Il Robot Impara a Capire Se Stesso Senza Aiuto Umano

Gli ingegneri della Columbia University School of Engineering and Applied Science hanno creato il primo robot che può imparare un modello del suo intero corpo da zero, tutto senza aiuto umano.

Lo studio è stato pubblicato su Science Robotics.

Insegnare al Robot

I ricercatori hanno mostrato come il robot possa creare un modello cinematico di se stesso e utilizzare un modello di sé per pianificare il movimento, raggiungere gli obiettivi e evitare ostacoli in una vasta gamma di situazioni. Potrebbe anche riconoscere e compensare automaticamente i danni al suo corpo.

Un braccio robotico è stato posizionato all’interno di un cerchio di cinque telecamere di streaming, e il robot si è guardato attraverso le telecamere mentre si muoveva liberamente. Si è mosso e ha cambiato forma per imparare esattamente come il suo corpo si muoveva in risposta a diversi comandi motori, e dopo tre ore, ha finalmente smesso. La rete neurale profonda interna del robot ha poi finito di imparare la relazione tra l’azione del motore del robot e il volume occupato nel suo ambiente.

Hod Lipson è professore di ingegneria meccanica e direttore del Creative Machines Lab di Columbia.

“Eravamo realmente curiosi di vedere come il robot si immaginava se stesso”, ha detto Lipson. “Ma non puoi semplicemente dare un’occhiata dentro una rete neurale, è una scatola nera”.

I ricercatori hanno lavorato su diverse tecniche di visualizzazione prima che l’immagine di sé del robot emergesse gradualmente.

“Era una sorta di nuvola tremolante che sembrava avvolgere il corpo tridimensionale del robot”, ha continuato Lipson. “Mentre il robot si muoveva, la nuvola tremolante seguiva dolcemente il suo movimento”.

Il modello di sé del robot era preciso al circa 1% del suo spazio di lavoro.

Potenziali Applicazioni e Miglioramenti

Abilitando i robot a modellare se stessi senza aiuto umano, gli esperti possono raggiungere una vasta gamma di miglioramenti. Ad esempio, risparmia lavoro e consente al robot di monitorare il suo stesso logorio, rilevando e compensando eventuali danni. Gli autori affermano che questa capacità aiuterà i sistemi autonomi a essere più autosufficienti. Un esempio che forniscono è quello di un robot di fabbrica, che potrebbe utilizzare questa capacità per rilevare che qualcosa non si muove correttamente prima di chiedere assistenza.

Boyuan Chen è l’autore principale dello studio. Ha guidato il lavoro e ora è professore assistente alla Duke University.

“Noi esseri umani abbiamo chiaramente una nozione di sé”, ha detto Chen. “Chiudi gli occhi e prova a immaginare come il tuo corpo si muoverebbe se dovessi eseguire un’azione, come allungare le braccia in avanti o fare un passo indietro. Da qualche parte nel nostro cervello abbiamo una nozione di sé, un modello di sé che ci informa quale volume dei nostri dintorni occupiamo e come quel volume cambia mentre ci muoviamo”.

Lipson ha lavorato per anni per trovare nuovi modi per dare ai robot una forma di autoconsapevolezza.

“La modellazione di sé è una forma primitiva di autoconsapevolezza”, ha spiegato. “Se un robot, un animale o un essere umano ha un modello di sé preciso, può funzionare meglio nel mondo, può prendere decisioni migliori e ha un vantaggio evolutivo”.

I ricercatori hanno riconosciuto i vari limiti e rischi coinvolti nel concedere ai robot l’autonomia attraverso l’autoconsapevolezza, e Lipson si assicura di dire che il tipo specifico di autoconsapevolezza in questo studio è “banale rispetto a quella degli esseri umani, ma devi iniziare da qualche parte. Dobbiamo andare lentamente e con attenzione, in modo da poter raccogliere i benefici mentre minimizziamo i rischi”.