La mano robotica impara da sola a manipolare gli oggetti grazie all’Intelligenza Artificiale

BionicSoftHand è una mano robotica realizzata da un'azienda tedesca. E' realizzata in materiali morbidi per agevolare la presa sugli oggetti, ed è manovrata da un'Intelligenza Artificiale che "impara da sola" a compiere i movimenti corretti. Potrebbe essere impiegata degli spazi di lavoro collaborativi delle fabbriche di domani.

La robotica ha fatto passi da gigante negli ultimi anni, ma resta un grosso limite: i robot non sono ancora in grado di capire come afferrare un oggetto semplicemente guardandolo, come fanno le persone. Una novità al riguardo arriva da Festo, azienda tedesca che si occupa di robotica. I suoi ricercatori hanno sviluppato BionicSoftHand, una mano robotica flessibile che sfrutta l’Intelligenza Artificiale per capire come manipolare un oggetto con le dita.

L’aspetto di grande interesse di questo progetto è l’impiego di tecnologie di autoapprendimento che permettono alla mano di “imparare” da sola a svolgere i compiti che le vengono assegnati. La strada che hanno seguito i ricercatori infatti è quella del cosiddetto “apprendimento per rinforzo” (reinforcement learning). L’input che le viene dato è l’obiettivo da raggiungere, che può essere imitare un’azione o afferrare un oggetto. L’arto bionico procede per tentativi, commettendo anche diversi errori. Per ogni tentativo riceve un feedback positivo o negativo, fino a quando non riesce a svolgere con successo il compito che gli è stato assegnato.

Uno degli esperimenti è consistito nel far ruotare un dodecaedro tra le dita senza lasciarlo cadere, in modo che alla fine fosse rivolto verso l’alto il lato di un determinato colore. Oltre all’Intelligenza Artificiale è stata importante nel raggiungimento dell’obiettivo anche la parte meccanica. La “vista” della mano robotica è affidata a telecamere 3D e sensori di profondità che hanno creato una copia virtuale dell’oggetto. Inoltre, il rivestimento esterno della mano è un tessuto 3D morbido lavorato a maglia, quindi consente una presa migliore sugli oggetti, un po’ come le mani umane. A corredo ci sono poi sensori tattili e un circuito flessibile.

Appositi dispositivi all’interno muovono le articolazioni riempiendole e svuotandole dall’aria, dozzine di valvole piezoelettriche all’altezza del polso controllano tutti i movimenti. Per questa lunga serie di motivi BionicSoftHand ha 12 gradi di libertà, che gli permettono di manipolare oggetti con destrezza.

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L’Intelligenza Artificiale, che è il cervello di questo arto bionico, una volta ricevuto l’input esegue rapidamente una miriade di simulazioni che le permettono di capire qual è il movimento corretto da fare. Una volta individuato diventa una conoscenza acquisita: non verranno più ripetuti gli stessi errori.

La tecnica di apprendimento automatico consentirà a questa mano bionica di migliorare le sue prestazioni nel tempo. L’idea del produttore di impiegarla negli spazi di lavoro collaborativi delle fabbriche di domani. Potrebbe tornare utile nell’assemblaggio di prodotti, dato che può afferrare gli oggetti con diversi gradi di forza, o come supporto agli operatori umani in qualità di “terza mano”.