Un algoritmo che può aiutare i robot ad allontanarsi dalle ferite

Robot come il Mars Rover possono operare da soli in ambienti difficili e una nuova ricerca mostra che potrebbero diventare ancora più autosufficienti escogitando modi per adattarsi e continuare a muoversi dopo un infortunio.

In meno di un minuto questo semplice robot ha capito come compensare un giunto rotto e completare il suo compito.

L'opera è oggetto di uno studio, pubblicato oggi in Natura , da ricercatori dell'Università Pierre e Marie Curie in Francia e dell'Università del Wyoming. L'idea è che se i robot intraprenderanno lavori pericolosi e difficili, dovranno far fronte a parti rotte e lesioni mentre sono fuori dalla portata di una squadra di riparazione umana.

Ad esempio, se un robot viene inviato in missione di ricerca e soccorso in seguito a un terremoto, potrebbe dover far fronte a un danno imprevisto a una delle sue gambe durante il rilevamento di un edificio crollato.

La sfida principale era creare qualcosa che impari, ma impara in pochi minuti, afferma il coautore Jean-Baptiste Mouret, ora ricercatore presso il consorzio francese per l'innovazione Inria. In un video che accompagna il documento, i ricercatori mostrano un robot simile a un ragno che subisce una ferita a una delle sue sei gambe. La creatura inizia a provare nuovi modi di muoversi e in circa 40 secondi riacquista il 96 percento della sua velocità, assomigliando meno a un giocattolo rotto e più a un animale ferito che striscia via.

In un altro esempio, i ricercatori hanno danneggiato uno dei motori su un braccio meccanico. In meno di un minuto il semplice robot ha capito come compensare l'articolazione rotta e posizionare correttamente una pallina all'interno di una lattina.

Il coautore Antoine Cully, uno studente di dottorato alla PMCU, osserva che i robot imparano con un algoritmo evolutivo. Ciò significa che eseguirà ripetuti passaggi di prova ed errore, basandosi su un elenco creato prima di essere distribuito che descrive in dettaglio le cose che può fare e quanto è prezioso ciascuno di essi, per determinare un nuovo modo di aggirare. È come una versione semplificata di ciò che fanno gli esseri umani: se ti distendi una caviglia, usi la memoria e la sperimentazione per capire come zoppicare nel modo più efficiente e meno doloroso.

Nonostante abbia le articolazioni del braccio bloccate in varie posizioni, questo robot è in grado di escogitare nuovi modi per mettere le palline in una tazza.

La maggior parte dei robot non dispone di tali piani di emergenza, poiché in genere sono programmati per muoversi secondo schemi specifici. Se sono danneggiati, potrebbero aver bisogno di imparare un nuovo metodo di locomozione per mantenere la loro funzionalità. Nello studio, dice Mouret, i robot non capivano cosa c'era di sbagliato in loro; i ricercatori non hanno cercato di anticipare nulla sul danno che avrebbero subito.

Ovviamente i robot, come le automobili, possono avere sensori che segnalano problemi specifici. Ma i sensori non risolveranno il problema e Mouret afferma che l'obiettivo era quello di apprendere senza sensori (sebbene il robot a sei gambe abbia utilizzato un Kinect per dargli una comprensione di base di quando era in posizione verticale ed equilibrata). Mouret sottolinea inoltre che i sensori possono essere sbagliati o, forse, non del tutto corretti. Quindi la teoria dei ricercatori, per ora, è che è meglio servire un robot per capire il modo migliore per muoversi attraverso la sperimentazione piuttosto che i dati dei sensori.

Vogliamo incorporare questa conoscenza, ma dobbiamo stare attenti, dice Mouret.

Non è ancora chiaro quanto possa essere danneggiato un robot e recuperare comunque un po' di movimento, e gli esempi dei ricercatori sono ancora lontani da scenari del mondo reale come combattere incendi o salvare persone. Mouret afferma che presto testeranno questi algoritmi di apprendimento al di fuori del laboratorio su robot più grandi.

E mentre guardare il robot a sei zampe capire un nuovo metodo di movimento porta inevitabilmente a visioni del Terminator e dei robot malvagi, Mouret afferma che i ricercatori hanno tutto il tempo per creare adeguate salvaguardie per impedire ai robot di implementare comportamenti che potrebbero danneggiare le persone.

Quasi tutti gli animali sono costruiti per adattarsi a una piccola ferita, dice. Ciò non significa che vogliano conquistare il mondo.

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