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iCub, il bimbo robot

i2M Factory - 5 maggio 2015

iCub è un robot bambino, alto poco più di un metro, nato una decina di anni fa da un team di ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova

iCub è un umanoide completo: ha mani di metallo, muscoli ad azionamento elettrico, due telecamere come occhi, due microfoni come orecchie, uno speaker al posto della bocca. Può comunicare con le espressioni del volto, è dotato di pelle artificiale. Come un bimbo ha attraversato le fasi dell’infanzia, dal gattonare all’imparare a stare in equilibrio, in piedi, come gli umani. Ancora non cammina benissimo, e di correre proprio non se ne parla.
iCub è un progetto a lungo termine, un ambizioso obiettivo scientifico: lo scopo è quello di simulare un bambino di pochi anni di vita, stimato intorno ai 3/4 anni, per scoprire qualcosa di più su come siamo fatti e su come funziona il nostro cervello.

iCub nasce, quindi, per una applicazione principalmente neuroscientifica, ma con lo scorrere del tempo i possibili usi si moltiplicano agli occhi degli scienziati.

Il nome iCub:

Sono due le principali radici riscontrate nel nome del piccolo robottino elettronico, iCub.
La “i” iniziale ricorda, ed è infatti ripresa, da I, robot (“Io, robot”), racconti di fantascienza di Isaac Asimov. La parola “cub” invece viene ripresa dal cucciolo (mancub) descritto da Rudyard Kipling nel suo Libro della Giungla. Giorgio Metta e Giulio Sandini sono i padri del progetto, i “genitori” del piccolo robot.

Caratteristiche tecniche iCub:

La mano è la componente principale del robottino. Secondo alcune teorie, infatti, la capacità conoscitiva dell’uomo è dipesa particolarmente dalle funzioni cognitive insite nelle mani: un modo per scoprire e conoscere il mondo attraverso il tatto e l’esperienza che il robottino riproduce.
iCub è dotato anche di una pelle particolare, appositamente studiata, che ricopre gli arti e il torso, costituita, ad oggi, da 5 mila sensori di tipo capacitivo, simili a quelli dei touch screen di smartphone e tablet, per intenderci. La combinazione tra capacità motorie, sensoriali e computazionali rende questo robot una piattaforma ideale per lo studio dell’ essere umano, spinta principale dietro la sua ideazione e nascita.
Il cervello di iCub è costituito da 6 potenti computer a 4 e a 8 processori che, con un cavo, sono collegati alla testa del robot. All’interno della testa si trovano solo i chip necessari al controllo della macchina.

iCub per lo studio dell’uomo:

iCub, secondo molti esperti e scienziati, è già in grado di fare molte cose che fa un bambino: per esempio, dopo aver “imparato” a gattonare nel 2010, si tiene in equilibrio e sa camminare, seppur lentamente. È in grado di “capire” semplici comandi vocali e riprodurre espressioni di gioia, disappunto, sorpresa, verso i suoi interlocutori. Non si tratta di vere emozioni, sono espressioni facciali simulate, rese possibili attraverso l’uso di luci riprodotte sul “viso”, che aiutano a migliorare l’interazione con l’uomo. iCub sa anche parlare, vedere, riconoscere e afferrare gli oggetti.  E, cosa più importante, sarebbe in grado si imparare dagli errori commessi. Gli ideatori sostengono che, se iCub prova ad afferrare qualcosa per la prima volta e non riesce nella sua impresa, si corregge e impara anche a dosare la forza in modo opportuno per le volte successive. Insomma, sbaglia, e impara dai suoi stessi errori.
La sua “mente” è suddivisa in moduli, che si occupano di compiti specifici: c’è un modulo per riconoscere gli oggetti, uno per estrarre l’informazione tattile, uno per la simulazione delle espressioni facciali e così via.
Le varie componenti sensoriali sono integrate tra loro: perché iCub “capisca” che cos’è l’ oggetto che ha di fronte lo deve toccare, ha bisogno che qualcuno gli mostri come si afferra e come si usa, in modo tale da integrare i dati esperienziali con quelli della scansione visiva. In questo modo può archiviare tutto, una sorta di insieme di dati che creano un ricordo, un precedente, che consenta ad iCub di sapere sempre cosa sia quell’oggetto e come si usi.

Anno dopo anno, i ricercatori migliorano le prestazioni dei sensori e dei circuiti di iCub: per fare un esempio, fino a poco tempo fa, gli occhi del robot erano costituiti da “semplici” telecamere, oggi sono sensori ottici più avanzati, detti “neuromorfi” perché ispirati all’occhio umano.

Il progetto iCub nel mondo:

Nel 2004, prima ancora che nascesse l’IIT, l’idea è diventata un progetto europeo, che si è poi concretizzata nel corso degli anni, creando vari gruppi di ricerca. Ogni gruppo che partecipa all’iniziativa può modificare iCub secondo le proprie esigenze, ma deve condividerne i risultati con gli altri. A Genova esistono 3 esemplari di Icub, più i 25 fratellini sparsi nel mondo.
Il fatto di basare i differenti studi sullo stesso corpo meccanico permette di condividere più facilmente i risultati e quindi di progredire più velocemente nella ricerca.

Prospettive future per iCub:

Gli scienziati di Genova sono convinti che un giorno i loro umanoidi potranno entrare nelle case delle persone, contando anche sul fatto che il prezzo di produzione può diminuire sensibilmente grazie alla produzione di massa. Si sta studiando la possibilità, per esempio, che i robot siano utilizzati per l’assistenza agli anziani: potrebbero controllare lo stato di salute, l’assunzione di medicine e fornire assistenza. Non mancano altre possibili applicazioni: sono attive in tal senso collaborazioni tra l’IIT e alcune strutture ospedaliere. In campo medico, infatti, gli studi sul movimento degli arti del robot si possono applicare in vari settori, per esempio alla riabilitazione. Non bisogna infine dimenticare il progetto originale: iCub è principalmente usato come modello per le neuroscienze.

Fonte: www.openmag.it