Un robot robusto per gli anziani

Per più di un decennio, i robotisti hanno lavorato su sistemi per gli anziani, sperando di estendere la quantità di tempo che gli anziani possono vivere a casa e migliorare la loro qualità di vita. Ora i ricercatori del MIT hanno costruito un robot umanoide con uno speciale sistema di tracciamento del movimento e attuatori a molla che lo rendono meglio attrezzato per affrontare le faccende domestiche. Il robot, chiamato Domo, può ridimensionare un oggetto scuotendolo nella sua mano e poi riporlo in un armadio.

Mano amica: Domo il robot è progettato per assistere gli anziani con compiti di base, come riporre la spesa. Domo può capire le dimensioni approssimative di un oggetto tenendolo in mano e scuotendolo.

La demografia sta cambiando, in particolare in Giappone, Europa e Stati Uniti, afferma Aaron Edsinger, ricercatore capo del progetto Domo e studente post-dottorato presso il laboratorio di informatica e intelligenza artificiale del MIT. Ci sono molte persone che stanno invecchiando e non molti giovani che si prendono cura di loro.

Ma sviluppare un robot multiuso per gli anziani non è stato facile perché l'ambiente domestico è così imprevedibile. I robot industriali, ampiamente utilizzati nella produzione, lavorano con parti di forme e dimensioni standard. Il cibo, invece, no. Quindi un compito semplice come mettere via la spesa può diventare piuttosto complicato.

Domo tiene conto di questa variabilità. Invece di preprogrammare il robot in modo che sappia solo come trattare lattine e scatole di determinate dimensioni, Edsinger fa dimensionare a Domo ogni articolo, uno alla volta, prima di decidere come conservarlo.

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• Visualizza una presentazione del robot Domo.

Il processo di scaffalature inizia quando un essere umano mette un oggetto in una delle mani del robot. Il robot determina quindi le dimensioni dell'oggetto in base alla presa e all'analisi video. Innanzitutto, il robot muove l'oggetto nella sua mano mentre le videocamere nella testa del robot registrano il movimento. Il robot sa quanta forza ha applicato con il movimento, quindi sa quanto dovrebbe muoversi l'oggetto che sta tenendo. Utilizzando uno speciale software di acquisizione del movimento, Domo trova l'oggetto nel video che si muove come previsto e presume che sia l'oggetto nella sua mano.

Ora che il robot ha identificato l'oggetto da riporre, Domo deve determinarne la forma e le dimensioni. Se si tratta di un piccolo oggetto che sta nella mano del robot, può determinare le dimensioni dell'oggetto in base alla sua presa. Per oggetti lunghi, il robot deve eseguire più analisi video.

Sapendo che la punta di un oggetto lungo si muoverà più velocemente del resto, il software isola la parte dell'oggetto che si muove più velocemente e lo considera il punto più lontano dalla mano del robot. Una volta che il robot conosce le dimensioni dell'oggetto, può determinare il modo migliore per posizionarlo nell'armadio. Se è un pacco di spaghetti, lo metterà su un lato invece di cercare di tenerlo in piedi, dice Edsinger.

Questo potrebbe sembrare un compito banale, ma è in gran parte dovuto al fatto che gli umani tendono a sottovalutare la complessità delle loro attività quotidiane. Identificare e posizionare gli oggetti richiede molti processi diversi. Il bello di Domo è che è un sistema molto integrato e può gestire più processi contemporaneamente. Ecco perché Domo sa gestire l'imprevisto; lo stesso algoritmo che funziona per una bottiglia d'acqua funzionerà per una scatola di spaghetti.

Domo può anche eseguire attività di inserimento di base, come mettere un cucchiaio in una ciotola, e aiutare a riordinare la casa portando in giro una scatola in cui l'essere umano può mettere il disordine. Posso dargli una scatola di qualsiasi dimensione, e può tenerla tra le sue due mani, rintracciarmi e tenere la scatola nelle vicinanze, dice Edsinger.

Domo, che è stato creato per scopi di ricerca, probabilmente non arriverà mai sugli scaffali dei negozi o nella cucina di nessuno. Ma la ricerca che va in Domo sarà probabilmente utilizzata da altri robotisti nella loro ricerca per creare il robot domestico ideale. Ad esempio, la capacità di un robot di trovare la punta di un oggetto è estremamente utile per gli scienziati che sviluppano robot in grado di funzionare con gli strumenti domestici.

Illah Nourbakhsh , professore di robotica alla Carnegie Mellon University, è rimasto colpito dalle speciali molle incorporate negli attuatori Domo. Queste molle, note come attuatori elastici in serie, si trovano in 22 dei 29 giunti del robot. Gli attuatori consentono al robot di sapere quanta forza viene applicata da un oggetto esterno e agiscono come ammortizzatori se il robot colpisce qualcosa. Rendendo il sistema tollerante agli urti, è più sicuro sia per il robot che per l'uomo. In un impianto di assemblaggio di automobili, i robot sono dotati di sensori in modo che le persone non possano mai avvicinarsi a loro, afferma Nourbakhsh. Ma con un robot per l'assistenza domiciliare, la situazione è molto diversa: si vuole che l'uomo e il robot possano lavorare a stretto contatto.

Tuttavia, se una macchina umanoide rimane la migliore soluzione robotica per l'assistenza agli anziani rimane controversa. Sebastian Thrun , direttore del laboratorio di intelligenza artificiale di Stanford, si chiede se sia necessario che il robot assomigli a un essere umano. È un grande progetto, ma passando a una forma umanoide, il problema diventa più difficile di quanto dovrebbe essere, dice Thurn. Ad esempio, un braccio robotico montato su un armadio potrebbe essere una soluzione più semplice al problema della drogheria.

Nourbakhsh è d'accordo. Il problema è [che] realizzare un robot generico con una forma umana è estremamente costoso, dice. Se l'umanoide è mobile, anche i requisiti di alimentazione diventano un problema. Nourbakhsh afferma che le batterie esistenti non funzionano abbastanza a lungo per gestire i lavori domestici di routine. Dice di immaginare un futuro sistema di assistenza agli anziani in cui i robot sono incorporati in elettrodomestici standard, come stufe e frigoriferi, in modo che scompaiano nel mondo che ti circonda.

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