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Incontro 48 — Robot Umanoidi

DATA
06 dicembre 2022
SPEAKER
David Orban

Sull'evento

La robotica umanoide emerge come risposta a sfide sociali urgenti: l'invecchiamento della popolazione, la scarsità di manodopera, le condizioni di lavoro pericolose. L'incontro esamina la ricerca all'Istituto Italiano di Tecnologia su robot umanoidi come collaboratori del futuro, capaci di operare in ambienti complessi e imprevedibili.

I temi affrontati

  • Invecchiamento demografico e fabbisogno di supporto per anziani
  • Malattie muscoloscheletriche e rischi ergonomici nei luoghi di lavoro
  • Disastri naturali e operazioni in ambienti ostili per umani
  • Pandemia e necessità di teleoperazione da remoto
  • Robot umanoidi come agenti collaborativi, non solo industriali
  • Intelligenza motoria e cognitiva nei sistemi robotici
  • iCub ed evoluzione verso IronCub con capacità di volo
  • Accettabilità sociale della forma umanoide
  • Etica e trolley problem nei robot autonomi
  • Impatto occupazionale e reskilling

Il racconto

Il contesto: perché il robot umanoide oggi

I dati demografici tracce il quadro: entro il 2050 si stima circa 130 milioni di persone con più di 65 anni. Parallelamente, la forza lavoro disponibile per lavori fisici fatica a coprire le esigenze. In Europa la spesa legata a malattie muscoloscheletriche—mal di schiena, patologie da cattiva ergonomia—è del 3,8% del PIL. Questi numeri non sono secondari: rappresentano un'emergenza sociale che accoppia invecchiamento della popolazione con riduzione della manodopera sana e disponibile.

I disastri naturali aggravano il quadro. Circa 300 eventi calamitosi l'anno causano 50.000 morti. Dopo il terremoto e lo tsunami in Giappone, gli operatori rischiarono la vita intervenendo in una centrale nucleare danneggiata. La pandemia ha palesato un ulteriore bisogno: miliardi confinati in casa, logistica bloccata, necessità urgente di tecnologie che permettessero agli umani di operare da remoto. In tutte queste situazioni emerge un protagonista comune: il robot umanoide come collaboratore capace di operare là dove l'umano rischia salute e vita.

Intelligenza cognitiva e motoria: il design del robot

Un robot umanoide non è semplicemente una macchina di forma umana. È composto da due intelligenze intimamente legate. L'intelligenza cognitiva permette al robot di parlare, riconoscere immagini, pianificare percorsi. L'intelligenza motoria lo abilita a camminare, muoversi nello spazio, interagire fisicamente. Cruciale: entrambe devono emergere dai principi naturali osservati negli umani. iCub, il robot umanoide sviluppato all'Istituto Italiano di Tecnologia, incarna questo approccio. Rimane in piedi combinando equilibrio e cedevolezza—una capacità rara tra i robot. Non è duro; può muoversi in ambienti umani senza rischiare chi lo circonda. Quando cammina, mantiene la cedevolezza, una proprietà assente nei robot rigidi, per quanto acrobatici. Questa caratteristica la distingue da robot come Atlas di Boston Dynamics, che pesa 90 kg, fa capriole saltando due metri, ma richiede un sistema di attuazione così potente che un malfunzionamento potrebbe ferire gravemente una persona.

L'intelligenza cognitiva, però, può essere delegata. Kurosh, un operatore a Genova, indossava una tuta sensorizzata con guanti e visore. Il robot iCub si trovava a Venezia. Quando Kurosh si muoveva, il robot lo replicava. Se il robot stingeva una mano a una persona, Kurosh sentiva quella stretta. Se abbracciavano il robot, Kurosh ne percepiva l'abbraccio. L'operazione avvenne in collaborazione con il Ministero della Cultura, e iCub visitò il padiglione Italia della Biennale. In questo modello, il robot acquisisce forma e presenza fisica, mentre l'intelligenza umana governa le decisioni. È una simbiosi dove il rischio per l'umano diminuisce.

Percezione umana e collaborazione

Perché il robot umanoide diventi un vero collaboratore, deve percepire la presenza umana: la posizione delle persone, la fatica che stanno facendo, gli stati emotivi che manifestano. L'Istituto ha sviluppato vestiti intelligenti che misurano i carichi biomeccanici dei lavoratori in tempo reale. In collaborazione con INAIL, la ricerca identifica quali task siano più pericolosi. Un ipotesi concreta: il robot percepisce l'umano che fatica, lo avvisa e interviene, assumendosi il rischio biomeccanico. Si immagini uno scenario: un umano ha bisogno di alzarsi dalla sedia. Il robot lo aiuta in modo che l'umano rischia il meno possibile. Poi il paradigma si estende: più robot si aiutano tra loro, e insieme aiutano l'umano a sollevare un carico pesante. L'intelligenza motoria distribuita permette coordinamento e allocazione del rischio verso chi—in questo caso il robot—può sostenerlo senza danno.

IronCub: oltre le capacità umane

Finora iCub rimane entro le capacità umane. Ma la robotica abilita anche capacità aumentate. Dopo lo tsunami in Giappone, il scenario era complesso: inondazioni bloccavano edifici con superstiti intrappolati, incendi complicavano i soccorsi. Un soccorritore umano dovrebbe nuotare attraverso l'acqua, evitare le fiamme, trovare persone, chiudere valvole di gas, spostarsi tra edifici. È impossibile. IronCub è la risposta: iCub dotato di capacità locomotoria aerea, cioè di volo. Può sorvolare un'inondazione, atterrare in un edificio sicuro, cercare superstiti, chiudere una valvola, spostarsi. Il robot opera in condizioni di temperatura estrema—800°C di emissione dalle turbine—e rappresenta l'attuale frontiera della ricerca: insegnare all'intelligenza motoria non solo a camminare, ma a volare. La somiglianza con Astro Boy, il robot che negli anni Quaranta accese il sogno dei robot in Giappone, è evidente. Quasi cent'anni dopo, la realtà insegue la fantascienza.

L'accettabilità e le espressioni facciali

Un elemento spesso sottovalutato: la forma umanoide non è scelta casuale. Ragioni cognitive suggeriscono che un'entità con intelligenza simile all'umano sviluppi meglio una forma antropomorfa. Ma la ragione più pratica è l'accettabilità. Studi mostrano che la forma umanoide ha un impatto concreto sull'accettazione della tecnologia nella quotidianità. Le espressioni facciali sono cruciali: forniscono feedback sul stato interno del robot. Kit, l'auto intelligente nella serie televisiva, comunicava tramite un LED rosso; quel semplice segnale faceva capire che Kit era "viva" e attenta. Nel contesto di un robot in fabbrica, lucine potranno segnalare lo stato. In una casa di cura, espressioni più articolate comunicheranno intenzioni e stati. Non esiste un linguaggio facciale universale; ogni contesto avrà il suo. La ricerca su ErgoCab, una versione di iCub per ambienti lavorativi, sta identificando quali espressioni favoriscano l'accettazione e l'interazione naturale.

Intelligenza artificiale e autonomia

Un aspetto cruciale per il futuro è il grado di autonomia. Se l'intelligenza cognitiva del robot viene delegata a un umano, il robot rimane controllato. Ma se l'obiettivo è fornire al robot una vera intelligenza artificiale generalizzata—capace di interpretare comandi in linguaggio naturale ("vai a preparare la cena"), capire il contesto, pianificare i passaggi necessari—allora il discorso cambia. Tesla sta perseguendo esattamente questa direzione con Optimus, traendo dai successi nelle auto a guida autonoma. Tuttavia, anche con decenni di investimento in auto autonome e un ambiente relativamente strutturato (strade con segnali, linee guida), le difficoltà persistono. Estrapolare questo successo a un robot umanoide nella stazione metro di Tokyo, circondato da migliaia di persone, imprevedibile e caotico, rimane una sfida enorme. Potrebbero servire 10-15 anni, non 2-3. Ma ciò non significa impossibile. La tecnologia non ha raggiunto ancora quel punto, ma il principio è realizzabile.

Occupazione, reskilling ed etica

La domanda inevitabile: se i robot sostituiscono gli umani, che ne sarà del lavoro? La storia della tecnologia suggerisce che i benefici globali superano i costi locali, ma quei costi sono reali. Il minatore—mestiere incredibile, estenuante, pericoloso—potrebbe scomparire. Per un cinquantacinquenne che ha minato per trent'anni, "diventare web designer" non è una soluzione seria. Tuttavia il rifiuto della tecnologia non è alternativa: equivale a dire che si preferisce che persone continuino a fare lavori estenuanti e rischiosi. La robotica, se ben integrata, riducrebbe le malattie muscoloscheletriche, eleverebbe la qualità della vita, creerebbe nuovi settori di produzione e manutenzione robot. Le criticità vanno gestite localmente; il beneficio è globale.

Un ultimo aspetto etico: il trolley problem. Se un robot deve decidere chi sacrificare in un incidente, su quali principi decide? La ricerca non ha risposte definitive. Un auto autonoma che non può evitare di investire qualcuno: chi investe? La ricerca suggerisce che le soluzioni potrebbero essere algoritmi che scelgono per caso. Non è una risposta soddisfacente, ma è una risposta onesta, e indica l'apertura della ricerca verso questi dilemmi fondamentali.

Idee chiave

  • La robotica umanoide risponde a emergenze sociali concrete: invecchiamento, scarsità di manodopera, lavori pericolosi e disastri naturali in cui gli umani non possono operare.
  • La forma umanoide non è estetica ma funzionale: favorisce lo sviluppo di intelligenza cognitiva e motoria complessa, e aumenta l'accettazione sociale.
  • I robot cedevoli, come iCub, riducono il rischio per gli umani che li circondano, a differenza di robot rigidi e acrobatici come Atlas.
  • La teleoperazione da remoto permette di delegare l'intelligenza cognitiva a operatori umani mentre il robot fornisce il corpo fisico in ambienti pericolosi o lontani.
  • IronCub rappresenta il superamento delle capacità umane: volo in condizioni di temperatura estrema per soccorso in disastri naturali.
  • L'intelligenza artificiale generalizzata nei robot rimane un traguardo lontano (10-15 anni), non imminente, nonostante i progressi nelle auto autonome.
  • Le sfide occupazionali sono reali ma vanno gestite come parte di una transizione tecnologica più ampia, con benefici globali che superano i costi locali.

Riferimenti citati

  • Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) — centro di ricerca che sviluppa robot umanoidi e intelligenza artificiale
  • iCub — robot umanoide sviluppato da IIT, utilizzato in ricerca accademica e sperimentazione
  • IronCub — evoluzione di iCub con capacità di volo per operazioni in ambienti estremi
  • Atlas — robot umanoide di Boston Dynamics, noto per capacità acrobatiche ma rigido e potenzialmente pericoloso
  • Sophia — robot con espressioni facciali avanzate ma senza capacità motoria completa
  • Asimo — robot umanoide Honda, in collaborazione con IIT per trasferimento tecnologico
  • Tesla Optimus — robot umanoide in sviluppo con ambizione di produzione in larga scala
  • INAIL — istituto italiano per l'assicurazione contro gli infortuni sul lavoro, partner nella ricerca su carichi biomeccanici
  • Astro Boy — personaggio di fantascienza giapponese che ispira la visione contemporanea di robot umanoidi
  • Biennale di Venezia — luogo dove iCub operato da remoto ha visitato il padiglione Italia
  • Trolley problem — paradosso etico utilizzato per illustrare le sfide decisionali nei sistemi autonomi

Speaker

DO
David Orban
Axelera × Singularity U Milan