“Molte volte siamo spaventati dal progresso. Ma dobbiamo solo rendere meno accidentata la transizione. Procedere a piccoli passi”. Secondo Hermano Igo Krebs, Principal research scientist del Massachusetts Institute of Technology, quei passi servono per darci tempo di fissare regole AI adeguate. E servono per la robotica e l’automazione, dove le sfide da affrontare sono ancora molto complesse, come dimostrano le vetture autonome. Tappe che, in tanti settori diversi, si stanno raggiungendo, a giudicare dalle innovazioni in esposizione durante la RomeCup 2023 di Fondazione Mondo Digitale e Università Campus Bio-Medico.
La 3 giorni è stata un’occasione per sentire l’opinione di esperti mondiali (come Krebs) ma anche per osservare dal vivo cosa stiano facendo gli innovatori italiani in robotica e intelligenza artificiale.
Robotica, il connubio con l’AI e i numeri italiani
Il connubio tra robotica e AI è fondamentale. Secondo Simona Crea, ricercatrice dell’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, “l’intelligenza artificiale sta giocando un ruolo importantissimo nel campo della wearable robotics perché consente di dare al dispositivo la capacità di imparare a conoscere l’utente e cambiare comportamento nel tempo”.
Per capire quali ripercussioni potrebbero avere i futuri progressi nell’AI, basta andare a vedere i numeri del mondo degli automi. Secondo la Federazione internazionale di robotica, sono circa 20 milioni i robot sulla Terra, mentre quelli industriali già operativi sono oltre 3 milioni.
In Italia siamo a 14.083 in tutto. Nel 2021 le nuove installazioni sono aumentate del 65%: il nostro Paese è il secondo mercato d’Europa e il sesto nel mondo.
I robot italiani sono soprattutto antropomorfi, circa il 90%.
Il restante 10% appartiene alla categoria Scara, acronimo di Selective Compliance Assembly Robot Arm, cioè bracci robotizzati, secondo l’associazione di robotica Siri.
Va sottolineato il ruolo della sanità: le vendite di robot medici sono aumentate del 23%, compresi i robot per la chirurgia, i robot per la riabilitazione e la terapia non invasiva e i robot per la diagnostica. La domanda di robot per la pulizia professionale è cresciuta del 31%. La robotica è anche una parte importante della digitalizzazione dell’agricoltura, con una domanda cresciuta del 6% nel 2021. Un altro mercato in crescita è quello dei robot per la ricerca, il salvataggio e la sicurezza.
Dai robot alla realtà aumentata, le innovazioni della RomeCup
Ma quali sono le innovazioni più interessanti della RomeCup? Ecco 16 applicazioni che promettono di rivoluzionare la nostra vita a breve, quando non hanno già iniziato a farlo. Tra robotica, automazione, intelligenza artificiale e realtà aumentata.
1. Uno squalo da esplorazione
Il veicolo robotico Shark è stato usato nel 2015 nel progetto di ricerca Unmanned Vehicles for Autonomous Sensing and Sampling, nella campagna scientifica nel fiordo Kongsfjord presso l’arcipelago delle Isole Svalbard, per acquisire dati atmosferici, marini e glaciali in luoghi pericolosi. Mini Shark è un robot sviluppato dai ricercatori di Cnr-Istituto di ingegneria del mare, e basato su elettronica Raspberry, con motori brushless e materiali performanti.
2. ChatGpt all’italiana
A portare gli Llm (large language models) sotto i riflettori ci ha pensato ChatGpt, ma anche in Italia c’è chi si dà da fare sui modelli linguistici. Come nel caso di un tool di linguistica computazionale per analizzare testi in modo automatico ed estrarre importanti informazioni circa la loro forma e il loro contenuto targato Cnr di Pisa. “Sono stati utilizzati diversi modelli differenti per estrarre info linguistiche dal testo”, spiega il ricercatore dell’Nlp Lab del Cnr di Pisa, Alessio Miaschi. Il tool Rid-it prende un testo, lo analizza, valuta la leggibilità. “Si può usare nel settore legale, ad esempio. Ora ci stiamo spostando verso modelli generativi con maggiore personalizzazione: quello che manca, nell’AI generativa, è un tipo di generazione basata sull’utente. Gli strumenti già ora possono essere usati per monitorare le abilità linguistiche di chi scrive, valutare il livello di accessibilità del testo e identificarne in maniera automatica i contenuti rilevanti”.
3. Ginocchia robotizzate
Innovazione targata Istituto di robotica della Scuola superiore Sant’Anna di Pisa, svolte anche in collaborazione con l’azienda spin off IUVO: il sistema robotico indossabile AKO (Active Knee Orthosis), progettato per assistere il movimento flesso-estensorio del ginocchio durante varie attività motorie come camminare, salire e scendere le scale, alzarsi e sedersi. Portatile e compatto, il dispositivo può essere usato come strumento riabilitativo o assistivo per individui con deficit di cammino lievi o moderati.
Simona Crea, la ricercatrice dell’Istituto di Biorobotica, ha anche presentato il percorso di sviluppo di un esoscheletro bilaterale di anca, progettato per rendere il cammino meno faticoso, “e i risultati di due studi recenti in cui abbiamo sperimentato la tecnologia nella riabilitazione di pazienti con esiti da ictus in fase cronica e in soggetti anziani per l’allenamento cardio-polmonare”, racconta. I risultati “ci dicono che queste tecnologie possono abilitare nuovi percorsi riabilitativi e pre-abilitativi e ci incoraggiano a svolgere ulteriori studi di efficacia”.
4. Robot super precisi
Piccoli e precisissimi, ecco i robot targati Università degli Studi Roma Tre, DICITA e DIIEM, che si occupano di design, sviluppo e caratterizzazione funzionale di attuatori Mems, con riferimento a microgripper e nanogripper per la micro manipolazione di cellule e tessuti. Robot marini, in grado di compiere azioni complesse di navigazione, trasporto e manipolazione sottomarina. Tra le applicazioni: una piattaforma multisensore per la valutazione del rischio biomeccanico nell’uso di sistemi collaborativi e tecnologie indossabili e robot mobili da usare in scenari di agricoltura di precisione.
5. Pesci motorizzati
Università Politecnica delle Marche, LabMACS, ANcyb, DII hanno firmato Guizzo, un kit robotico educativo pensato per le scuole, fin dalla primaria. Guizzo è un pesce robotico programmabile dotato di una coda motorizzata, quindi capace di nuotare in modo superficiale in acque chiuse.
6. Robot di servizio
Il settore dei robot di servizio è più vario di quello dei robot industriali e si sta sviluppando a un ritmo elevato. Nel 2021 le vendite mondiali di robot di servizio professionali sono cresciute del 37%. Si tratta di una delle innovazioni più importanti, in un Paese dove la popolazione invecchia sempre di più come il nostro. TIAGo, prodotto da PAL Robotics S.L. e disponibile presso il Creo Lab di Università Campus Bio-Medico di Roma, è un robot di servizio che integra un braccio a sette gradi di libertà, una base mobile, una camera RGB-D, una testa a due gradi di libertà e un sintetizzatore vocale. Si muove in modo autonomo evitando ostacoli sia statici che dinamici e interagisce con l’ambiente grazie all’end-effector di cui è dotato. Svolge compiti che richiedono capacità complesse come percezione, navigazione, manipolazione e interazione uomo-robot.
7. Tra robot e visori, la riabilitazione diventa phygital
Sistemi meccatronici, stimoli virtuali e robotica biomedica per la riabilitazione. Sono le nuove frontiere della medicina esplorate dall’Irccs San Raffaele Roma durante la RomeCup 2023. A partire da Atlas, l’esoscheletro ‘overground’ indossabile per la riabilitazione dei bambini, progettato dall’azienda spagnola Marsi Bionics. L’esoscheletro viene utilizzato per bambini di età compresa tra 4 e 10 anni con paralisi cerebrale infantile, mielolesioni (lesioni del midollo spinale fino alla vertebra C4), atrofia muscolare, distrofia muscolare, miopatie e diverse malattie neuromuscolari. Seconda innovazione: indossando i “visori Quest 2” forniti da Meta, la società di Mark Zuckerberg, partner d’eccezione dell’Irccs San Raffaele per l’iniziativa, i partecipanti possono invece esplorare le opportunità del metaverso in medicina. “La partecipazione all’evento nasce dal desiderio di divulgare gli approcci teorici, tecnologici e operativi altamente innovativi alla base delle ricerche condotte presso l’Istituto” ha spiegato Massimo Fini, direttore scientifico dell’Irccs San Raffaele. “I nostri ricercatori mostreranno alcune strategie multidisciplinari di indagine e intervento legate a diversi tipi di strumenti tecnologicamente avanzati: la riabilitazione robotica con esoscheletri di ultima generazione per il recupero del cammino in adulti e bambini, la valutazione funzionale attraverso la misura di grandezze elettrofisiologiche (EEG ed EMG), comportamentali (eye-tracking, valutazione delle risposte a compiti motori) e biomeccaniche (reti di sensori indossabili)”.
8. Automi in missione
Lo spin off Florence Robotics, appena riconosciuto dall’Università degli studi di Firenze, ha sviluppato speciali droni racing in grado di svolgere missioni completamente autonome. Possiedono un hardware customizzato e sono in grado di elaborare in tempo reale algoritmi complessi basati su reti neurali e computer vision. I droni volano in modalità autonoma seguendo un percorso simile al tracciato di gara per i racing.
9. Un mondo (e un’industria) virtuale
Nello stand di Fondazione Rome Technopole ci sono esperienze diverse (Sapienza, Thales Aerospace, Roma Tre, tra le altre) per progetti diversi: automazione dei processi produttivi industriali, sistemi di ispezione e controllo grazie ad algoritmi avanzati di computer vision, virtual e augmented reality, progettazione per additive manufacturing usando sia tecniche di virtual prototyping CAD/CAE sia applicazioni di machine learning.
10. Strumenti per la dislessia
Dall’Università degli Studi della Tuscia, il risultato del progetto europeo Vrailexia, che ha lo scopo di realizzare strumenti e servizi a supporto di studenti dislessici attraverso l’uso di tecnologie innovative, quali l’intelligenza artificiale e la realtà virtuale.
11. Piccoli ingegneri
MARRtino (Università degli Studi di Roma Sapienza) è una piattaforma robotica a trasmissione differenziale a basso costo basata su ROS, disponibile in diverse configurazioni. È stata progettata per essere facile da costruire e da programmare, ma allo stesso tempo dispone di un software professionale. Viene usata con successo in una varietà di attività educative, che vanno dai bambini in età prescolare a PhD e PostDoc in Intelligenza artificiale e robotica.
12. Volare alla cieca
Un drone a volo autonomo in ambiente senza Gps con telecamere multiple (mono e stereo) e sensori inerziali per localizzazione indoor, calcolo del percorso per raggiungere i waypoints assegnati ed effettuare decollo, atterraggio e inseguimento di rover terrestri. L’architettura di controllo sviluppata da zero su ROS2.0 è gestita dalle schede Extreme UPsquare e Nvidia NX. Il sistema invia telemetria, immagini delle telecamere di bordo e mappa ricostruita in real time alla ground control station. Innovazione targata Università degli Studi Tor Vergata.
13. Sedie a rotelle… e a motore
Da OZ Officine Zero, il progetto Hover Easy consiste nella motorizzazione di sedie a rotelle per disabili usando pezzi di ricambio provenienti dagli operatori di sharing della mobilità leggera (biciclette elettriche, monopattini ecc.). L’obiettivo finale è di produrre un kit di motorizzazione open source che possa essere facilmente installato su qualsiasi sedia a rotelle, consentendo a molte persone di beneficiare di una maggiore mobilità e indipendenza.
14. Realtà aumentata per educare
Smarted Srl presenta una multi activity board e una talking map, due strumenti potenti per il racconto digitale integrato, tra realtà multisensoriale e realtà aumentata, anche in contesti educativi e scolastici. Lo studente è coinvolto con un ruolo attivo e creativo, non soltanto in termini di costruzione della rete di conoscenze, ma potenzialmente anche nella creazione dei materiali multimediali.
15. Polimeri che disinfettano
Make Shape, in collaborazione con CuConcepts, azienda produttrice di polimeri antimicrobici, ha sviluppato CuMake, realizzato attraverso la fusione del PLA con l’additivo CuCare. Gli oggetti realizzati con questo materiale consentono di eliminare il 99,9% di virus, batteri e funghi da ogni superficie, sfruttando le proprietà antimicrobiche del rame.
16. Taglab
Un software di annotazione per supportare il monitoraggio delle barriere coralline sviluppato da Isti Cnr visual computing lab. Utilizza l’AI per facilitare il lavoro dei biologi marin,i che fanno fotografie ai fondali e annotano i coralli evidenziandoli graficamente e monitorandoli nel tempo, anche per capire gli impatti del cambiamento climatico e come vanno inreimpiantindo coralli, il software li aiuta ad annotare velocemente. Il sistema è già utilizzato negli Istituti di oceanografia mondiali dalla California all’Austrialia, racconta il ricercatore Isti Cnr Massimiliano Corsini.
