I robot umanoidi ci hanno meravigliato, ma devono ancora affrontare sfide significative
È facile credere che la rivoluzione robotica sia già qui quando si osservano i robot Atlas di Boston Dynamics eseguire routine di allenamento o gli ultimi umanoidi di Figure caricare una lavatrice. Tuttavia, i maggiori player del settore sanno che esiste un problema più profondo. Recentemente, la divisione robotica di Sony ha sottolineato un problema fondamentale che ostacola il progresso delle sue macchine: i robot attuali hanno un numero limitato di giunti, creando una discrepanza tra i loro movimenti e quelli degli esseri umani che imitano.
Il problema principale è che i robot umanoidi sono progettati intorno a un software che controlla tutto centralmente, un approccio “cervello-prima” che li rende fisicamente innaturali. Un atleta si muove con grazia perché il suo corpo è un insieme di giunti flessibili e tendini elastici. Al contrario, un robot umanoide è un assemblaggio rigido di metallo e motori, con giunti con limitati gradi di libertà.
I robot devono fare milioni di piccole correzioni affamate di energia ogni secondo per non cadere. Di conseguenza, anche i più avanzati possono funzionare solo per poche ore prima che le batterie si esauriscano. Ad esempio, il robot Optimus di Tesla consuma circa 500 watt al secondo per una semplice camminata, mentre un essere umano utilizza solo circa 310 watt per una camminata più impegnativa.
Questa inefficienza energetica mette in evidenza la sfida: i corpi innaturali richiedono cervelli supercomputazionali e potenti attuatori, rendendo i robot più pesanti e assetati di energia. Anche se l’intelligenza artificiale progredisce rapidamente, porta a rendimenti decrescenti.
Difficoltà nei corpi meccanici
La difficoltà principale sta nella creazione di corpi robotici che possano muoversi in modo dinamico e naturale. Nonostante i progressi, i robot umanoidi non possono ancora camminare con sicurezza su superfici irregolari o attraversare ostacoli complessi. Questo problema è dovuto al fatto che i principali esperti di robotica sono principalmente aziende di software e intelligenza artificiale, il cui know-how risiede nella risoluzione dei problemi con la computazione, non nella costruzione di corpi fisicamente intelligenti.
La costruzione di corpi robotici richiede un ecosistema di produzione diverso, basato su materiali avanzati e biomeccanica, non ancora abbastanza maturo per operare su larga scala. Quando l’hardware di un robot appare già così impressionante, è facile credere che il prossimo aggiornamento software possa risolvere eventuali problemi, piuttosto che intraprendere il compito costoso e difficile di riprogettare il corpo.
Il futuro della meccanica intelligente
La sfida attuale è il focus della meccanica intelligente (MI), che molti accademici, incluso il mio team alla London South Bank University, stanno studiando. Questo approccio si basa sull’osservazione che la natura ha perfezionato corpi intelligenti milioni di anni fa. Ad esempio, le squame di una pigna si aprono e chiudono in risposta all’umidità, senza bisogno di un cervello o di un motore.
La MI riguarda la progettazione della struttura fisica di una macchina per ottenere un adattamento automatico passivo. Quando il corpo di un robot è fisicamente intelligente, il suo cervello AI può concentrarsi su ciò che fa meglio: strategia di alto livello, apprendimento e interazione con il mondo. I ricercatori stanno dimostrando il valore di questo approccio, creando robot con gambe simili a molle che imitano i tendini di un ghepardo, capaci di correre con un’efficienza notevole.
Il futuro della robotica non è una battaglia tra hardware e software, ma nella loro sintesi. Abbracciando la MI, possiamo creare una nuova generazione di macchine che finalmente possono uscire con sicurezza dal laboratorio e entrare nel nostro mondo.