Intelligenza artificiale, sviluppato in Italia il primo robot con cervelletto hi-tech

58
in foto Egidio D'Angelo, direttore del Laboratorio di neurofisiologia dell'Università di Pavia

Sa difendersi come un guerriero, sollevando lo scudo ogni volta che si avvicina una minaccia. Sa scrutare il nemico, coordinando i movimenti degli occhi con quelli della testa. Sa manipolare gli oggetti, resistendo a spinte e trattenute. Ha davvero i riflessi pronti, il primo robot umanoide dotato di un cervelletto artificiale: capace di apprendere dall’interazione con l’ambiente per poi reagire agli stimoli esterni, e’ stato sviluppato dall’Universita’ di Pavia e dal Politecnico di Milano nell’ambito dello Human Brain Project, il grande progetto di ricerca europeo sul cervello umano finanziato con 1,2 miliardi di euro fino al 2023. Entrato nella sua prima vera fase operativa, il programma ha già prodotto molti risultati concreti anche in Italia, come e’ emerso dall’incontro ‘The Human Brain Project: the endeavour of neuroscience’, promosso dall’Universita’ di Pavia nell’ambito della Settimana del Cervello. Una delle prime dimostrazioni pratiche le ha date proprio il robot guerriero, ‘armato’ con uno scudo di cartone per parare i colpi del suo ‘nemico’ laser. “Abbiamo sviluppato questo umanoide partendo dalla piattaforma del robot Nao, che abbiamo implementato con una rete neurale bioispirata, cioe’ un sistema di controllo i cui componenti mimano l’attivita’ dei vari tipi di cellule presenti nel cervelletto, rispettando le stesse regole di plasticita’ che i neurofisiologi hanno scoperto grazie agli studi sul topo”, spiega Alessandra Pedrocchi, esperta di bioingegneria del Politecnico di Milano. “Il cervelletto e’ fondamentale perche’ stabilisce come deve essere eseguita un’azione – ricorda Egidio D’Angelo, direttore del Laboratorio di neurofisiologia dell’Universita’ di Pavia – e lo apprende attraverso l’interazione con l’ambiente, imparando i processi di coordinazione senso-motoria”. Ed e’ proprio questo il valore aggiunto del nuovo robot: “attraverso l’esperienza, il nostro umanoide ha imparato a riconoscere e associare due stimoli sensoriali temporalmente coordinati, ad esempio un segnale acustico che viene seguito da una luce laser”, racconta Pedrocchi. “Dopo aver sperimentato più volte questa associazione, il robot ha imparato che il suono e’ seguito dal laser e di conseguenza, ogni volta che sente il ‘bip’, capisce che sta per essere colpito e solleva lo scudo per difendersi. Se la situazione cambia, perché al suono non segue piu’ il laser, il robot si adatta e smette di sollevare lo scudo”. Questo risultato apre nuove prospettive per lo sviluppo di robot sempre piu’ intelligenti e autonomi, da usare nella produzione industriale cosi’ come nell’assistenza alle persone, ma non solo. “Ci sta gia’ consentendo di sviluppare anche delle reti neurali artificiali che simulano le malattie del cervelletto, come le atassie cerebellari, per studiare come alterano i comportamenti dei pazienti”, precisa la ricercatrice del Politecnico. La prossima sfida, aggiunge D’Angelo, “sara’ connettere il cervelletto del robot ad alcuni moduli della corteccia cerebrale dove nasce il comando per eseguire l’azione, in modo da ricostruire in modo piu’ completo tutto il circuito”.