Un sistema artificiale sviluppato dai ricercatori dell’Università di Uppsala potrebbe permettere ai robot di percepire il tatto con la stessa rapidità degli esseri umani. Questo sistema, ispirato dalla neuroscienza, utilizza impulsi elettrici per processare le informazioni tattili dinamiche nello stesso modo del sistema nervoso umano.

Componenti del sistema tattile artificiale

Il sistema ha tre componenti principali:

1. Pelle Elettronica (e-skin): Dotata di sensori che possono rilevare la pressione al tatto.
2. Neuroni Artificiali: Convertono i segnali tattili analogici in impulsi elettrici.
3. Processore: Elabora i segnali e identifica l’oggetto.

I test hanno coinvolto 22 oggetti diversi per la presa e 16 superfici diverse per il tocco.

Applicazioni e prospettive future

• Protesi: Una mano protesica con questa tecnologia potrebbe sentirsi come parte del corpo del portatore.
• Interazioni Umano-Robot: Le interazioni diventerebbero più sicure e naturali grazie al feedback tattile.
• Monitoraggio Medico: Potrebbe essere utilizzata per monitorare disfunzioni motorie causate da malattie come il Parkinson e l’Alzheimer, o per aiutare i pazienti a recuperare funzionalità perse dopo un ictus.

Obiettivi futuri

I ricercatori stanno anche esplorando la possibilità di sviluppare il sistema in modo che possa percepire dolore e calore, nonché distinguere i materiali, ad esempio legno o metallo. Un altro obiettivo è produrre pelle artificiale per un intero robot, con un numero sufficiente di recettori per permettere una destrezza simile a quella della mano umana.

Finanziamenti e collaborazioni

La ricerca è stata finanziata dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea, il Consiglio delle Ricerche Svedese, la Fondazione Svedese per la Ricerca Strategica, il programma di ricerca eSSENCE (Svezia), AI4Research (Università di Uppsala), la Fondazione Margaretha af Ugglas e l’infrastruttura nazionale per il supercalcolo in Svezia presso UPPMAX.

Un team di ricercatori della Delft University of Technology ha sviluppato un drone che vola autonomamente utilizzando l’elaborazione delle immagini neuromorfica e il controllo basato sul funzionamento dei cervelli animali. I cervelli animali usano meno dati ed energia rispetto alle attuali reti neurali profonde che funzionano su GPU. I processori neuromorfici sono quindi molto adatti per piccoli droni poiché non necessitano di hardware e batterie pesanti. I risultati sono straordinari: durante il volo, la rete neurale profonda del drone elabora i dati fino a 64 volte più velocemente e consuma tre volte meno energia rispetto a una GPU.

Apprendimento dai cervelli animali: reti neurali a Spike

L’intelligenza artificiale può fornire ai robot autonomi l’intelligenza necessaria per le applicazioni nel mondo reale. Tuttavia, l’attuale AI si basa su reti neurali profonde che richiedono una notevole potenza di calcolo. I processori per eseguire le reti neurali profonde (GPU) consumano molta energia, un problema per piccoli robot come i droni volanti che possono trasportare risorse limitate.

I cervelli animali elaborano le informazioni in modo diverso dalle reti neurali su GPU. I neuroni biologici elaborano le informazioni in modo asincrono, comunicando principalmente tramite impulsi elettrici chiamati spike. L’invio di tali spike consuma energia, quindi il cervello minimizza gli spike, portando a un’elaborazione sparsa. I processori neuromorfici permettono di eseguire reti neurali a spike, risultando molto più veloci ed efficienti dal punto di vista energetico.

Prima Visione e controllo neuromorfici di un Drone Volante

In un articolo pubblicato su Science Robotics, i ricercatori dimostrano per la prima volta un drone che utilizza la visione e il controllo neuromorfici per il volo autonomo. Hanno sviluppato una rete neurale a spike che elabora i segnali da una fotocamera neuromorfica e fornisce comandi di controllo per determinare la posizione e la spinta del drone. La rete è stata implementata su un processore neuromorfico, il chip di ricerca neuromorfico Loihi di Intel, a bordo di un drone.

Con la sua visione e controllo neuromorfici, il drone può volare a diverse velocità in condizioni di luce variabili, da scure a luminose. Può persino volare con luci tremolanti, che fanno inviare alla fotocamera neuromorfica un gran numero di segnali non correlati al movimento.

Applicazioni future dell’AI Neuromorfica per Piccoli Robot

“L’AI neuromorfica permetterà a tutti i robot autonomi di essere più intelligenti,” afferma Guido de Croon, professore di droni bio-ispirati. “Ma è un fattore abilitante assoluto per piccoli robot autonomi.” All’Università di Tecnologia di Delft, i ricercatori lavorano su piccoli droni autonomi utilizzabili per applicazioni che vanno dal monitoraggio delle colture nelle serre al controllo delle scorte nei magazzini. I vantaggi dei piccoli droni includono sicurezza, capacità di navigare in ambienti stretti e costi ridotti, permettendo di essere dispiegati in sciami. La realizzazione di queste applicazioni dipenderà dall’ulteriore miniaturizzazione dell’hardware neuromorfico e dall’espansione delle capacità verso compiti più complessi come la navigazione.

Uno studio innovativo dell’Università dello Stato dell’Ohio esplora la fiducia nei confronti dei robot attraverso un’interazione particolare tra felini e tecnologia. Questa ricerca, condotta in collaborazione con artisti di Blast Theory, ha esaminato come i gatti reagiscono e interagiscono con un braccio robotico in un ambiente controllato, fornendo intuizioni sulla fiducia interspecie nei confronti delle macchine.

Dettagli dello Studio

L’esperimento, chiamato Cat Royale, si è svolto in un ambiente appositamente progettato dove tre gatti e un braccio robotico hanno convissuto per sei ore al giorno in un periodo di dodici giorni. L’installazione, parte di un progetto artistico, ha vinto un Webby Award per la sua esperienza creativa. L’obiettivo era osservare e analizzare come i gatti interagiscono con il robot e quale ambiente facilita una coesistenza armoniosa.

Caratteristiche dell’installazione

Il robot era programmato per eseguire attività come trascinare un giocattolo a forma di topo, sollevare un “uccello” di piume e offrire premi alimentari. Un’intelligenza artificiale è stata addestrata per personalizzare l’esperienza basandosi sulle preferenze di gioco individuate per ciascun gatto. Il design dell’ambiente includeva spazi sicuri da cui i gatti potevano osservare o avvicinarsi al robot, oltre a decorazioni che aiutavano il robot a riconoscere i gatti in avvicinamento.

Implicazioni della Ricerca

Questo studio non solo mette in luce l’importanza di considerare il design dell’ambiente in cui i robot operano, ma evidenzia anche la necessità di coinvolgimento umano per la manutenzione e il benessere degli animali. Le conclusioni suggeriscono che la fiducia nei robot può essere costruita attraverso interazioni positive e un ambiente ben progettato, aspetti fondamentali per il futuro della robotica in contesti multispecie.

La ricerca dimostra che la progettazione di mondi multispecie per robot, gatti e umani richiede un’approfondita considerazione di molti elementi, tra cui il benessere degli animali, il design dell’ambiente e le interazioni tecnologiche. Questi risultati possono influenzare il modo in cui i robot vengono integrati in ambienti domestici e altre aree della vita quotidiana, promuovendo una coesistenza armoniosa tra umani, animali e macchine. Scopri come uno studio innovativo ha utilizzato gatti e un braccio robotico per esplorare la fiducia interspecie nei robot, offrendo intuizioni sul design dei robot e sull’interazione in ambienti multispecie. Questo studio rappresenta un passo importante nella comprensione della dinamica di fiducia tra umani e robot, offrendo spunti fondamentali per i futuri sviluppi in questo campo emergente.