Riconsiderare l’approccio ai robot umanoidi: oltre l’intelligenza artificiale
Guardando i robot Atlas di Boston Dynamics eseguire routine di allenamento o i più recenti umanoidi di Figure caricare una lavatrice, si potrebbe pensare che la rivoluzione robotica sia già arrivata. Dall’esterno, sembra che l’unica sfida rimasta sia perfezionare il software di intelligenza artificiale per consentire a queste macchine di gestire gli ambienti reali. Tuttavia, i principali attori del settore sono consapevoli di un problema più profondo.
In una recente richiesta di partnership di ricerca, la divisione robotica di Sony ha evidenziato una questione cruciale che ostacola lo sviluppo delle proprie macchine. Ha notato che i robot umanoidi e quelli che imitano animali odierni hanno un “numero limitato di giunti”, creando una “disparità tra i loro movimenti e quelli dei soggetti che imitano, diminuendo significativamente il loro valore”. Sony sta cercando nuovi “meccanismi strutturali flessibili” – in sostanza, corpi fisici più intelligenti – per creare il movimento dinamico attualmente mancante.
Il problema principale è che i robot umanoidi tendono a essere progettati attorno a software che controllano tutto centralmente. Questo approccio “prima il cervello” porta a macchine fisicamente innaturali. Un atleta si muove con grazia ed efficienza perché il suo corpo è una sinfonia di giunti flessibili, spina dorsale elastica e tendini a molla. Un robot umanoide, al contrario, è un insieme rigido di metallo e motori, connessi da giunti con limitati gradi di libertà.
Per combattere il peso e l’inerzia del loro corpo, i robot devono fare milioni di piccole correzioni, dispendiose in termini di energia, ogni secondo, solo per evitare di cadere. Di conseguenza, anche gli umanoidi più avanzati possono lavorare solo per poche ore prima che le loro batterie si esauriscano.
Il paradosso dell’energia nei robot umanoidi
Per mettere in prospettiva, il robot Optimus di Tesla consuma circa 500 watt di energia al secondo per una semplice camminata. Un essere umano compie una camminata più impegnativa utilizzando solo circa 310 watt al secondo. Il robot, quindi, brucia quasi il 45% di energia in più per svolgere un compito più semplice, il che rappresenta un’inefficienza considerevole.
Questa inefficienza energetica è un segno che l’intero settore potrebbe essere sulla strada sbagliata. Corpi innaturali richiedono un cervello supercomputer e un esercito di potenti attuatori, che a loro volta rendono i robot più pesanti e assetati di energia, approfondendo il problema che mirano a risolvere. Sebbene i progressi nell’IA siano sbalorditivi, portano a rendimenti decrescenti.
Intelligenza meccanica: una nuova frontiera
La sfida è il fulcro dell’intelligenza meccanica (MI), che è oggetto di ricerca da parte di numerose squadre accademiche in tutto il mondo. Deriva dall’osservazione che la natura ha perfezionato i corpi intelligenti milioni di anni fa, basati su un principio noto come calcolo morfologico, che consente ai corpi di eseguire calcoli complessi automaticamente.
La soluzione alla trappola umanoide non è abbandonare le forme ambiziose di oggi, ma costruirle secondo questa filosofia diversa. Quando il corpo di un robot è fisicamente intelligente, il suo cervello IA può concentrarsi su ciò che fa meglio: strategia ad alto livello, apprendimento e interazione con il mondo in modo più significativo.
I ricercatori stanno già dimostrando il valore di questo approccio. Ad esempio, i robot progettati con gambe simili a molle che imitano i tendini che immagazzinano energia di un ghepardo possono correre con un’efficienza notevole. Il futuro della robotica non risiede in una battaglia tra hardware e software, ma nella loro sintesi.