L’AI (inclusa la AI Generativa) e la robotica stanno progressivamente diventando due componenti interconnesse, lavorando sinergicamente per modellare la nostra società attraverso una vasta gamma di applicazioni in svariati settori.
Robotica e intelligenza artificiale (AI): cosa sono e in che cosa si differenziano
La robotica e l’intelligenza artificiale sono due concetti spesso confusi, talvolta, non correttamente differenziati e che, di fatto, si riferiscono ad ambiti tecnologici distinti.
- AI – un campo dell’informatica dedicato allo studio di come le macchine possano replicare i processi cognitivi umani. Gli specialisti di AI si dedicano all’elaborazione dei dati e alla progettazione di algoritmi che consentano alle macchine di apprendere autonomamente, risolvere problemi, comprendere il linguaggio e ragionare. Queste capacità permettono l’impiego delle macchine in una vasta gamma di contesti.
- Robotica – la disciplina che si occupa della progettazione e della costruzione di robot fisici, concepiti per automatizzare svariati compiti. Questi robot sono dotati di mobilità propria e capacità di interazione con l’ambiente circostante. In genere, vengono impiegati per svolgere attività ripetitive, caratterizzate da elevata velocità o precisione.
Benefici scaturiti dal rapporto tra robot e AI
Robotica e AI beneficiano l’uno dell’altro. Vediamo in che modo.
- Miglioramento delle abilità tramite l’AI – L’AI viene impiegata per potenziare diverse abilità dei robot, compresi il movimento, l’adattamento all’ambiente, l’ottimizzazione delle prestazioni, la diagnosi degli errori e l’esecuzione di compiti autonomi. Questo miglioramento delle capacità contribuisce notevolmente all’apprendimento e all’applicazione dei robot, oltre a consentire ad essi di comunicare in modo intelligente, non solo con gli operatori umani, ma anche tra di loro. Grazie a questa comunicazione avanzata, i robot sono in grado di comprendere le esigenze e di lavorare in collaborazione per risolvere i problemi.
- I robot AI come ponte tra robotica e AI – I robot AI (i.e.: i robot che incorporano l’AI) giocano un ruolo chiave come ponte tra la robotica e l’AI. Gli algoritmi di AI sono essenziali per abilitare i robot in compiti più complessi. Ad esempio, un robot potrebbe utilizzare un algoritmo di ricerca del percorso per navigare in un magazzino, oppure, integrato con AI, rilevare e spostare oggetti in base alla loro tipologia.
- Automazione e facilitazione dei processi – Sia la robotica sia l’AI condividono l’obiettivo di automatizzare le varie attività e facilitare processi per gli esseri umani, utilizzando dati provenienti dai sensori di input e di output per semplificare il processo decisionale.
- Collaborazione uomo-macchina e robot collaborativi – Oggi è sempre più comune osservare ambienti di lavoro in cui le macchine collaborano attivamente con le persone per migliorare diversi compiti. Tale collaborazione è incarnata nei robot collaborativi (o cobot), progettati appositamente per eseguire compiti noiosi o impegnativi in vari settori e adattabili a differenti ambienti.
Robot androide e ginoide: cosa sono
All’interno del dibattito sugli esseri artificiali, i termini “ginoide” e “androide” emergono frequentemente. Sebbene vengano spesso utilizzati in modo intercambiabile, è importante esaminare attentamente se siano davvero sinonimi ed esplorarne le differenze sottili, ma significative, mettendo in luce le loro caratteristiche e le origini che li distinguono.
È fondamentale chiarire che entrambi i termini, “ginoide” e “androide”, sono appropriati quando ci si riferisce ai robot umanoidi. Tuttavia, la differenza chiave risiede nell’applicazione specifica di ciascun termine.
“Ginoide” si riferisce precisamente a un robot che è progettato per assomigliare a un essere umano di sesso femminile. Al contrario, “androide” abbraccia robot che sono concepiti per assomigliare sia agli esseri umani maschi che a quelli femminili.
Origini linguistiche e significato
Le radici etimologiche dei due termini offrono ulteriori chiavi di comprensione.
Ginoide deriva dalle parole greche “gyne” (donna) e “eidos” (forma o aspetto), indicando la forma femminile. Si riferisce a un robot umanoide progettato per replicare l’aspetto, i manierismi e i comportamenti tipicamente associati alle donne, oltre a possedere caratteristiche fisiche come tratti del viso morbidi, movimenti aggraziati e una figura generalmente snella e simile a una clessidra. La programmazione di ginoidi può includere la capacità di esprimere emozioni, partecipare in conversazioni e svolgere attività tradizionalmente associate al genere femminile, come fornire assistenza o compagnia. Il loro design è principalmente orientato a suscitare un senso di familiarità ed empatia negli esseri umani.
È essenziale sottolineare che la presenza dei ginoidi non è limitata esclusivamente alla forma fisica. Possono esistere anche come entità virtuali, assumendo la forma di avatar o interfacce di AI che interagiscono con gli utenti attraverso piattaforme digitali. I ginoidi virtuali servono a svariati scopi, tra cui assistenza clienti, intrattenimento o addirittura applicazioni terapeutiche.
Androide trova origine nelle parole greche “andros” (uomo) e “eidos“. Si tratta di robot che possiedono caratteristiche associate alla mascolinità o alla neutralità di genere. Essi possono essere programmati per mostrare una vasta gamma di attributi fisici, tra cui corporatura muscolosa, caratteristiche facciali spigolose e un fisico generalmente più ampio. Sono spesso creati con l’intenzione di eseguire compiti che richiedono forza fisica o resistenza. Tuttavia, come i ginoidi, gli androidi possono anche esistere in forme virtuali, servendo a vari scopi in ambienti digitali.
La scelta tra un ginoide e un androide può avere un impatto significativo sulle prestazioni complessive a seconda del contesto in cui devono essere utilizzati.
Nel contesto del settore sanitario e delle residenze per anziani, ad esempio, la scelta tra un ginoide e un androide dipende dalle specifiche esigenze e preferenze dei pazienti o dei residenti.
I ginoidi, caratterizzati dal loro aspetto femminile e dalle qualità empatiche correlate, possono offrire un senso di familiarità e comfort emotivo ai pazienti. Questa opzione diventa particolarmente significativa in situazioni in cui si preferisce la presenza di una caregiver donna o quando è necessario costruire la fiducia con pazienti che potrebbero aver subito un trauma.
In situazioni in cui si predilige la neutralità di genere, o si sta servendo una vasta diversità di pazienti, gli androidi potrebbero rappresentare una scelta più appropriata. La loro abilità nello svolgere compiti fisici, come sollevare pazienti o assistere nella mobilità, si rivela vantaggiosa in ambienti sanitari dove la forza e la funzionalità assumono un ruolo prioritario.
Quando si affronta la scelta di un robot AI per la compagnia personale, la decisione tra un ginoide e un androide dipende dalle preferenze individuali e dalla connessione emotiva desiderata.
I ginoidi, creati per somigliare alle donne, possono essere preferiti da coloro che cercano una compagnia in linea con ruoli di genere tradizionali o con specifiche preferenze personali. La loro capacità di offrire supporto emotivo, partecipare in conversazioni e mostrare empatia contribuisce a creare un’esperienza di compagnia più intima e gratificante.
Mentre, gli androidi, con la loro versatilità e capacità di adattarsi a diverse personalità e preferenze, sono in grado di soddisfare un pubblico più ampio in cerca di compagnia. Il loro aspetto neutro o personalizzabile, unito all’AI avanzata, consente un’esperienza di compagnia più personalizzata e su misura.
Pertanto, la scelta tra un ginoide e un androide è altamente contestuale. Fattori come lo scopo previsto, i requisiti del settore, le preferenze dell’utente e la connessione emotiva desiderata giocano un ruolo significativo nel determinare quale tipo di robot umanoide è il più adatto per garantire l’utilizzo ottimale e l’efficacia di queste tecnologie avanzate.
Applicazioni pratiche dei robot intelligenti con AI
Di seguito alcuni settori che attualmente utilizzano robot AI.
Agricoltura
Il settore agricolo utilizza tecnologie moderne per migliorare l’efficienza dei processi e aumentare la resa delle colture. L’intelligenza artificiale in agricoltura aiuta gli agricoltori a comprendere le condizioni meteorologiche e li consiglia sull’uso di fertilizzanti, acqua e sul tempo di raccolta. Inoltre, i robot aiutano gli agricoltori ad automatizzare il lavoro manuale, migliorando l’efficienza e risparmiando tempo. Diamo un’occhiata ad alcuni casi d’uso comuni dei robot AI in agricoltura.
- Prelievo automatizzato – Gli agricoltori dedicano diverse ore al lavoro nei campi ogni giorno, e il processo di raccolta di interi campi può richiedere fino a diverse settimane o addirittura mesi. L’impiego di robot AI programmabili – attraverso l’utilizzo di machine learning e la computer vision – si converte in una soluzione innovativa per ottimizzare il processo di raccolta. Ad esempio, il Dexterous Hand di Shadow Robot è un sofisticato braccio robotico – addestrato mediante reinforced learning per eseguire compiti specifici – che risulta particolarmente efficace nel raccogliere frutta senza danneggiarla.
Tevel, un’altra società pionieristica nell’AI, ha sviluppato droni dotati di AI collegati a bracci robotici. Questi droni utilizzano la computer vision per identificare i frutti maturi e li raccolgono utilizzando un braccio integrato. Attraverso collaborazioni con aziende agricole in Israele, Stati Uniti e Italia, i robot di Tevel operano 24 ore su 24, 7 giorni su 7, offrendo un notevole risparmio di tempo e di sforzi impiegati in operazioni manuali.
- Raccolto – L’AI riveste un ruolo cruciale nella valutazione e nella raccolta del raccolto, determinando con precisione il momento ideale per il processo di raccolta. Queste informazioni risultano essenziali per gli agricoltori, che possono ora utilizzare applicazioni per smartphone invece di effettuare monitoraggi manuali nei campi.
In particolare, i robot Agrobot E-Series adottano un sensore integrato di colore e profondità a corto raggio per valutare il grado di maturazione della frutta.
I ricercatori dell’Università di Cambridge hanno sviluppato il Vegebot, un Robot AI progettato per la raccolta della lattuga Iceberg, una coltura particolarmente complessa. Sfruttando diverse telecamere, il Vegebot localizza la lattuga, ne verifica lo stato di salute e guida un braccio robotico per eseguire tagli precisi.
Inoltre, il diserbo delle colture – un’attività che richiede tempo e solitamente preoccupa gli agricoltori – è affrontato con successo dal Robot LaserWeeder di Carbon Robotics. Questo dispositivo utilizza la computer vision per individuare con precisione piante selvatiche tra le colture e, successivamente, elimina la crescita indesiderata attraverso l’energia termica. Operando senza sosta, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, il robot LaserWeeder riduce gli oneri finanziari per il controllo delle erbacce fino all’80%.
Manufacturing
I robot sono da anni impiegati nell’industria manifatturiera, affrontando con precisione ed efficienza compiti quali l’assemblaggio, la saldatura, l’imballaggio e la spedizione per decenni. Tuttavia, i recenti progressi nell’AI hanno portato all’introduzione di robot intelligenti nel settore manifatturiero, capaci di valutare situazioni in tempo reale ed eseguire azioni dinamiche, quali.
- Controllo dei danni e manutenzione rapida – I robot dotati di tecnologie di computer vision eseguono ispezioni su macchinari e infrastrutture per individuare danni o anomalie e segnalarli.
L’azienda Abyss Solutions – specializzata in soluzioni di ispezione delle infrastrutture su terra, in aria e in mare – sfrutta la potenza della computer vision e della robotica per ispezionare da remoto aree che altrimenti richiederebbero numerosi lavoratori e ore di tempo, riducendo i tempi di ispezione da mesi a settimane.
Per garantire la massima precisione dei loro modelli, Abyss Solutions li sottopone a un addestramento su set enormi di dati, utilizzando il visual and dimensional point cloud data e la tecnologia dei sensori laser, sfruttando il miglior drone aereo, imbarcazione superficiale remota o scanner terrestre che consentono di catturare, ad esempio, un intero asset in una frazione del tempo rispetto alle tecniche tradizionali di raccolta dati.
Inoltre, il controllo della qualità è diventata un’applicazione vitale dei robot AI nel settore manufacturing. L’azienda Naska.AI fornisce soluzioni di AI che ispezionano gli elementi costruttivi per verificarne l’integrità strutturale e garantirne il monitoraggio. Il robot AI si muove attraverso i cantieri, generando scansioni per l’analisi dei problemi in termini di qualità e per il monitoraggio degli avanzamenti di lavoro.
- Controllo automatizzato – Le varie aziende stanno progressivamente adottando soluzioni di controllo integrate al fine di consolidare il monitoraggio dei processi attraverso un unico punto di accesso.
Ad esempio, General Electric utilizza la sua Brilliant Manufacturing Suite per tenere traccia di diverse metriche del processo di produzione nei suoi 500 stabilimenti in tutto il mondo. La Brilliant Manufacturing Suite crea un sistema scalabile e intelligente che integra procedure come l’ingegneria di progettazione, la produzione e la catena di fornitura.
- Gestione dei rifiuti nucleari – Quando una centrale nucleare viene smantellata, i suoi resti devono essere raccolti e smaltiti in modo sicuro, dato che i resti sono contaminati da scorie radioattive e richiedono un delicato trattamento che può risultare pericoloso per gli esseri umani. Inoltre, il processo di preparazione e pulizia potrebbe richiedere mesi per essere completato.
Nel 2020, il Manufacturing Technology Centre ha collaborato con aziende specializzate in robotica e la Nuclear Decommissioning Authority per sviluppare un robot AI per la pulizia delle scorie nucleari, creando un modello di segmentazione basato su cloud e addestrando i robot a identificare e afferrare gli oggetti di interesse.
- Controllo della qualità della linea di assemblaggio – Gli addetti alla qualità solitamente monitorano le linee di assemblaggio alla ricerca di qualsiasi materiale o prodotto difettoso che entra nella catena di approvvigionamento. Si tratta di una ispezione manuale che ha una significativa probabilità di errore e richiede una supervisione 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
I robot AI possono svolgere lo stesso compito con maggiore accuratezza e precisione. Grazie agli algoritmi di computer vision è possibile rilevare eventuali irregolarità nell’assemblaggio e richiedere al braccio robotico di rimuovere gli elementi difettosi. Tali controlli, grazie ai modelli di computer vision che raggiungono precisioni rivoluzionarie, sono meno soggetti a errori e possono essere effettuati senza interruzioni.
L’azienda Novacura, ad esempio, fornisce soluzioni di visione artificiale specializzate per il controllo qualità delle linee di assemblaggio. La soluzione Novacura Flow utilizza telecamere specializzate per monitorare gli elementi della linea di assemblaggio, raccogliere informazioni e generare notifiche. Queste informazioni possono essere utilizzate per controllare nastri trasportatori o bracci robotici per eseguire azioni appropriate.
Settore sanitario
I robot intelligenti nel settore sanitario accelerano i processi chirurgici e gli esiti dei pazienti. I robot AI svolgono vari compiti nei locali ospedalieri, dalla distribuzione di attrezzature e assistenza ai pazienti all’esecuzione di procedure chirurgiche. Interessante il robot AI del Robert Wood Johnson University Hospital programmato per perlustrare i locali dell’ospedale e disinfettare le aree identificate e proteggere medici e pazienti dai batteri nocivi, grazie a fasci di raggi ultravioletti che vengono emessi in base alla situazione o ambiente da trattare.
I robot AI possono svolgere anche molti altri compiti amministrativi, come il robot Moxi di Diligent Robotics che assiste il personale clinico nel fornire strumenti chirurgici, campioni di laboratorio, farmaci, ecc. in modo che i medici possano concentrarsi sulle questioni critiche.
I robot AI possono anche aiutare il recupero dei pazienti monitorando i parametri vitali, somministrando farmaci e prendendosi cura delle loro esigenze. L’azienda Futronics ha sviluppato un ecosistema di AI per il settore sanitario che gestisce il monitoraggio e la cura dei pazienti. Si tratta di una piattaforma basata su cloud che raccoglie ed analizza i parametri vitali dei pazienti 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e decide il decorso clinico ottimale per i pazienti. I robot AI di Futronics aiutano anche i pazienti a seguire i programmi di riabilitazione, organizzare il trasporto e la consegna dei pasti.
È doveroso evidenziare che i robot chirurgici si stanno convertendo in una tecnologia di frontiera. Il robot Mako Dell’azienda Stryker, ad esempio, attua come un assistente chirurgico che aiuta i chirurghi nella sostituzione dell’anca e del ginocchio. Esso è in grado di combinare l’imaging 3D, i bracci robotici intelligenti e la raccolta di dati in tempo reale per ricostruire la struttura ossea ed evidenziare le aree di interesse. Il sistema è installato in 35 paesi e ha completato più di 1 milione di procedure d’intervento di successo.
Trasporti
Il caso d’uso più discusso dell’AI nei trasporti è quello delle auto a guida autonoma che combinano le letture dei sensori e la computer vision per manovrare sé stesse.
L’azienda Cruise combina l’AI con la robotica per sviluppare auto a guida autonoma. L’azienda utilizza telecamere a 360° per creare una mappa 3D dell’ambiente circostante e WebViz per visualizzare, tracciare oggetti e trasmettere informazioni al motore di elaborazione dell’auto. Cruise ha recentemente iniziato le operazioni a San Francisco, Austin e Phoenix per un’esperienza sicura e senza conducente.
Inoltre, l’azienda Perceptive Automata ha adottato un approccio alla guida autonoma analizzando il comportamento dei pedoni. La maggior parte dei modelli di AI tratta tutto ciò che è nel range di visione come oggetti statici e impara a navigare in base alla loro posizione in tempo reale. Gli automi insegnano all’AI il comportamento dei pedoni per prevedere i loro movimenti e prendere decisioni intelligenti relative alla guida come farebbe un essere umano. Ciò rende i veicoli autonomi significativamente più sicuri per i luoghi affollati.
Elettrodomestici intelligenti
I robot AI possono essere utilizzati per scopi domestici come la pulizia e la sicurezza, ecc.
Il bot Astro di Amazon, ad esempio, è stato rilasciato come assistente domestico virtuale, ma ha trovato diversi casi d’uso dal suo lancio. Astro viene fornito in bundle con l’assistente virtuale Alexa. Può anche muoversi all’interno della casa, fornendo una visione remota per la sicurezza. È possibile programmarlo per riconoscere persone sconosciute ed emettere avvisi in caso di tale attività.
Un altro caso d’uso dei robot AI nelle case è la pulizia. Diverse organizzazioni hanno sviluppato robot intelligenti per la pulizia che mappano gli spazi utilizzando la visione artificiale. Il Jet Bot di Samsung, ad esempio, è alimentato da un sensore LiDar per garantire un movimento preciso.
Industria aerospaziale
I robot basati sull’intelligenza artificiale trovano un’ampia applicazione anche nel settore aerospaziale, in particolare nell’esplorazione spaziale. Ad esempio, il rover Perseverance della NASA è equipaggiato con telecamere specializzate e un sistema di intelligenza artificiale che ottimizza la sua capacità di esplorare la superficie di Marte. Questo rover effettua una mappatura dettagliata dell’intero terreno all’interno del suo campo visivo e utilizza un avanzato sistema di rilevamento degli oggetti per identificare elementi unici presenti nell’ambiente circostante.
Esistono anche assistenti virtuali/robot AI per aiutare e per guidare gli astronauti. CIMON-2 di Airbus, ad esempio, è un compagno robot AI per gli astronauti in grado di parlare, capire, muoversi ed eseguire attività quotidiane di base. L’astronauta può chiedere a CIMON-2 di spostarsi in diverse posizioni, utilizzando i comandi vocali e scattare foto. Inoltre, può visualizzare informazioni e istruzioni agli astronauti per compiti di ingegneria.
Conclusioni
In conclusione, oggi l’intelligenza artificiale e la robotica si intrecciano strettamente, emergendo come leve strategiche in diversi settori. Con il continuo avanzare dell’AI, le prospettive di mercato per il settore della robotica si prospettano in crescita. Tuttavia, è imperativo essere consapevoli delle sfide e dei rischi che i robot AI comportano, poiché acquisiscono sempre maggiore autonomia e capacità di adattarsi ai cambiamenti circostanti attraverso l’apprendimento.
Come sostiene Paolo Benanti, padre francescano e docente di etica all’Università Pontificia, dobbiamo concepire la machina sapiens/robot AI come strumento per creare una nuova simbiosi tra l’homo sapiens e i suoi artefatti che dovrebbe garantire all’essere umano la possibilità di migliorare ulteriormente le proprie competenze e di preservare il proprio valore e la centralità.
Tuttavia, è essenziale considerare le implicazioni etiche e di sicurezza di tali artefatti in modo da plasmare e guidare l’innovazione tecnologica, garantendo il progresso della società e la tutela degli utenti. Ovvero, si tratta di progettare i robot AI in conformità alle recenti normative europee che adottano un approccio sempre più orientato al rischio e alla resilienza in termini di AI, privacy e cybersecurity, quale calibrata sintesi dei principi di gestione del rischio, di continuità operativa e di cybersecurity.
