Arrivano le prime gambe robotiche che imparano a camminare da sole

Che l’attitudine primordiale di uno scienziato sia quella di partire dall’osservazione di fenomeni naturali per formulare degli interrogativi che portino a nuove scoperte, è un fatto risaputo. Ma chi penserebbe a delle gambe robotiche che “imparano a camminare da sole” guardando una giraffa appena nata? È proprio quello che è successo ad un gruppo di  scienziati  dell’Università della California del Sud.

Ispirandosi alla straordinaria capacità del mammifero artiodattilo di imparare a camminare in maniera autonoma in pochi minuti dopo la nascita, il team di ricercatori della USC Viterbi School of Engineering ha creato in laboratorio degli arti che, guidati dall’intelligenza artificiale, apprendono i movimenti necessari alla deambulazione dopo soli cinque minuti di tentativi. Le speciali gambe robotiche sono anche in grado di capire autonomamente come eseguire dei nuovi compiti, senza essere esplicitamente programmate per metterli in atto. Un vero traguardo dell’intelligenza artificiale che apre una finestra sulla grande varietà dei possibili utilizzi futuri: realizzazione di esoscheletri, protesi responsive e robot in grado di interagire con l’ambiente, anche in circostanze particolari, quali operazioni di soccorso ed esplorazione spaziale.

L’autore senior della ricerca, recentemente pubblicata sulla rivista specializzata Nature Machine Intelligence, è Francisco Valero-Cuevas, professore di Ingegneria Biomedica presso la USC, il quale chiarisce l’obiettivo dello studio:

“Oggigiorno occorre un  addestramento di mesi o addirittura anni affinché un robot sia in grado di interagire con l’ambiente circostante. L’obiettivo che vogliamo raggiungere è quello di emulare l’apprendimento rapido e gli adattamenti osservati in natura”

In effetti, imitando tali meccanismi di apprendimento naturali, gli scienziati dell’USC sono riusciti a realizzare delle gambe artificiali, dotate di tendini simili a quelli degli animali, che proprio come dei cuccioli appena nati, imparano a camminare attraverso una serie di tentativi casuali. Marjaninejad, un dottorando nel Dipartimento di Ingegneria Biomedica presso la USC, che ha partecipato allo studio, spiega a questo proposito:

“Questi movimenti casuali della gamba consentono al robot di costruire una mappa interna del proprio arto e delle sue interazioni con l’ambiente”.

Ciò permetterà ai robot di imparare dall’esperienza e di eseguire compiti anche senza una specifica precedente programmazione, limite dei robot attuali il cui campo d’azione è circoscritto e limitato alle operazioni per le quali sono programmati. Attraverso questo processo di scoperta del proprio corpo e dell’ambiente, le gambe del robot progettate nel laboratorio della USC usano la loro esperienza unica per sviluppare un modello di andatura adatta ad una determinata circostanza, producendo quindi un movimento personalizzato. Un incredibile passo avanti nel campo dell’intelligenza artificiale: la realizzazione di un sistema smart in grado di agire in modo diverso in base alle esigenze e di adattarsi velocemente all’ambiente circostante. Un’intelligenza artificiale che emula quella naturale e che rivela in anteprima quello che sarà il futuro della robotica: una robotica che si evolve e si auto-perfeziona imparando dagli errori, proprio come un essere umano.