinvolti nell’interazione dell’uomo con un robot umanoide (tipicamente utilizziamo iCub). Studiamo, per esempio, l’attenzione congiunta e l’assunzione di una prospettiva spaziale durante l’interazione. Utilizzando i metodi oggettivi della neuroscienza cognitiva (come l’EEG, la posizione dello sguardo, i tempi di reazione, ecc.) determiniamo come l’attività cerebrale cambia nell’interazione con iCub rispetto a quella con un altro essere umano.

Siamo interessati a quelle particolari condizioni sociali in cui l'uomo entra in sintonia con il robot, e quando questo dipenda dall'attribuzione di intenzionalità al robot. La nostra ricerca si prefigge di determinare - con una serie di Turing tests non verbali – le caratteristiche comportamentali del robot (e.g., sincronizzazione del movimento degli occhi, reazione verso importanti eventi ambientali che catturano e richiedono attenzione) che permettono di attribuirgli uno stato mentale.

I risultati di queste ricerche avranno ricadute su:

• Ricerca fondamentale nelle neuroscienze cognitive e sociali: cosa ci permette di attribuire intenzionalità agli altri;

• Robotica: linee guida su come progettare il comportamento di robot umanoidi per fare in modo che l’uomo entri in sintonia con essi;

• Applicazioni:progettazione di robot per l'assistenza medica, il supporto e la terapia per esempio per gli anziani.

La linea di ricerca “Cognizione sociale nell'interazione uomo-robot” permetterà la creazione di robot per l'assistenza, facili da accettare nel ruolo di partner interattivi e sociali.

Humanoid Sensing and Perception ha L’obiettivo di sviluppare robot umanoidi che siano progressivamente più autonomi e possano lavorare in ambienti non strutturati, operando in cooperazione ed interazione ravvicinata con l’uomo. A questo scopo il gruppo studia algoritmi e tecnologie che permettono ai robot di percepire l’ambiente e reagire in maniera appropriata agli stimoli sensoriali

I robot oggi sono ampiamente utilizzati nell’ambito dell’automazione industriale ma mancano ancora della capacità di adattarsi e percepire l’ambiente. Possono interagire con l’ambiente solo usando accurati modelli e non gli è permesso di interagire con gli umani. Programmare i robot è quindi costoso e necessita di tempo: il loro uso è limitato ad applicazioni e ambienti molto specifici e controllati. L’obiettivo della nostra ricerca è quello di sviluppare robot umanoidi che siano progressivamente più autonomi e possano lavorare in ambienti non strutturati, operando in cooperazione ed interazione ravvicinata con l’uomo.

A questo scopo il gruppo “Humanoid Sensing and Perception” studia algoritmi e tecnologie che permettono ai robot di percepire l’ambiente e reagire in maniera appropriata agli stimoli sensoriali. La nostra strategia è quella di sfruttare la capacità dei robot di imparare attraverso la guida umana o dall’interazione con l’ambiente integrando in maniera opportuna l’informazione resa disponibile dal sistema sensoriale del robot (quali propriocezione, vista, tatto e udito).

Le nostre attività si concentrano sulla percezione visiva e tattile, e lo sviluppo di strumenti per facilitare l’integrazione di componenti software real-time. I ricercatori del gruppo “Humanoid Sensing and Perception” utilizzano e contribuiscono allo sviluppo del sistema percettivo del robot iCub, mentre lo staff tecnico si occupa dello sviluppo dell’infrastruttura software.

Advanced Robotics svolge la ricerca in robotica avanzata con un approccio multidisciplinare ed innovativo, focalizzandosi sulla progettazione e sul controllo di umanoidi, e sullo sviluppo di nuove componenti  e tecnologie robotiche. L'attività di ricerca riguarda gli aspetti di robotica sia hardware che software, in particolare la progettazione/costruzione di parti meccaniche ed elettriche, lo sviluppo di sistemi sensori e attuatori, oltre alla programmazione, controllo, interfacce con umani.

Il Laboratorio HRI2 studia la modellazione ed analisi del comportamento fisico-interattivo umano così come la programmazione e controllo del robot.

Il manifestarsi precoce della disabilità visiva influisce in modo negativo sullo sviluppo psicomotorio, emotivo e sociale del bambino.

La nostra unità si pone lo scopo di identificare precocemente le problematiche spaziali, motorie e sociali che possono condizionare la vita di bambini e adulti con disabilità visiva e lo sviluppo di soluzioni innovative per prevenire ritardi nello sviluppo.

In particolare gli obbiettivi principali del gruppo sono:

•          Esplorare come l’integrazione tra i segnali sensoriali (per esempio visivi e uditivi) e motori nel cervello si sviluppano durante l’infanzia.

•          Investigare come l'assenza di una modalità sensoriale impatta sullo sviluppo degli altri segnali motori e sensoriali.

•          Identificare soluzioni (tecnologiche e procedure di riabilitazione) per migliorare la abilita senso-motorie necessarie all'orientamento e al movimento nello spazio, a comunicare, ad accedere alle informazioni quotidiane e a interagine all'interno del contesto sociale

•          Testare e validare nuovi dispositivi (ergonomici e di facile utilizzo) sviluppati consideranto gli aspetti clinici e le necessità del paziente nella vita di tutti i giorni.

•          Comprendere le funzioni del cervello e sviluppare modelli neuronali per implementare le funzioni sensoriali e cognitive in sistemi artificiali.

Noi pensiamo che un intervento precoce sia necessario nei bambini con disabilità visive affinché migliorino le loro capacità di locomozione, orientamento, comunicazione e mobilità, oltre alla capacità sociali.  L’utilizzo a partire dei primi anni di vita di nuovi strumenti di riabilitazione, fornirà chiari progressi scientifici e migliorerà drasticamente sia la qualità di vita delle persone con disabilità visiva sia  la loro inclusione sociale.

Gli scopi della linea di ricerca sono di superare le attuali limitazioni nella collaborazione lavorativa tra uomo e macchina, i quali spesso si trovano nello stesso luogo senza raggiungere una vera sinergia nelle attività che svolgono. Raggiungere una reale collaborazione uomo-macchina include svolgere azioni comuni per comprendere i punti forti e i difetti reciproci. Per ottenere questo, è importante che i robot abbiano capacità predittive e intuito simili a quelli umani, permettendo loro di adattarsi alle necessità, agli obiettivi e alle sensazioni umane.

Per raggiungere i nostri obiettivi, la nostra ricerca si focalizza sull'uomo, in particolare sull'indagine della nostra percezione, delle abilità di interazione e della capacità motorie. Questi studi permetto di rendere i robot uno strumento di misura unico per studiare in maniera sistematica le interazioni sociali, anche quelle tra uomo e uomo.

La ricerca è condotta grazie al supporto del finaziamento europeo wHiSPER (ERC Starting Grant - wHiSPER).

L'attuale ricerca si focalizza su due tematiche principali:

•          L'investigazione dei meccanismi che supportano la mutua comprensione tra uomo e uomo o tra uomo e robot. Il focus è l'identificazione dei segnali verbali e non verbali minimi necessari per instaurare una comunicazione intuitiva;

•          L'implementazione, sulla piattaforma robotica iCub, di modelli derivativi per la validazione di teorie e per stimolare una nuova generazione di tecnologie adattive, capaci di supportare e assistere utenti non esperti.

L’attività dell’Unità di Ricerca “Robotics, Brain and Cognitive Sciences” (RBCS), ruota attorno allo studio dell’interazione fra umani e robot a partire dallo studio dei sistemi percettivi, motori e cognitivi del cervello umano. Questo approccio si articola in tre tematiche di ricerca principali: i) robotica umanoide con focus sullo studio delle capacità cognitive; ii) studio del comportamento umano e dei protocolli di riabilitazione, con particolare interesse al legame tra azione e percezione; iii) studio dell’interazione e della comunicazione uomo-macchina con focus sulla cooperazione basata su comprensione reciproca delle azioni (intelligenza sociale). Il fattore comune è l’interesse per lo studio dell’apprendimento e dello sviluppo sensoriale motorio e cognitivo nei sistemi biologici e della loro trasposizione in sistemi artificiali (robotica dello sviluppo).

L'attività di ricerca si sviluppa intorno ad un insieme di valori. Il valore scientifico è generato dall’avanzamento della conoscenza di noi stessi ottenuto dallo studio delle abilità motorie, percettive e cognitive dell’uomo e attraverso lo sviluppo di modelli esplicativi di tali attività e sul loro utilizzo nella progettazione di robot umanoidi (embodiment). Il valore tecnologico è prodotto a partire dai risultati scientifici mediante lo sviluppo di nuovi strumenti e tecnologie in tre aree: i) Hardware e software per la robotica e l’intelligenza artificiale; ii) Strumenti per la valutazione quantitativa della performance sensoriale e motoria in persone con diverse abilità; iii) Strumenti e protocolli per la riabilitazione sensoriale e motoria. Il valore sociale è determinato dall’impiego delle tecnologie assistive e riabilitative, mirate a facilitare l’inclusione sociale e la qualità della vita in particolare dei componenti più deboli della nostra società.

Una rete di collaborazioni formalizzate e di laboratori condivisi con centri clinici valida questa catena del valore.

L’Unità di ricerca RBCS fa suo il concetto di interdisciplinarietà ospitando e promuovendo collaborazioni tra ricercatori con preparazioni molto diverse che condividono un interesse a produrre i suddetti valori scientifici, tecnologici e sociali.

La missione del Laboratorio di Visione, Geometria e Modellizzazione (VGM) è quella di fornire strumenti computazionali per la comprensione su larga scala dei dati

La missione del Laboratorio di Visione, Geometria e Modellizzazione (VGM) è quella di fornire strumenti computazionali per la comprensione su larga scala dei dati.

Il principale obiettivo del laboratorio è la ricerca e l’applicazione di metodi computazionali che contribuiscano al progresso delle conoscenze nell’ambito delle scienze della vita e dell’ingegneria. In particolare si realizzano modelli per quantità massive di dati che vengono estratti da immagini e video generati da sensori di ultima generazione (ad es. fotocamere ad alta risoluzione, microscopi in time-lapse, scanner 3D).

Il laboratorio si distingue per il suo forte approccio interdisciplinare. Oltre a combinare, differenti metodologie, dà supporto ad altre linee di ricerca di IIT, in particolare in Nanofisica, Neuroscienze e Robotica.

Il gruppo di ricerca sul tatto artificiale per biorobotica soft opera all’interno del Centro di Micro-BioRobotica (CMBR). Il nostro scopo è di ottenere significativi avanzamenti tecnologici per le prossime generazioni di dispositivi indossabili, di robot al servizio dell’uomo e interfacce uomo-macchina.

Per gli esseri viventi il senso del tatto è fondamentale per muoversi e interagire con l'ambiente. Tutti noi possediamo nei tessuti delle strutture naturali che ci permettono di interagire con ciò che ci circonda. Alla base di questa interazione vi è la capacità di rilevare e utilizzare le informazioni tattili. Il senso del tatto è fondamentale anche in robotica in quanto consente ai robot di immergersi nel mondo reale, scoprirlo e reagire agli stimoli esterni. I segnali provenienti dall'ambiente (che possono essere vari come la pressione, le forze provenienti da direzioni diverse, le vibrazioni, etc.) devono essere percepiti durante i loro movimenti di esplorazione o di manipolazione e presa di oggetti sconosciuti. Tutto ciò è particolarmente difficile da implementare nei soft robot, in quanto i materiali che costituiscono il corpo, al contrario di quanto avviene nei robot rigidi, si deformano durante il movimento e si adattano agli oggetti in contatto. Questo aggiunge una nuova dimensione alla problematica di riprodurre il senso del tatto su un robot. Nella progettazione, modellazione e analisi dei dati sperimentali è necessario, quindi, includere la meccanica dei corpi deformabili. I sistemi che tengono conto di questa nuova dimensione si definiscono di soft sensing meccanico (o mechanosensing).

L’unità di Cognizione, Movimento e Neuroscienze studia i meccanismi cognitivi e neuronali alla base della cognizione motoria. Per far questo, ci affidiamo a una varietà di metodi di ricerca, tra cui le tecniche di misurazione quantitativa del comportamento e le tecniche di neuroimaging.

Sulla base dell’assunto che gli stati mentali siano nascosti e quindi inaccessibili alla percezione, le tradizionali teorie della cognizione sociale si sono concentrate prevalentemente sul contributo di processi inferenziali di alto livello. Tuttavia, il modo in cui le persone si muovono e la maniera in cui interagiscono con l’ambiente, rivelano molto degli stati mentali delle persone. L’obbiettivo principale del nostro programma di ricerca è lo sviluppo di una nuova metodologia quantitativa per studiare la relazione tra il “mentale” e il “motorio”.

Attività

Al momento, siamo particolarmente interessati ai seguenti temi:

• L'efficacia della cinematica del movimento nel comunicare informazioni legate all’intenzione e l’uso attivo di queste informazioni da parte degli osservatori per comprendere e prevedere il comportamento degli altri;

• I meccanismi che supportano l’azione e la percezione nel contesto dell’interazione sociale;

• Il potenziale della cinematica del movimento per rivelare i processi decisionali;

• La relazione tra esecuzione dell’azione e percezione dell’azione negli individui con disturbi dello spettro autistico.

Combinando metodi avanzati di psicofisica e di neuroscienze (inclusi fMRI e TMS) con le tecnologie della cinematica, cerchiamo di colmare il divario conoscitivo tra movimenti (osservabili) e stati mentali (non osservabili), fornendo evidenze e applicazioni efficaci sul piano scientifico, tecnologico e clinico.

 

Esiste un crescente consenso, nella comunità scientifica e nelle aspettative della gente comune, che i robot della nuova generazione saranno macchine versatili e leggere, che si presteranno alla interazione fisica con le persone, entrando in diretto contatto e muovendosi e sostenendole efficientemente e in sicurezza. Queste macchine saranno capaci di aiutarci nel lavoro fisico e di assistere le persone deboli o con disabilità – per fare questo, i futuri robot dovranno essere soft, cioè leggeri, elastici e resistenti allo stesso tempo

PHRIENDS ha portato all’attenzione della comunità scientifica l’interazione fisica dei robot con l’uomo e ha introdotto misure oggettive della sicurezza dei robot; VIACTORS ha presentato i primi attuatori ad impedenza variabile (VIA) che replicano alcune delle straordinarie proprietà dei muscoli naturali.

Il progetto THE ha introdotto il concetto di intelligenza del corpo della mano, sfruttando il concetto di sinergie usato in neuroscienza per spiegare il controllo motorio umano per realizzare un approccio scientificamente rigoroso alla realizzazione di mani per robot. Mani robotiche antropomorfiche, semplici e robuste che il progetto ERC AG SOFTHANDS sta trasformando in una tecnologia per afferrare e manipolare con versatilità oggetti diversi e per interagire con le persone. Il progetto WEARHAP esplora i principi alla base della realizzazione di interfacce aptiche indossabili, mentre WALK-MAN sta estendendo la teoria e la tecnologia della robotica leggera ed elastica per estenderla alla locomozione su gambe e alla contemporanea manipolazione da parte di un robot umanoide. Il progetto SOFTPRO poi applica le nostre idee alla prostetica e alla riabilitazione degli arti superiori di disabili con amputazioni e a pazienti con danni da ischemia.

La linea di ricerca Bioinspired Soft Robotics, presso il centro di MicroBioRobotica@SSSA (CMBR) dell’Istituto Italiano di Tecnologia, punta a progettare e sviluppare nuove soluzioni robotiche e componenti avanzati prendendo ispirazione dalla Natura. I principali modelli biologici di interesse sono piante e animali (quali ad es., molluschi cefalopodi ed echinodermi). Attraverso l’osservazione delle caratteristiche morfologiche e funzionali dei modelli biologici, e lo studio dei loro materiali, delle capacità sensoriali, decisionali e comportamentali, l’obiettivo è quello di sviluppare nuovi robot più adatti a operare in ambienti reali, non strutturati, e al servizio dell’uomo, per il miglioramento della qualità della vita.

Gli ambiti d’utilizzo di queste tecnologie includono il monitoraggio ambientale e l’esplorazione del suolo alla ricerca di nutrienti, di acqua, ma anche di inquinanti - sia sulla Terra, sia su altri pianeti. Altre potenziali applicazioni riguardano il contesto medico e chirurgico, ad esempio: endoscopi flessibili di nuova generazione, in grado di dirigersi crescendo all’interno dei delicati organi umani, oppure tatuaggi elettronici temporanei capaci di monitorare parametri biometrici, o bio-interfacce intelligenti per l’ingegneria tissutale.

 

PAVIS si occupa dell’ elaborazione, analisi e comprensione di dati multidimensionali come segnali, immagini, video e dati di diversa natura (ad esempio, dati simbolici). L’interesse principale della ricerca è centrato sull’analisi del comportamento umano e animale , basandosi su modelli computazionali, con l’obiettivo di comprendere in modo automatico scene visuali. Tali tecniche permettono di studiare le funzioni cerebrali (e le malattie collegate) mediante l’elaborazione di dati di neuroimaging.

PAVIS ha una vasta esperienza nei seguenti ambiti: elaborazione di segnali ed immagini, visione artificiale e riconoscimento di pattern, apprendimento automatico e le relative applicazioni.

La ricerca si estende, inoltre, a tematiche correlate quali:  multimedia, biometria, fusione di dati multimodali e multi-sensoriali, reti di sensori e visione su architetture hardware dedicate (embedded).

Un hotel robotizzato

 https://youtu.be/kYxorMr0QUI