La robotica domestica non è più materia di fantascienza. Oggi, sempre più case si stanno trasformando in ambienti dotati di robot casalinghi, destinati a svolgere le più svariate attività: dalla pulizia alla cucina, all’assistenza agli anziani. Ma dove ci troviamo realmente nel panorama della robotica domestica? E quali sono le prospettive future?
In questo scenario, l’intelligenza artificiale gioca un ruolo chiave, permettendo ai robot di apprendere e adattarsi alle esigenze degli utenti. Tra i protagonisti del settore spiccano progetti come Mobile ALOHA dell’Università di Stanford e OK-Robot, un sistema di addestramento a basso costo.
Il viaggio nella robotica domestica è appena iniziato e promette di condurci verso un futuro in cui l’interazione con i robot sarà parte integrante della nostra quotidianità.
Robotica domestica: un viaggio alla scoperta dei robot casalinghi
Ma facciamo un passo indietro, per capire attraverso quali sviluppi siamo arrivati fin qui.
La robotica è stata determinante per lo sviluppo industriale e per passare dalle linee di montaggio manuali a linee completamente automatizzate con la necessità di una supervisione umana. Sin dagli anni ’70 del secolo scorso, a più livelli e con più profondità, si sono visti manipolatori e bracci robotici entrare nelle aziende ed eseguire operazioni semplici per un essere umano, ripetitive e magari anche in aree pericolose. Negli anni le operazioni compiute dai robot sono diventate sempre più complesse, e con esse i costi sono lievitati. Inoltre, i robot avevano, e ancora hanno, forti limitazioni perché mancano della precisione, della coordinazione e della comprensione dell’ambiente circostante che gli esseri umani possiedono naturalmente.
Robot domestici: dove siamo oggi?
Il costo, la complessità dei sistemi e le limitazioni citate hanno fatto si che i pochi robot a servizio delle nostre case e a supporto della nostra vita familiare fossero una versione evoluta dei primi elettrodomestici: robot aspirapolvere per i pavimenti, robot da cucina per impastare e cucinare, piccole automazioni quali apricancelli e simili.
Negli ultimi 10 anni sono comparsi i primi robot a basso costo per uso consumer, perlopiù dedicati all’accoglienza, ovvero carrelli mobili su ruote dalle sembianze umane con bracci mobili, di altezza circa 1 metro ed in grado di eseguire in maniera ripetitiva routine di accoglienza, per esempio, alle fiere, agli hotel e di spostarsi e dare informazioni o ricevere comandi vocali o attraverso uno schermo touch. Con ciò imitando le funzioni, quindi il tipo di impiego, ma soprattutto il prezzo che andava da poche migliaia di euro a qualche decina. In ogni caso non poco per non avere alcuna funzione di manipolazione e coordinazione.
Mobile ALOHA: il robot casalingo dell’Università di Stanford
Con l’avanzare dell’Intelligenza Artificiale le cose stanno cambiando radicalmente soprattutto a livello sperimentale.
Infatti, alla Stanford University con soli 32.000 dollari, i ricercatori sono riusciti a costruire il robot Mobile ALOHA che si muove su ruote ed è in grado di cucinare un pasto cantonese di tre portate con supervisione umana. Successivamente hanno addestrato Mobile ALOHA a svolgere autonomamente compiti individuali come cucinare gamberetti, pulire le macchie e chiamare un ascensore. Infine, gli hanno insegnato sette diversi compiti che richiedono una varietà di abilità di mobilità e destrezza, come sciacquare una padella o dare a qualcuno il cinque.
Per noi essere umani queste operazioni sono semplicissime e quotidiane, così come lo è muoversi in un ambiente domestico pieno di oggetti per noi uguali o simili, ma per un robot tutti diversi tra loro e tutti diversi da casa in casa anche se trattasi della stessa cosa (ad esempio una lampada, un telecomando, una calcolatrice, ma anche le posate e tutto ciò che abbiamo in casa).
Il gruppo di ricerca è riuscito anche in tempi brevi a istruire Mobile ALOHA grazie all’uso dell’intelligenza artificiale, e a tenere i costi del progetto scegliendo parti di robot standardizzate e hardware stampato in 3D.
Secondo il professor Chelsea Finn, “il segreto è stato far seguire al robot le dimostrazioni dei compiti da svolgere anche con diversi modi per svolgerli, così come altre dimostrazioni eseguite dall’uomo per diversi tipi di compiti che non hanno nulla a che fare con la cottura dei gamberetti, come strappare un tovagliolo di carta o un nastro raccolto da un precedente robot ALOHA senza ruote. Questo approccio di co-formazione, in cui vengono combinati dati nuovi e vecchi, ha aiutato Mobile ALOHA ad apprendere nuovi lavori in tempi relativamente brevi, rispetto al consueto approccio di formazione dei sistemi di intelligenza artificiale su migliaia se non milioni di esempi. Da questi vecchi dati, il robot è stato in grado di apprendere nuove abilità che non avevano nulla a che fare con il compito da svolgere”.
OK-Robot: il sistema di addestramento per robot a basso costo
Un altro esperimento è stato eseguito da ricercatori della New York University e Meta che hanno testato il robot Stretch liberamente disponibile sul mercato, facendolo muovere in dieci stanze diverse per compiere attività e gesti naturali per gli esseri umani come ordinare gli indumenti quando sono disposti in mucchio, ad esempio, prima di caricarli in lavatrice o per piegarli.
Questa volta i ricercatori hanno ideato un nuovo sistema chiamato OK-Robot che potrebbe addestrare i robot a raccogliere e spostare oggetti in ambienti mai incontrati prima. Si tratta di un approccio che potrebbe essere in grado di colmare il divario tra i modelli di intelligenza artificiale in rapido miglioramento e le effettive capacità dei robot, poiché non richiede alcuna formazione aggiuntiva costosa e complessa.
Anche con Ok-Robot e Stretch si è fatto largo uso di Intelligenza Artificiale, questa volta puntando più a creare un sistema di addestramento per robot a basso costo con l’uso di software Open Source e l’addestramento in case reali con risultanti molto incoraggianti: infatti in 20 minuti si è riuscit ad insegnare un semplice compito domestico, ad esempio spostare degli oggetti da un posto all’altro all’interno di una stanza o tra le stanze.
In sostanza, con questo progetto, i ricercatori hanno voluto dimostrare che si possono realizzare robot domestici a basso costo con modelli standardizzati e che è piuttosto impressionante farli funzionare.
Intelligenza Artificiale e robotica: un connubio vincente
Questi due progetti sono la dimostrazione tangibile che il progresso avuto dall’Intelligenza Artificiale fino ad oggi è ben oltre l’immaginazione anche della comunità scientifica, questo perché permette all’industria della robotica di superare in pochi anni le sfide che affronta da sempre, permette di essere molto più simile ad un essere umano nelle azioni e nei movimenti giocando a schema libero in ambienti mai visti prima, un sogno anche per i robot più sofisticati.
Il futuro della robotica domestica: previsioni e prospettive
In realtà questi due esperimenti sono la dimostrazione di come l’Intelligenza Artificiale a breve rivoluzionerà tutta la nostra società in tutti i settori ad una velocità elevatissima ma anche con dei costi via via decrescenti fino ad arrivare nelle nostre case sotto forma di robot tuttofare. L’utilizzo di componenti standard, di sistemi open source, e l’avvio di un sistema di addestramento rapido per i robot, ma mi vien da dire per tutte le macchine, spostano l’asticella sui limiti del fattibile molto in alto ma al contempo riducono il tempo (e il costo) per arrivare a tali risultati. In parallelo stanno arrivando anche i primi Quantum Computer sul mercato accessibili da centri di ricerca o aziende, e questo può solo ulteriormente accelerare questo processo di sviluppo.
Per seguire questa evoluzione sarà necessario che anche le persone facciano un cambiamento culturale rapido andando a mettere in discussione principi antichi, ad esempio nel caso dei robot domestici dobbiamo credere che essi possano veramente esistere ed esserci utili per vedere gli investimenti in questo settore moltiplicarsi. Più in generale dovremmo anche credere che questo avanzare di sistemi sia fondato sugli stessi principi etici che finora hanno guidato le scelte sociali, tanto negli ambienti domestici, quanto in quelli sociali e industriali.
La vera rincorsa è tutta qui.
