Il controllo condiviso consente a un robot di utilizzare due mani che lavorano insieme per completare le attività

Il controllo condiviso consente a un robot di utilizzare due mani che lavorano insieme per completare le attività
Sci. Robot. 4, eaaw0955 (2019 )” width=”” height=””>
Diagramma che illustra il progetto sperimentale per la manipolazione bimanuale del robot. Un “vocabolario di azione manuale per i robot” è stato sviluppato da un’analisi approfondita dei movimenti bimanuali della mano e del braccio umani (pannello superiore etichettato “studio ormativo?). Un robot programmato con una rete neurale e un vocabolario di azione bimanuale è stato collegato a un volontario che ha tentato di controllare il robot per completare diversi compiti bimanuali. Il robot ha catturato le pose umane e ha dedotto il movimento corretto tirando fuori dal suo vocabolario bimanuale. Credito: Rakita et al., Sci. Robot. 4, eaaw0955 (2019)

Un team di ricercatori dell’Università del Wisconsin e del Naval Research Laboratory ha progettato e costruito un sistema robotico che consente la manipolazione bimanuale del robot attraverso il controllo condiviso. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza Robotica, il gruppo spiega le idee alla base del loro lavoro e quanto bene hanno lavorato nella pratica.

Come notano i ricercatori, l’uso di due mani che lavorano insieme per completare un compito è molto complicato: non comporta molto più di due mani individuali che lavorano indipendentemente sullo stesso compito allo stesso tempo. Quando una persona apre un barattolo, ad esempio, il cervello deve fungere da mediatore, dirigendo l’azione mentre riceve e invia segnali a entrambe le mani. Compiti così semplici sono così complicati che i robot non sono in grado di eseguirli: ecco perché praticamente tutti i robot funzionano con una sola mano. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno fatto un piccolo passo nella direzione di insegnare ai robot come usare due mani per completare un compito.

I ricercatori osservano che molte applicazioni semi-robotiche consentono ai robot di svolgere un ruolo di potenziamento, piuttosto che fare qualcosa da soli. Un esempio è un chirurgo che dirige una mano robotica usando la propria mano. Ma notano anche che il semplice mimetismo non funzionerebbe per i sistemi robotici aumentati a due mani: tali movimenti sono troppo complessi. La soluzione, hanno scoperto, era combinare l’imitazione con una rete di apprendimento profondo. Il risultato è stata una tecnica che ha consentito a un robot di svolgere compiti bimanuali condividendo il controllo con un essere umano.

Un video narrato che spiega i principali concetti, metodi, risultati e implicazioni di questo studio. Credito: Rakita et al., Sci. Robot. 4, eaaw0955 (2019)

Il lavoro è iniziato equipaggiando un robot con due braccia e due mani. Hanno aggiunto hardware per consentire ai bracci del robot di comunicare con una rete di apprendimento profondo e sensori posizionati su un essere umano. A un robot è stato detto quale compito sarebbe stato tentato, quindi l’umano lo ha eseguito. Mentre l’umano lo faceva, il robot ha fatto del suo meglio per imitare l’azione allo stesso tempo. Ripetere la procedura molte volte ha permesso al robot di conoscere i tanti piccoli compiti che erano coinvolti nello svolgimento del compito principale, il che ha portato ad una sua intuizione.

Nel corso del tempo, quando un robot ha lavorato insieme a un essere umano, ha aggiunto i propri comandi per ottenere un risultato migliore. Il robot non è progredito al punto da svolgere il compito da solo, invece, ha imparato a fungere da assistente aumentato più pienamente capace. I ricercatori osservano che un tale robot potrebbe eventualmente fungere da assistente per le persone parzialmente disabili. Inoltre, sembrerebbe che la Marina possa utilizzare un tale robot per operazioni subacquee a distanza.


Leave a Reply