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Spot: il robot dog che rivoluzionerà le missioni di ricerca e soccorso

L’utilizzo di robodog durante le operazioni di “search and rescue” può davvero rappresentare la nuova frontiera delle missioni di soccorso? Due giovani ricercatrici di ingegneria robotica all’Università degli studi di Genova, ne stanno addestrando un esemplare in modo che possa agire autonomamente durante le missioni di salvataggio.

L’utilizzo di robot dog durante le operazioni di “search and rescue” può davvero rappresentare la nuova frontiera delle missioni di soccorso? Due giovani ricercatrici di ingegneria robotica all’Università degli Studi di Genova, ne stanno addestrando un esemplare in modo che possa agire autonomamente durante le missioni di salvataggio.

Progettato da Boston Dynamics, azienda leader nel settore dell’ingegneria robotica, Spot è un robot quadrupede dotato di una mobilità senza precedenti e può esplorare con agilità territori impervi e superare i molteplici ostacoli che si potrebbero presentare durante la sua navigazione. Questa predisposizione rende il cane robot uno strumento innovativo per la gestione delle emergenze e dei soccorsi.
L’assenza di intelligenza artificiale però, comporta che il robot debba essere teleguidato da un operatore; quello che stanno facendo Zoe Betta e Serena Paneri ricercatrici dell’Università di Genova, è addestrare Spot per renderlo autonomo e in grado di muoversi da solo.

Il lavoro di ricerca per rendere autonomo Spot si inserisce nell’ambito del progetto Dioniso, che ha l’obiettivo di “Sviluppare sistemi innovativi per la gestione delle emergenze e dei soccorsi, tramite tecnologie di tipo diverso”; è questa la spiegazione fornita da Antonio Sgorbissa, Professore associato di robotica e responsabile del Rice (Robotics and Intelligent systems for Citizens and Environment) Dibris – Dipartimento di Informatica, Bioingegneria, Robotica e Ingegneria dei sistemi dell’Università degli studi di Genova, in cui Zoe Betta e Serena Paneri svolgono il lavoro di addestramento del robot.

L’applicazione di Spot nelle operazioni di “Search and Rescue”

«È un progetto nuovo, in evoluzione, è il primo anno che viene studiata questa particolare applicazione di Spot in università», così racconta Serena Paneri, tesista di ingegneria robotica che con Spot svolge un lavoro che porterà il robot a riconoscere dove sono le persone e valutarne lo stato di salute.

È un lavoro condiviso con la sua collega Zoe Betta, dottoranda presso il Rice, la quale si occupa di «Sviluppare l’applicazione di Spot in un ambiente di “search and rescue” per studiarne la sua utilità e come poterlo migliorare. Il mio lavoro di tesi magistrale si è basato sulla realizzazione di una mappa di un ambiente disastrato, ad esempio un luogo pubblico come può essere un ospedale, dove possono cadere degli scatoloni o crollare dei muri a seguito di un evento sismico; l’obiettivo è studiare la sua risposta, come il robot sia in grado di muoversi in questi ambienti, ricavarne il maggior numero di informazioni possibili e trovare le persone».

Operazioni di soccorso più sicure grazie alle potenzialità di Spot

Tra gli obiettivi principali dell’addestramento di Spot per l’esplorazione autonoma, c’è quello di agevolare il lavoro dei soccorritori verificando, grazie agli strumenti di cui è stato dotato nell’ambito di questo progetto, che le condizioni per un intervento umano possano svolgersi in una situazione di sicurezza.

«Spot segue il suo algoritmo e la sua mappa per navigare all’interno di un ambiente. Se durante la missione di esplorazione rileva la presenza di un essere umano, il suo comportamento lo porterà ad approcciarsi alla persona da una distanza di sicurezza. Seguirà una prima valutazione dello stato di salute, della condizione di coscienza o incoscienza attraverso il movimento e la posizione del corpo (ad esempio se sbatte o meno gli occhi). Grazie a dei microfoni e speaker montati sul robot sarà possibile comunicare con la persona da soccorrere; se sarà cosciente, ciò permetterà di sapere se la persona riconosce di avere già eventuali traumi e se gli fa male qualcosa in particolare; quindi, Spot fornirà ai soccorritori un punteggio di gravità su ogni persona in modo tale da stabilire le priorità di soccorso» racconta Zoe Betta.

È importante sottolineare che questo punteggio è solo indicativo, la decisione finale sarà comunque presa dai soccorritori, ai quali Spot con i suoi sistemi di localizzazione avrà fornito la posizione esatta nella mappa delle persone da soccorrere, garantendo un soccorso più rapido ed efficiente.

Software e sensori laser

Gli strumenti di cui Spot è attualmente dotato sono un computer di bordo, installato sul dorso, diversi sensori di tipo visivo e un laser scanner che permette di rilevare gli ostacoli ed elaborare una mappa più dettagliata dell’ambiente circostante, il prossimo acquisto sarà una Spot camera. A questa tipologia di robot possono essere installati ulteriori strumenti per migliorare le loro prestazioni, ad esempio sensori che rilevano la quantità di CO2 nell’aria e la Spot Arm, un braccio meccanico della Boston Dynamics.

L’addestramento di Spot e i suoi limiti

Addestrare Spot è un lavoro che si suddivide in più fasi. Un lavoro di ricerca costante per realizzare il giusto codice, che fornirà l’istruzione corretta per i suoi movimenti. Racconta Zoe Betta: «Quando lavoro con il robot, a volte capita di scrivere un nuovo codice per fornire a Spot nuove istruzioni e alcuni giorni trascorro le mie otto ore in laboratorio cercando di capire perché quel codice non sta funzionando come mi aspetto».

Ma qual è attualmente il grado di autonomia di cui dispone Spot?

«Ad oggi Spot si muove su tutto un piano in modo autonomo, anche per quanto riguarda la creazione della mappa si può dire che è quasi totalmente indipendente, tranne che per le scale, non riesce ancora a salirle, si posiziona difronte a loro per poter iniziare la salita teleguidato da un operatore. Fargliele salire in modo autonomo sarà il prossimo passo della mia applicazione».

Come avviene tecnicamente il processo per renderlo più autonomo? 

Risponde Zoe Betta: «Io e Serena abbiamo caricato il software del codice su un computer di bordo che legge i sensori di Spot e tramite un altro software, il ROS (Robot Operating System), riesce a comunicare e a scambiare informazioni con tutti i sensori, leggere tutti i sensori disponibili e prendere delle “decisioni” ma con dei punti di domanda, anche perché non rappresentano delle decisioni; non è assolutamente intelligenza artificiale. Possiamo comunque affermare che nel caso della mappa “decide” con punti interrogativi qual è il punto più promettente da esplorare».  

Riguardo i software di Spot, alla domanda se esiste il rischio di un possibile attacco hacker, Zoe Betta e Serena Paneri tendono a chiarire che: «È molto difficile aggirare il software caricato… i sistemi di sicurezza della Boston Dynamics sono blindati, non sappiamo dove sono caricati perché non sono parte del computer a cui abbiamo accesso».

Uno sguardo al futuro di questa ricerca

Nel prossimo futuro il tema della robotica sociale è destinato a diventare sempre più predominante, grazie alle innovazioni tecnologiche ma anche a nuovi studi e ricerche, come quella che Zoe Betta e Serena Paneri stanno portando avanti al Rice Lab Dibris dell’Università di Genova.  

Zoe nei suoi prossimi tre anni di dottorato si concentrerà «nell’ottenere un’applicazione quanto più funzionante possibile, non ancora commerciale perché si andrà incontro a dei problemi di etica; (mi aspetto di trovarne diversi); vorrei ottenere qualcosa vicino al commercializzabile, funzionante, nel senso che il robot potrebbe idealmente essere utilizzato in un edificio pubblico, subito dopo un terremoto, per controllare le condizioni in modo totalmente autonomo».

Rappresentato nel video Tobor, il robot dog di Wallife, progettato dall’azienda Unitree Robotics.

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