I robot saranno presto in grado di sentire il tatto come gli esseri umani grazie ai chip neurali dell’intelligenza artificiale e alla “pelle” elettronica.

Gli esseri umani possiedono 5 sensi importanti tra cui vista, udito, olfatto, gusto e tatto. Grazie allo sviluppo della scienza e della tecnologia, anche i moderni sistemi robotici possiedono oggi almeno due di questi sensi. Ad esempio, la visione del robot può essere gestita da una telecamera, oppure il suo udito proviene da un sistema di microfoni integrato. Nel prossimo futuro i robot saranno probabilmente dotati di un altro senso, il tatto.

Come gli altri sensi, il tatto gioca un ruolo importante in tutte le attività fondamentali della vita umana. Azioni semplici come aprire una bottiglia o allacciarsi le scarpe sarebbero molto più complicate se non potessimo sentire gli oggetti con le mani. Lo stesso vale per i robot, la mancanza di sensazione tattile rende la loro capacità di eseguire azioni meticolose che richiedono molta “manipolazione” notevolmente limitata, nonostante il grande aiuto dell’intelligenza artificiale nella creazione.

I ricercatori dell’Università Nazionale di Singapore (NUS) hanno trovato una soluzione al problema di cui sopra: utilizzando una combinazione di un sistema di “pelle artificiale” che integra una serie di sensori microscopici con un “cervello”. “ Neuromorfologia basata sull’intelligenza artificiale .

Questo sistema è stato sviluppato da un team di massimi esperti in informatica e intelligenza artificiale presso la NUS, guidato dal professore associato Benjamin Tee, esperto di sensori elettronici, e dall'ingegnere Harold Soh, specialista in informatica e intelligenza artificiale. . Insieme, il duo ha creato un sistema di percezione tattile per robot che combina tatto e visione.

Membri del gruppo di ricerca

Secondo il gruppo di ricerca, questo sistema può reagire 1.000 volte più velocemente del sistema nervoso umano e possiede anche la capacità di determinare la forma, la consistenza e la durezza degli oggetti, 10 volte più velocemente di un battito di ciglia. Benjamin Tee la definisce "la pelle artificiale più intelligente di sempre".

Tuttavia, questa pelle artificiale con sensori integrati risolve solo la metà del problema tattile del robot. Il restante 50% rientra nella categoria di elaborazione di un "cervello artificiale" basato sull'intelligenza artificiale.

Un sistema nervoso artificiale

I ricercatori hanno creato un cervello artificiale in grado di elaborare segnali sensoriali basato sul chip AI Loihi di Intel. Questo chip elaborerà essenzialmente i dati provenienti da una rete neurale artificiale, ispirata ai neuroni umani, nonché il modo in cui i segnali vengono trasmessi tra loro attraverso segnali elettrici.

La capacità di trasmettere grandi quantità di informazioni in modo rapido ed efficiente è qualcosa che il sistema neurale umano sa fare molto bene. Questo è ciò che gli scienziati cercano di apprendere sul loro sistema.

“ Afferra un oggetto in modo che non ti sfugga di mano e, se ti scivola via, puoi afferrarlo di riflesso e rapidamente con una forza più forte, questo è ciò che fa il tuo sistema nervoso, che gli esseri umani possono elaborare a livello di millisecondo .”

Test iniziali del robot

In un primo test del sistema, i ricercatori hanno installato un sistema di pelle artificiale sulla mano del robot e gli hanno assegnato il compito di leggere il Braille (testo per non vedenti). Il sistema inviava i segnali raccolti dalla pelle al chip Loihi, che convertiva i dati in un certo significato semantico. L’algoritmo AI procede quindi a classificare le lettere braille con una precisione superiore al 92%, utilizzando 20 volte meno energia rispetto ai processori Von Neumann standard.

Questo sistema combina un cervello morfologico con dati visivi e tattili.

I ricercatori hanno poi testato i vantaggi della combinazione di dati visivi e tattili. Hanno aggiunto una telecamera al sistema e hanno addestrato il robot a smistare contenitori riempiti con quantità variabili di liquido. I risultati hanno mostrato che il sistema ha gestito questa attività il 21% più velocemente rispetto alla GPU più performante oggi, consumando 45 volte meno energia.

Se ampiamente applicato, questo sistema può aiutare ad affrontare compiti molto più complessi, come la movimentazione di oggetti nelle fabbriche/magazzini e persino nel settore sanitario.

Naturalmente, per arrivare a questa prospettiva, c’è ancora molto lavoro da risolvere da Benjamin Tee, Harold Soh e i loro colleghi.

• [Infografica] Benefici e pericoli dell'intelligenza artificiale