Scienza: i robot si stanno avvicinando sempre di più agli umani

Lo sviluppo di interazioni uomo-robot non è solo una sfida robotica, ma anche una sfida per comprendere gli esseri umani e la società umana: come gli esseri umani cognizione dei robot, comunicare con loro, comportarsi con loro e accettarli (o meno). Questo diventa ancora più importante con l’arrivo della quarta generazione di robot, che si integrano direttamente nel corpo umano.

Stiamo lavorando per comprendere meglio la cosiddetta “incarnazione” di questi dispositivi: infatti, quando questi robot diventano “uno” con noi, modificano i nostri comportamenti e il nostro cervello.

La prima generazione di interazioni uomo-robot per l’industria

Il “viaggio nel tempo” dei robot, che si è trasformato dallo status di macchine pericolose a quello di parte integrante della società umana, va avanti da più di quarant’anni.

I robot variano notevolmente, a seconda delle loro dimensioni (micrometro Anche nanometri da un lato, ma a grandezza umana o più dall’altro), le loro modalità di movimento e funzioni (industriali, aerospaziali e di difesa per esempio). Qui non mi sto concentrando sui robot stessi, ma sulle interazioni tra umani e robot che credo si siano evolute nel corso di quattro generazioni.

Le interazioni uomo-robot su larga scala sono iniziate con l’avvento dei robot industriali Fu introdotto per la prima volta da General Motors nel 1961. Questi si diffusero lentamente e all’inizio degli anni ’80 i robot industriali erano negli Stati Uniti, in Europa e in Giappone.

Questi robot industriali hanno permesso di monitorare la prima generazione di interazioni uomo-robot: generalmente operano in aree specifiche, per garantire che gli esseri umani non si avvicinino a loro, anche per errore.

I robot industriali, inizialmente resi popolari dalle attività di assemblaggio di automobili, sono ora utilizzati per vari compiti, come saldatura, verniciatura, montaggio e smontaggio, scegliere e posizionare Per circuiti stampati, imballaggio ed etichettatura.

Lavora fianco a fianco

La recherche en robotique de cette period s’est si concentra sul riavvicinamento dei robot con les humains, ce qui a donné lieu à une deuxième génération d’interactions humain-robot, materiale per il grande pubblico all’inizio del 2000, lorsque des machines , Come il Rumba et al aiboAbbiamo iniziato a entrare nelle nostre case.

Questi robot di seconda generazione lavorano a stretto contatto con gli esseri umani nelle nostre case e nei nostri uffici per “applicazioni di servizio”, come pulire i pavimenti, falciare i prati e pulire le piscine: un circa 13 miliardi di dollari nel 2019. Nel 2009, c’erano circa 1,3 milioni di robot di servizio in tutto il mondo; un numero che è aumentato entro il 2020 a circa 32 milioni.

Tuttavia, anche se questi robot operano in un ambiente più umano rispetto ai robot industriali, interagiscono comunque in modo abbastanza semplice e basilare. La maggior parte delle loro attività quotidiane sono attività indipendenti, che richiedono poca interazione. In effetti, spesso ci provanoEvita le interazioni con gli umani – cosa non sempre facile.

Interagisci con gli esseri umani

Il rapporto tra umani e robot si sta gradualmente evolvendo verso la terza generazione di interazioni. I robot di terza generazione hanno la capacità di interazione cognitiva o sociale I cosiddetti robot “sociali”.ma anche fisicamente come esoscheletri.

I robot in grado di fornire assistenza fisica, che possono essere utilizzati per la riabilitazione, l’assistenza agli anziani, l’assistenza sociale e la sicurezza, sono stati chiaramente individuati come priorità dai governi in EuropaE negli Stati Uniti d’America così come dentro Giappone Da metà 2010.

un certo modo di rispondere Il problema dell’invecchiamento della popolazione in questi paesi sviluppati.

La sfida di definire il corpo umano

Ora stiamo lentamente assistendo all’emergere di una quarta generazione di interazioni uomo-robot, per cui i robot non solo sono fisicamente vicini agli umani, ma sono anche ben collegati al corpo umano stesso. I robot diventano un’estensione del corpo umano.

Questo è il caso dei dispositivi di aumento funzionale – come le appendici robotiche – o anche dei dispositivi sostitutivi funzionali come gli avatar robotici (che consentono agli esseri umani di utilizzare il corpo di un robot per fargli eseguire compiti specifici). Altri dispositivi possono anche fornire una percezione sensoriale aggiuntiva agli esseri umani.

Le interazioni della generazione 4 sono fondamentalmente diverse dalle altre generazioni a causa di un fattore cruciale: prima di questa generazione, l’uomo e il robot erano chiaramente definiti in tutte le loro interazioni dai confini fisici dei loro corpi, ma questi confini diventano sfocati. Nelle interazioni di quarta generazione, dove i robot modificano ed estendono il corpo umano in termini di capacità motorie e sensoriali.

In particolare, le interazioni di quarta generazione devono sovrapporsi a queste “rappresentazioni del corpo”. Sappiamo che c’è Rappresentazioni specifiche del nostro corpo nel nostro cervello che determinano come il nostro cervello riconosce i nostri corpi. queste rappresentazioni Definire la nostra percezione e comportamento.

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Ad esempio, immagina di fare la spesa in un affollato corridoio di alimentari. Mentre raggiungi gli oggetti con la mano destra, puoi, in modo molto implicito e senza nemmeno rendertene conto, evitare di urtare il braccio sinistro contro altri acquirenti.

Ciò è possibile perché il tuo cervello ha una rappresentazione delle dimensioni e della forma dei tuoi arti e percepisce e monitora ciascuno dei tuoi arti. Se porti un cestino nel braccio (che cambia la dimensione e la forma del “braccio”), istintivamente avrai difficoltà a evitare le collisioni e dovrai fare uno sforzo consapevole per evitare che il cestino colpisca qualcosa intorno a te.

Allo stesso modo, il nostro cervello potrebbe adattare un organo in eccesso, o un’altra aggiunta robotica di quarta generazione, e modernizzare le sue rappresentazioni fisiche? Questo è chiamato“incarnazione” nelle neuroscienze.

Se la materializzazione di questi dispositivi può avvenire, quanto velocemente può avvenire? Quali sono i limiti di questa incarnazione? In che modo questo influisce sul nostro comportamento e sul cervello stesso?

Le interazioni uomo-robot di quarta generazione sfidano non solo l’accettazione della macchina da parte del cervello dell’utente, ma anche l’accettazione dell’utente nella società: non è ancora chiaro se la nostra società, ad esempio, avrà individui con braccia robotiche aggiuntive. Dipenderà sicuramente dagli aspetti culturali che stiamo anche cercando di analizzare.

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In effetti, i robot di terza e quarta generazione sono così vicini agli umani che abbiamo bisogno di una migliore comprensione dei comportamenti umani e del nostro cervello per svilupparli.

Nel nostro lavoro, combiniamo così la ricerca in robotica con le neuroscienze cognitive, motorie e sociali per sviluppare ciò che crediamo di essere La scienza delle interazioni uomo-computer.

Solo comprendendo in modo completo le persone, le macchine che interagiscono con loro e la società in cui vivono possiamo sviluppare le prossime generazioni di robot. E in un certo senso, la società del futuro.

autore

1. Ganesh Gorishankar

   Ricercatore presso il Montpellier Computing, Robotics and Microelectronics Laboratory, Università di Montpellier