THE Hand Embodied
Il progetto THE Hand Embodied (il Corpo della Mano) punta allo studio della struttura
fisica e morfologica della mano, e di come proprio questa struttura abbia determinato il
nostro modo di conoscere il mondo, e le caratteristiche peculiari della nostra intelligenza.
La dicotomia tra “mente” e “mano”, il pensare e l’agire, ha permeato per secoli la cultura
occidentale, in ogni campo del sapere. Nella sua infanzia, l’Intelligenza Artificiale ha
cercato di riprodurre per mezzo di automi le capacità cognitive superiori dell’uomo
svincolandole da ogni aspetto corporeo: l’immagine del software (il programma) che può
girare su qualsiasi hardware producendo ogni volta i medesimi output è stata la metafora
guida dell’Intelligenza Artificiale classica.
Niente di tutto questo per la moderna robotica: intelligenza e capacità di compiere
determinate prestazioni sembrano dipendere sempre di più dal tipo di struttura fisica di cui
dotiamo gli automi. Proprio come accade in natura, in cui le capacità cognitive e di
movimento dipendono dalla struttura fisica, neurale e muscolare del corpo del soggetto
che conosce.
Il nuovo approccio, che nasce negli anni ’90 in diverse discipline, come la psicologia
evolutiva, la scienza cognitiva, la robotica, la filosofia della mente e del linguaggio, mette
in evidenza il nesso tra la struttura del nostro modo di ragionare e le caratteristiche del
corpo, il fatto che sia situato nel mondo e interagisca con esso. Anche il ragionamento che
usiamo per argomenti astratti, insomma, è radicato nel ragionamento che usiamo per
argomenti prosaici quali le relazioni spaziali, e quindi dal modo in cui il nostro corpo
interagisce con il proprio ambiente. In questo senso la mano, che realizza il nesso tra
percezione e azione, è l’organo cognitivo per eccellenza: funzioni come esplorare,
afferrare e manipolare (i paradigmi fondamentali del conoscere, del fare proprio, e del
modificare) dipendono in modo essenziale dalle caratteristiche fisiche della mano.
La mano umana è molto ricca e complessa nella sua meccanica e nella sua dotazione di
sensori. Il nostro cervello può usarla come organo di senso e controllarla solo grazie a
delle strutture che limitano e organizzano questa complessità - le sinergie. Le sinergie
sovvertono I dati del problema: per l’uomo, l’operazione di afferrare una palla è molto più
semplice che quella di muovere una singola falange. Per un robot odierno, è vero
l’opposto. Come i bambini, che imparano ad usare le sinergie elementari della mano per
le prime prese e poi gradualmente le arricchiscono fino alle manipolazioni più destre, così
le mani dei robot del futuro diventeranno gradualmente più abili incorporando sinergie
sensomotorie via via più sofisticate.
Su queste basi teoriche, il progetto sta sviluppando nuove tecnologie destinate a
rivoluzionare la nostra vita quotidiana. Tre i maggiori prodotti che ci si attendono
1) nuove protesi di mano e braccio che possano essere controllate più naturalmente e con
minor fatica;
2) nuove interfacce aptiche per far toccare alle nostre mani gli oggetti manipolati dai nostri
avatar in ambienti remoti o virtuali;
3) nuove mani per robot, più efficaci ma anche più semplici ed economiche
Lo chiave di volta per realizzare questi nuovi dispositivi è l’utilizzo della tecnologie più
avanzate guidate da dei solidi presupposti teorici. Lo scopo del progetto non è infatti
produrre mani artificiali che pedissequamente replichino la mano umana, ma piuttosto
quello di capire quale caratteristiche fisiche, e organizzate in quale modo, consentono alla
mano svolgere determinate funzioni, per poi applicare la medesima struttura alle nuove
mani artificiali.
La nuova mano robotica dell’Università di Pisa è costruita con giunti e tendini elastici,
e pur essendo molto semplice nella meccanica e nella elettronica di controllo, è in
grado di compiere molte operazioni con destrezza grazie alla organizzazione dei suoi
movimenti in “sinergie” simili a quelle umane.
Mano Artificiale – Agenzia Aereospaziale Tedesca
La mano è in grado di muoversi in modo naturale, con una cinematica molto vicina a
quella della mano umana
L’approccio di THE Hand Embodied è largamente multidisciplinare, e coinvolge campi
come la neurobiologia, la matematica e l’ingegneria: dallo studio dei meccanismi che
sottostanno allo sviluppo di conoscenza basata sul tatto, alla creazione di modelli
matematici della struttura di tali meccanismi a, infine, la loro realizzazione in mani artificiali
in grado di agire in modo naturale ed efficace sull’ambiente circostante, interagire con
l’essere umano, adattabile ad ambienti diversi e mutevoli.
Partners del Progetto:
Centro di Ricerca in Bioingengeria e Robotica “E. Piaggio” – Università di Pisa
(Coordinatore)
Agenzia Aereospaziale Tedesca, Germania
Università Tecnologica di Atene, Grecia
Università di Siena
Università di Utrecht, Paesi Bassi
Università Pierre e Marie Curie, Parigi
Istituto Max Planck Institute per la Cibernetica Biologica, Germania
Università di Lund, Svezia
Istituto Svedese di Computer Science, Svezia
Università Statale dell’Arizona, USA
Università di Pisa – lavoro su interfacce aptiche, per la creazione di una realtà virtuale per
il senso del tatto