C'è un scena da incubo nel film di Guillermo del Toro del 2006 Labirinto di Pan in cui ci confrontiamo con una sinistra creatura umanoide chiamata l'Uomo Pallido. Senza occhi nella sua testa mostruosa e senza peli, l'Uomo Pallido, che assomiglia a un Voldemort senza occhi, vede con l'aiuto dei bulbi oculari incastonati nei palmi delle sue mani. Usando queste appendici oculari potenziate, che tiene davanti al suo viso senza occhi come occhiali, l'Uomo Pallido è in grado di visualizzare e muoversi attraverso ciò che lo circonda.
Contenuti
- Tutti e cinque i sensi
- Feedback sensoriale
- Il potere del tatto
Questo in una certa misura descrive il lavoro svolto dai ricercatori del Bristol Robotics Laboratory del Regno Unito, anche se senza l’intero terrificante aspetto del body horror. Solo che nel loro caso, il sostituto dell’Uomo Pallido non ha semplicemente un bulbo oculare nel palmo di ciascuna mano; ne ha uno su ogni dito.
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"Negli ultimi quattro o cinque anni, si è verificato un cambiamento nel campo del rilevamento tattile e della robotica [sotto forma di] un passaggio verso l'utilizzo di telecamere per sensori",
Le tendenze digitali sono state trattate per prime Il lavoro di Lepora nel 2017, descrivendo una prima versione del progetto del suo team come "costituito da una webcam montata su un Polpastrello morbido stampato in 3D che segue i perni interni, progettati per agire come i recettori tattili nell'uomo polpastrelli.
Da allora il lavoro è andato costantemente avanti. A tal fine, la squadra ha recentemente pubblicato una nuova ricerca rivelando gli ultimi passi del progetto: la creazione di una pelle tattile stampata in 3D che un giorno potrebbe dare mani protesiche o robot autonomi hanno un senso del tatto molto più in linea con quello umano in carne ed ossa mani.
La rete stampata in 3D è costituita da papille a forma di spillo che imitano la struttura dermica simile che si trova tra gli strati epidermici esterni e quelli dermici interni sulla pelle umana. Questi possono produrre segnali nervosi artificiali che, una volta misurati, assomigliano alle registrazioni dei neuroni reali che consentono ai meccanorecettori del corpo di identificare la forma e la pressione di oggetti o superfici quando toccato.
“Quando abbiamo confrontato i segnali provenienti dalle nostre dita artificiali con i dati reali, abbiamo trovato a corrispondenza molto simile tra i due set di dati, con lo stesso tipo di colline e valli [trovate su entrambi]”, Lepora spiegato.
Il team potrebbe combinare queste informazioni sui recettori della pelle stampati in 3D con i dati presi da minuscole fotocamere integrate speranze, essere la chiave per sbloccare un sogno a lungo termine nell’intelligenza artificiale e nella robotica: un senso artificiale di tocco.
Tutti e cinque i sensi
Anche se non tutti i ricercatori sarebbero necessariamente d’accordo, forse lo scopo fondamentale più ampio dell’intelligenza artificiale è quello di replicarsi l'intelligenza umana (o, almeno, la capacità di svolgere tutti i compiti di cui gli esseri umani sono capaci) all'interno di a computer. Ciò significa trovare modi per ricreare i cinque sensi – vista, udito, olfatto, gusto e tatto – in forma di software. Solo allora i potenziali test di Intelligenza Generale Artificiale, come quello proposto “Prova del caffè” (un robot veramente intelligente dovrebbe essere in grado di entrare in una casa e procurarsi gli ingredienti e i componenti necessari per preparare una tazza di caffè).
Ad oggi, è stata fatta molta attenzione e progresso per quanto riguarda il riconoscimento di immagini e audio. Meno attenzione, ma comunque certa, è stata dedicata all'olfatto e al gusto. I sensori intelligenti dotati di intelligenza artificiale possono identificare centinaia di odori diversi in un database attraverso lo sviluppo di un "naso digitale.” Degustatori digitaliOggetto di indagine sono anche, in grado di dare misure oggettive per quanto riguarda il sapore. Ma il tatto rimane stranamente fuori portata.
Il tocco umano è estremamente sfumato.
“Siamo più consapevoli di aree come la visione”, ha affermato Lepora, spiegando perché l’attenzione dei ricercatori è stata spesso rivolta altrove. “Per questo motivo gli attribuiamo maggiore importanza in termini di ciò che facciamo ogni giorno. Ma quando si tratta di tatto, la maggior parte delle volte non siamo nemmeno consapevoli di usarlo. E certamente non che sia così importante quanto lo è. Tuttavia, se togliessi il senso del tatto, le tue mani sarebbero totalmente inutili. Non potevi farci niente."
Questo non vuol dire che i robot abbiano evitato di interagire con gli oggetti del mondo reale. Per più di mezzo secolo, nelle catene di montaggio delle fabbriche sono stati impiegati robot industriali con assi di movimento limitati e azioni semplici come afferrare e ruotare. Nei centri logistici di Amazon, i robot svolgono un ruolo cruciale nel garantire che il processo di consegna in un giorno sia reso possibile. Grazie all'acquisizione nel 2012 della società di robotica Kiva, i magazzini di Amazon presentano eserciti di robot squadrati simili a grandi Roomba che si spostano sugli scaffali dei prodotti, portandoli ai “raccoglitori” umani per selezionare gli articoli giusti da.
Tuttavia, sebbene entrambi questi processi riducano notevolmente il tempo necessario agli esseri umani per completare questi compiti senza assistenza, questi robot svolgono solo funzionalità limitate, lasciando agli esseri umani il compito di svolgere gran parte della precisione lavoro.
C’è una buona ragione per questo: sebbene l’abilità nel maneggio sia qualcosa che la maggior parte degli esseri umani dà per scontata, è qualcosa che è straordinariamente difficile per le macchine. Il tocco umano è estremamente sfumato. La pelle ha una struttura meccanica altamente complessa, con migliaia di terminazioni nervose solo sulla punta delle dita, che consentono una sensibilità ad altissima risoluzione ai dettagli più fini e alla pressione. Con le nostre mani possiamo sentire vibrazioni, calore, forma, attrito e consistenza, fino alle imperfezioni submillimetriche o addirittura micron. (Per una visione semplice e a bassa risoluzione di quanto sia difficile la vita con capacità tattili limitate, guarda come riesci a superare agevolmente un solo giorno indossando guanti spessi. È probabile che li strapperai molto prima di metà mattinata!)
Feedback sensoriale
"Ciò che dà agli esseri umani flessibilità e destrezza è il feedback sensoriale che riceviamo", ha detto Lepora. “Mentre svolgiamo un compito, riceviamo feedback sensoriali dall’ambiente. Per quanto riguarda la destrezza, quando usiamo le mani, il feedback sensoriale dominante è il senso del tatto. Ci fornisce contenuti, sensazioni e informazioni ad alta risoluzione e ad alto contenuto informativo sul nostro ambiente per guidare le nostre azioni.
Risolvere questo problema richiederà progressi sia nell’hardware che nel software: pinze robotiche più flessibili e abili con capacità superiori di riconoscere ciò che stanno toccando e comportarsi di conseguenza. Componenti più piccoli ed economici aiuteranno. Ad esempio, gli approcci ai robot di presa che utilizzano telecamere per percepire il mondo risalgono almeno agli anni ’70, con progetti come quello dell’Università di Edimburgo. il pionieristico robot Freddy. Tuttavia, è solo di recente che le fotocamere sono diventate abbastanza piccole da poter essere inserite in un componente hardware delle dimensioni di un polpastrello umano. "Cinque anni fa, la fotocamera più piccola che si potesse acquistare aveva un diametro di circa un paio di centimetri", ha detto Lepora. "Ora puoi acquistare fotocamere che misurano [solo un paio di] millimetri."
C’è ancora molto lavoro da fare prima che innovazioni come il rilevamento della punta morbida delle dita possano essere incorporate nei robot per fornire loro capacità di rilevamento tattile. Ma quando ciò accadrà, sarà un punto di svolta – sia per la costruzione di robot in grado di eseguire un numero maggiore di attività end-to-end sul posto di lavoro (si pensi a un magazzino Amazon completamente automatizzato) o addirittura svolgere lavori “high-touch” come esibirsi ruoli di accudimento.
Man mano che i robot si integrano sempre più con la vita come la conosciamo, la capacità di interagire in sicurezza con chi li circonda diventerà più importante. Dal 1979, quando un operaio del Michigan di nome Robert Williams divenne la prima persona nella storia uccisa da un robot, i robot sono stati spesso separati dagli esseri umani come precauzione di sicurezza. Dando loro la possibilità di toccarsi in sicurezza, potremmo iniziare ad abbattere questa barriera.
Il potere del tatto
Esistono prove che suggeriscono che, così facendo, i robot potrebbero aumentare la loro accettazione da parte degli esseri umani. Le creature viventi, sia umane che non, si toccano come mezzo di comunicazione sociale – e, no, non solo in modo sessuale. I cuccioli di scimmia privati del contatto tattile con la figura materna possono diventare stressati e malnutriti. Negli esseri umani, una pacca sulla spalla ci fa sentire bene. Il solletico ci fa ridere. Un breve contatto corpo a corpo da parte di un bibliotecario può portare a recensioni più favorevoli di una biblioteca e simili “semplici” i tocchi possono farci dare una mancia maggiore in un ristorante, spendere più soldi in un ristorante o valutare di più chi "tocca". attraente.
Uno studio sull’argomento, un articolo del 2009 intitolato “La pelle come organo sociale”, osserva che: “In generale, la ricerca sulle neuroscienze sociali tende a concentrarsi sui canali visivi e uditivi come percorsi per l’informazione sociale. Tuttavia, poiché la pelle è il luogo di eventi e processi cruciali per il modo in cui pensiamo, sentiamo e interagiamo gli uni con gli altri, il tatto può mediare percezioni sociali in vari modi”. Il tocco di un robot susciterà in noi sentimenti positivi, facendoci sentire più affettuosi verso le macchine o altro rassicurante? È del tutto possibile.
Man mano che le interazioni tra robot diventeranno più comuni, il tatto diventerà probabilmente un aspetto importante della loro accettazione sociale.
Uno studio su 56 persone che hanno interagito con un'infermiera robotica hanno riscontrato che i partecipanti hanno riportato un risultato generalmente favorevole risposta soggettiva al tocco avviato dal robot, sia che si trattasse di pulire la pelle o di fornire comfort. Un altro pezzo di ricerca più recente, intitolato “Il potere persuasivo del tocco robotico”, ha esplorato anche questo argomento.
"[Ricerche precedenti hanno dimostrato] che le persone trattano i computer educatamente, un comportamento che a prima vista sembra irragionevole nei confronti dei computer," Laura Kunold, professore assistente presso la facoltà di Psicologia nella progettazione centrata sull'uomo dei sistemi socio-digitali presso l'Università tedesca della Ruhr a Bochum, ha dichiarato a Digital Trends. “Poiché i robot hanno corpi fisici, mi sono chiesto se gli effetti positivi come gli stati emotivi positivi o la compliance, che sono noti dal contatto interpersonale, ricerca, potrebbero anche essere suscitati dal tocco di un robot. Ha osservato: “Gli esseri umani – gli studenti del nostro lavoro – sono generalmente aperti ai gesti tattili non funzionali da a robot. Nel complesso si sono divertiti e hanno descritto il gesto come piacevole e non offensivo”.
Man mano che le interazioni tra robot diventeranno più comuni, il tatto diventerà probabilmente un aspetto importante della loro accettazione sociale. Come scrive George Elliot (non, va detto, specificatamente a proposito dei robot) in Middlemarch, "chi misurerà la sottigliezza di quei tocchi che trasmettono la qualità dell'anima oltre che del corpo?"
I robot stanno diventando sempre più capaci. Diversi anni fa, il Massachusetts Institute of Technology costruì un robot morbido abbastanza delicato da poterlo fare catturare e poi rilasciare un pesce vivo mentre nuota in una vasca. I robot per la raccolta di frutta e verdura possono anche identificare e quindi raccogliere prodotti delicati come i pomodori senza ridurli in passata. Si spera che presto diventeranno abbastanza affidabili da fare la stessa cosa con le mani dell’uomo.
Grazie al lavoro come quello svolto dai ricercatori del Bristol Robotics Laboratory, si stanno avvicinando sempre di più.
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