Progetto Skills: La nuova frontiera dell'intelligenza artificiale

Robot che imparano i segreti dell'uomo. È questa la nuova frontiera dell'intelligenza artificiale sviluppata nell'ambito del progetto europeo Skills coordinato dal professor Massimo Bergamasco, fondatore del laboratorio Percro della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa. Cinque anni di lavoro, 15 partner internazionali - tra cui TECHNION - Israel Institute of Technology, CEA - Commisariat a L'Energie Atomique et Alternatif e DLR - German Aereospace Centre - e un convegno finale a Montpellier in Francia il 15-16 dicembre 2011. «L'obiettivo generale di Skills - spiega Carlo Alberto Avizzano, attuale direttore del Percro - è di catturare in ambiente virtuale quell'indefinibile "quid" che rende ogni gesto unico e a volte anche eccezionalmente talentuoso in modo da poterlo riprodurre e insegnare ad altri uomini o robot». Ma attenzione: non si tratta della "semplice ripetizione meccanica" di una azione. Gli Skills robot imparano dagli uomini e riproducono i gesti adattandoli alla situazione ambientale grazie a una complessa modellizzazione matematica che passa "a raggi X" qualsiasi gesto umano.

Le applicazione di questa tecnologia sono vastissime, basti pensare al misterioso tocco di un artista o a quello esperto di un chirurgo colti nella loro"essenza" matematica. «Immaginiamo un chirurgo di eccezionale bravura - continua Avizzano - quello che noi ad esempio studiamo è come muove le dita, cogliamo la meccanica segreta di quel movimento (di cui probabilmente neppure lui è consapevole) in modo che il robot possa riprodurla in qualsiasi situazione, perché ogni operazione chirurgica è diversa dall'altra». E se per paradosso si potesse catturare la pennellata di Leonardo da Vinci il risultato non sarebbe un robot che ridipinge la Gioconda, ma un robot che dipinge qualsiasi soggetto alla maniera di Leonardo, "come se fosse Leonardo". «Tutto questo entro dieci anni - spiega Avizzano - aprirà la strada al "robot sociale", capace di interpretare cose come la delicatezza e più in generale la semantica di un gesto e la relazione con l'ambiente». Intanto per tradurre in pratica gli esiti del progetto Skills, il laboratorio Percro ha sviluppato tre dimostratori che saranno presentati alla conferenza di Montpellier. Si tratta di ambienti virtuali e robotici che spaziano dalla "giocoleria", al canottaggio, alla riabilitazione.

Nel caso dellagiocoleria si è partiti dallo studio dei movimenti reali di alcuni campioni "umani" di questa specialità che per essere analizzati hanno dovuto indossare una speciale tuta dotata di sensori. Ciò che rende paradigmatica la giocoleria è che il movimento sembra essere sempre lo stesso (roteare ad esempio tre palline), ma in realtà non è mai lo stesso. Il risultato è che chiunque (o meglio l'avatar di chiunque) può cimentarsi con successo in questo gioco di abilità perché il sistema virtuale decodifica il modo in cui ogni singolo individuo si muove facendogli prendere al volo le palline.

Per quanto riguarda lo sport c'è poi "Sprint", un sistema di addestramento per il canottaggio. In collaborazione con la Società canottieri di Pontedera, i ricercatori del Percro sono partiti dai movimenti degli atleti veri, dal "gesto atletico perfetto" di campioni di questa disciplina. Una volta immagazzinati i dati, il sistema (costituito da una piattaforma con carrello e remi immersa in un ambiente virtuale) può allenare qualsiasi atleta fornendo stimoli visivi, uditivi e vibrotattili per correggerlo e aiutarlo.

Il terzo dimostratore si applica invece al campo della medicina. Si tratta di un riabilitatore neurologico degli arti superiori per pazienti colpiti da ictus presso l'unità di neuroriabilitazione dell'Azienda ospedaliero-universitaria di Pisa. Il dispositivo (un esoscheletro robotico da indossare in un ambiente virtuale) aiuta nel riapprendimento dei gesti facendo leva sulla volontarietà e sull'intensità delle azioni. Si possono, ad esempio, prendere degli oggetti virtuali, comporre puzzle o anche "srotolare dei quadri" per ricomporre l'immagine dei dipinti in modo che i pazienti eseguano correttamente il movimento circolare del braccio.