14 novembre 2011

Il robot capace di apprendere

In questo post voglio parlare di robotica e intelligenza artificiale. In particolare di un robot che possiede la peculiare capacità umana di imparare dall'esperienza per affrontare situazioni nuove.

L'idea di un robot capace di apprendere da solo il modo di svolgere dei compiti per i quali non è stato programmato usando oggetti mai visti prima è un idea da tempo protagonista della fantascienza che, solo oggi, grazie al lavoro di ricercatori come Osamu Hasegawa, professore associato presso l'istituto di tecnologia di Tokyo, sta diventando realtà.

L'aspetto veramente innovativo della macchina creata dal professor Hasegawa è la sua intelligenza artificiale, basata sulla tecnologia delle "reti neurali incrementali auto-organizzanti" o SOINN ("Self-Organizing Incremental Neural Network") che si ispira al funzionamento del cervello umano.

Le reti neurali usate dai ricercatori dell'istituto di tecnologia di Tokyo sono un particolare tipo di reti neurali artificiali. Con questo termine si intendono genericamente tutti i modelli matematici che imitano le caratteristiche di elaborazione dell'informazione delle reti neurali biologiche di cui è costituito il nostro cervello.
Grazie a questa tecnologia il robot esamina l'ambiente attorno a sé, integrando tutti i dati sensoriali raccolti con le sue conoscenze pregresse e organizzandole in un quadro coerente grazie al quale è poi in grado di dedurre in che modo portare a termine gli ordini che gli vengono impartiti.

Se necessario l'algoritmo SOINN è in grado di svolgere autonomamente ricerche su internet per reperire le informazioni, ad esempio il nome di un oggetto, che gli mancano per capire come portare a termine una determinata azione. In futuro potrebbe anche essere in grado di condividere l'esperienza di altri robot già in grado di eseguire un determinato compito. Operando in questo modo inoltre, con il tempo, la macchina diventa poco alla volta sempre più capace ed intelligente. Inoltre, come gli esseri umani, il sistema SOINN è in grado di filtrare il "rumore", cioè le informazioni insignificanti che potrebbero confondere altri robot.

La macchina è in grado di "riconoscimento invariante". Questo è uno dei meccanismi più fondamentali con cui opera il cervello umano; noi siamo così "abili" nel riconoscimento invariante che non siamo nemmeno consapevoli di usarlo continuamente. Il riconoscimento invariante è ad esempio quel processo che ci permette di identificare uno stesso oggetto sotto diversi angoli o illuminato in modi differenti nonostante esso appaia, di volta in volta, molto diverso da prima.

Un robot con tutte queste capacità quando sarà pronto per essere commercializzato potrebbe dimostrarsi di inestimabile utilità come aiuto in casa o nella vita di tutti i giorni. Ad esempio, proprio come in un film di fantascienza, si potrebbe domandare ad un robot "portami la salsa di soia sul tavolo di cucina" e questo potrebbe cercare su internet cosa sia la salsa di soia par poterla identificare una volta arrivato in cucina.

Ma bisogna essere cauti con un robot capace di apprendere ricorda il professore: "un coltello da cucina è un oggetto utile ma può anche diventare un arma", "la tecnologia sta avanzando ad una velocità enorme; è necessario che la società discuta di come, e quando, queste tecnologie dovrebbero essere usate finché esse sono ancora nella loro fase embrionale"

Nel video, in inglese, si vede all'opera il robot sul quale è implementato l'algoritmo SOINN; questo è senza gambe perché la ricerca del professor Hasegawa si concentra sulle capacità di "ragionamento" e manipolazione degli oggetti per le quali la capacità di locomozione non è strettamente necessaria. Tuttavia la locomozione dei robot è un campo di ricerca molto attivo e in futuro la tecnologia SOINN sarà sicuramente applicata anche a robot in grado di spostarsi.



Crossposted da SF - Scienza di Frontiera

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