GAME OVER.Loading. Massimo Bergamasco

Il Prof. Massimo Bergamasco è un esperto di meccanica applicata ai robot, fondatore del Laboratorio di Robotica Percettiva PERCRO presso la Scuola Superiore S. Anna di Pisa e molto altro. I suoi interessi spaziano da esoscheletri indossabili, ad interfacce aptiche, a sviluppo di ambienti virtuali e realtà aumentata, uno sguardo trasversale che ha saputo guardare ‘oltre’ molto prima dei tempi. In una conversazione via skype (aprile 2021) Bergamasco ci ha proiettato nell’ecologia del futuro dove droni e robot si integrano e contribuiscono ai grandi cambiamenti dell’ecosistema.

Elena Giulia Rossi: Da sempre ti occupi di meccanica applicata ai robot, di robot indossabili esoscheletrici, interfacce aptiche, ma anche di sviluppo di ambienti virtuali e realtà aumentata. Che ruolo avranno questi ambiti nell’‘ecologia del futuro’?

Massimo Bergamasco: Questi ambiti saranno parte integrante del nostro ecosistema futuro. Ci dovremmo abituare. All’uomo sarà richiesto di svolgere altre professioni rispetto a quelle di oggi. Tempo fa non si immaginava, per esempio, che ci sarebbero stati oggi tecnici impegnati a lavorare su ambienti virtuali. Pensiamo ad internet. Vent’anni fa non era prevedibile l’utilizzo che poi ne è stato fatto e il suo impatto sociale. Oggi, in particolare, sarebbe impensabile farne a meno.

Non dobbiamo fare l’errore di considerare l’ecosistema futuro sulla base di quello che esiste oggi. Non conosciamo ancora come saranno i lavori nel futuro, ma anche gli oggetti, le macchine. Non possiamo ancora prevedere quali saranno le invenzioni che genereranno nuovi paradigmi, anche di comportamento umano a livello sociale.

L’uomo sarà obbligato ad interagire tanto con i sistemi robotici quanto con entità digitali, quali gli umani virtuali. Questo accadrà non solo nei laboratori, bensì ovunque. La società cambierà anche sulla base di come le persone interagiranno con queste macchine, con queste entità artificiali. Di conseguenza, cambierà anche il modo in cui le persone interagiranno tra di loro.

Abbiamo accennato alla nostra ricerca sugli esoscheletri, un ambito nel quale siete pionieri in Italia e nel mondo dove sono applicati prevalentemente in ambito medico (in particolare indirizzati alla riabilitazione). Ci puoi raccontare cosa sono e cosa significa progredire nelle ricerche in questo ambito?

L’ esoscheletro è un sistema robotico che l’uomo indossa per, ad esempio, essere aiutato nei movimenti. La ricerca verte sullo studio di materiali che possano essere quanto più flessibili e aderenti al corpo, che consentano di assecondare i movimento del corpo e di amplificarne le capacità di forza o resistenza.

Un ambito attuale di ricerca riguarda lo sviluppo di appropriati sistemi di generazione di energia, auspicabilmente sempre più leggeri in termini di peso e di volume, così da rendere le macchine esoscheletriche sempre più performanti.

Oggi i veicoli elettrici, per esempio, hanno un peso superiore rispetto ai veicoli con motore a combustione. Questo è dovuto alla presenza delle batterie. Questa ricerca in termini di peso e di autonomia per sistemi di attuazione e di energia sarà indirizzata anche alla robotica. Si arriverà ad un punto in cui indossare un esoscheletro sarà simile a vestire una tuta aderente.

Quali sono gli ambiti di applicazione della robotica e in particolare degli esoscheletri in in agricoltura?

Ricordo che, al tempo del dottorato, una delle applicazioni della robotica in ambito agricolo era rivolta a costruire dei robot mobili che avessero la possibilità di andare a raccogliere i frutti, oggetti riconosciuti dalla video camera per il loro colore, confrontato con quello delle foglie. Ricordo che, a quel tempo, c’era un grande impegno nello studio della mano del robot, nel controllo in termini di forma e di equilibrio della pressione da esercitare sui frutti nel momento della raccolta, in modo tale da non danneggiarlo. Ora questi sistemi applicativi hanno fatto progressi incredibili.

Che si tratti di un campo o di un vigneto, la progettazione deve essere fatta sulla base delle macchine che poi sono utilizzate al loro interno. Questa cosa sarà sempre più importante con l’introduzione dei sistemi robotici. Il robot deve sapere dove si trova per potersi muovere. Gli viene fornito un modello bidimensionale o tridimensionale dell’ambiente e una strategia di motion planning, di pianificazione del movimento che lo guida a seguire determinate traiettorie. Quindi deve conoscere l’ambiente. Lo può conoscere anche in tempo, reale come fa il mini spot di Boston Dynamics oggi utilizzato in una applicazione molto particolare per l’esplorazione delle miniere a più di mille metri di profondità nel sottosuolo dove può raccogliere campioni di materiali.

Gli esoscheletri possono essere poi utilizzati nei boschi per sollevare carichi elevati. Un boscaiolo potrebbe utilizzare un esoscheletro per sollevare un tronco.

Anche in questo caso, per lo sviluppo della ricerca, è importante lo studio dei materiali, ridurre i volumi della struttura e renderla leggera e deformabile, tale da consentire di affrontare i diversi ostacoli del bosco in modo molto più semplificato. E’ possibile che, in futuro, il boscaiolo sarà sostituito da robot umanoidi o da macchine che realizzeranno il taglio in altri modi. Ho visto dei robot agganciati attorno al tronco che hanno un movimento verticale con la possibilità di tagliare tutti i rami. E’ una cosa piuttosto recente. Prima non si potevano neanche immaginare.

Tempo fa mi raccontavi che nell’agricoltura tradizionale è molto diffuso l’impiego di droni…

Effettivamente i droni sono molto utilizzati nella cosiddetta ‘agricoltura di precisione’. Quando si vuole effettuare un’azione di bonifica o se si vogliono applicare sostanze in grado di combattere malattie per alcuni tipi di piante, il drone ha la possibilità di distribuirle in modo molto veloce e puntuale. I droni possono compiere operazioni di monitoraggio molto accurate. Per esempio, all’interno di un vigneto, il drone può acquisire informazioni sullo stato dei grappoli e contribuire a decisioni importanti nel caso in cui l’agricoltore non sia in grado di recarsi sul luogo fisico. Lo stesso vale per ogni altra tipologia di coltivazione.

Da diverso tempo il tuo laboratorio porta avanti anche una ricerca all’avanguardia sull’uomo virtuale. Ci puoi raccontare di cosa si tratta? Quale ruolo giocherà nella vita futura?

L’uomo virtuale è un’ entità sintetica generata e controllata dal computer. L’obiettivo è fare in modo che questo controllo non sia gestito dall’uomo ma dalla stessa entità artificiale. E’ analogo a realizzare un robot autonomo. In futuro bisognerà pensare a degli agenti virtuali autonomi in grado di imparare i compiti che devono eseguire, gestire i movimenti, acquisire, tramite sistemi percettivi, quello che è l’ambiente e prendere delle decisioni. Ad un livello più alto, affinché l’uomo virtuale possa interagire con quello biologico, si dovrà lavorare anche sul piano emotivo dell’entità artificiale.

Come e da chi sono educati questi uomini virtuali?

Attualmente, gli uomini virtuali sono istruiti dall’uomo. Oggi, non sono ancora entità capaci di comprendere ciò che sta avvenendo nel mondo virtuale e fisico. Sanno quello che gli comunica l’uomo e interagiscono con altri uomini virtuali. Per interagire con l’uomo, bisogna fare in modo tale che l’uomo virtuale acquisisca una percezione del reale attraverso telecamere e sensori. Con l’uomo, poi, può comunicare anche attraverso linguaggio naturale.

L’obiettivo è che gli umani virtuali acquisiscano un bagaglio di conoscenze tale da poter sfruttare l’esperienza che loro hanno assimilato durante la fase di addestramento. Attualmente sono controllati sulla base di alcuni comandi e reazioni inseriti dall’uomo. In futuro saranno equiparati ad una macchina che capisce cosa avviene, lo confronta con miliardi di dati che ha in memoria nel sistema e riesce così a comprendere se una cosa è fatta bene o meno. Questi aspetti di learning oggi sono estremamente importanti per lo sviluppo di sistemi autonomi. La macchina è in grado di comprendere ciò che vede. Come fa un algoritmo di deep learning a riconoscere un cane? Gli vengono fatti vedere miliardi di immagini di cani ma anche di altri animali. Alla fine lo riconosce su diversi livelli di reti neurali che, partendo dai dettagli, sono progressivamente in grado di costruire il riconoscimento di parti, poi di insiemi più ampi, fino alla forma generale dell’animale.

Quando di fronte all’immagine di un cane, un cavallo e di un cojote, l’algoritmo è in grado di dire con un certo grado di sicurezza quale corrisponde ad un cane. La fase di addestramento è molto importante.

Quali sono i campi di applicazione dell’uomo virtuale?

Al momento, sono molto utilizzati in ambito medico, in particolare durante training di chirurgia. In uno scenario operativo di sala operatoria, assieme ad un manichino, sono introdotti schermi dai quali umani virtuali assistono all’esercitazione dello studente di chirurgia. Acquisiscono i movimenti e le decisioni degli studenti attraverso delle telecamere e possono guidarlo e correggerlo nell’eseguire determinate operazioni confrontandosi con miliardi di casi registrati in memoria.

Uomini virtuali sono anche accompagnatori di visite di musei virtuali. In una delle più recenti applicazioni sono rappresentati in modo molto realistico e assumono le sembianze di anchor men. A volte è molto difficile distinguerli da rappresentazioni video di umani biologici.

Come dovrebbe porsi l’uomo perché queste nuove realtà possano diventare complici piuttosto che antagoniste?

Secondo me bisogna anche in parte smitizzare quello che è il ruolo delle tecnologie del futuro. Ci saranno certamente grandi progressi, ma prima che la macchina riesca a superare, o addirittura a prevaricare l’uomo, come qualcuno preconizza, ci vorrà tanto ma tanto tempo. Questo è un mio punto di vista.

Ora ci sono i tecnologi per eccellenza che affermano che in quaranta-cinquanta anni porteranno le macchine ad avere un’intelligenza superiore. Ci sono quelli che, invece, sostengono l’opposto e dicono che ci vorranno 500 – 1000 anni. Secondo me bisogna tenersi un attimo nel mezzo di queste ipotesi. Non bisogna aver paura, ma non bisogna neanche essere cosi patiti di tecnologie.

Si è parlato molto del fatto che, e questo è vero, le capacità di calcolo dei sistemi digitali sono aumentate di tantissimo (si diceva che ogni diciotto mesi la capacità di calcolo dei sistemi raddoppiasse). Da quando ho iniziato nei primi anni ‘80 le cose sono andate molto avanti. Io ora in tasca, nello smartphone, ho con me un potere di calcolo nettamente superiore a macchine che allora costavano centinaia di milioni di lire. E’ chiaro che a poco a poco ci si adatta alle nuove tecnologie. Prima di arrivare a qualcosa che sia totalmente autonomo ne passerà di tempo.

La fisica dei sistemi non potrà poi andare avanti all’infinito. Ora noi prevediamo che questi sistemi saranno in grado di effettuare operazioni con un’intelligenza addirittura superiore a quella umana ma non lo sappiamo veramente. Sono solo nostre proiezioni. La mia posizione, al momento, è quella di accettare lo sviluppo tecnologico, lo sviluppo di robot di uomini virtuali autonomi. Si capirà poi come potremo comportarci, ma prima bisogna arrivarci e penso passerà molto tempo, a meno di stravolgimenti tecnologici che ora non possiamo ipotizzare. Certamente studiare questi sistemi artificiali è importante e ci permette di conoscere meglio anche noi stessi. Se riuscissimo a comprendere tutti i meccanismi cognitivi e un giorno replicarli sulla macchina significherebbe intraprendere una strada per comprendere come funzioniamo noi.

Come dovrà cambiare la ricerca per adattarsi all’ecosistema entrante dove uomini reali e virtuali e robot dovranno coesistere?

La ricerca sarà sempre più collaborativa andrà a comprendere aspetti sociali, politici. I decisori politici dovranno essere persone in grado di comprendere le tecnologie, di capire dove e come potranno essere applicate.

Io conto molto sulla multidisciplinarietà degli studi in futuro. Anche la filosofia in sé dovrebbe essere insegnata ai tecnologi. Si deve capire perché si fanno le cose, non solo sul livello emozionale ma anche ontologico. Molti ricercatori conducono ricerche con motivazioni che spesso non ci sono, o sono limitate o vincolate. Non integrano la ricerca in una motivazione globale o di aiuto per gli altri. Sono cose di livello più personale che sociale.