degeneracy

Quando si parla di robot che devono cavarsela in ambienti tutt’altro che ospitali, di solito ci si immagina sensori super sofisticati, telecamere che vedono anche attraverso la nebbia e tecnologie che sembrano uscite da un film sci-fi. E invece, questa volta, la soluzione arriva da un posto decisamente più semplice: la natura. È quasi ironico pensare che, dopo decenni passati ad aggiungere livelli su livelli di complessità, un gruppo di ricercatori abbia deciso di fare il percorso opposto e guardare a come se la cavano animali che non hanno certo un GPS integrato e, spesso, nemmeno un cervello particolarmente grande. Eppure riescono a orientarsi là dove un robot moderno va completamente nel pallone. Dalla degeneracy alla robotica: quando la natura insegna ai robot a cavarsela da soli Il punto di partenza è un concetto biologico che sembra molto tecnico, ma che in realtà è intuitivo: la degeneracy. In natura significa che un organismo ha più modi diversi per svolgere la stessa funzione, così se uno viene meno, gli altri reggono il colpo. Nei robot, tradotto, vuol dire non affidarsi più a un singolo “pilota” del movimento, ma costruire una sorta di squadra, dove ogni membro può prendere il controllo in caso di necessità. Da qui nasce l’idea di tre livelli sovrapposti, ognuno ispirato a un animale diverso. Il primo livello arriva dalle formiche del deserto, quelle che tornano al nido contando i passi con la precisione di un metronomo vivente. I ricercatori hanno ricreato questo meccanismo con una rete neurale a spiking, un cervello artificiale piccolissimo che segue il percorso del robot anche quando sensori e telecamere iniziano a dare i numeri. È un po’ come avere un navigatore interno che funziona sempre, anche quando l’esterno è un disastro. Il secondo strato è ancora più affascinante perché deriva dagli uccelli migratori. Molte specie non guardano solo il cielo, ma mescolano tantissimi segnali: il campo magnetico, la luce polarizzata, il Sole, qualche dettaglio del paesaggio. Nella versione robotica, tutto questo diventa una combinazione di magnetometro quantistico, sensore per la luce polarizzata e fotocamera. Poi c’è un filtro che decide a quale fonte dare fiducia di attimo in attimo, un po' come quando guidi e alterni istintivamente occhi, orecchio e memoria della strada. L’ultimo livello prende spunto dai ratti e dal modo in cui il loro cervello aggiorna la mappa mentale solo quando succede qualcosa di rilevante. Per il robot significa non sprecare energia e attenzione su ogni minimo dettaglio, ma conservare solo ciò che serve davvero a non perdere l’orientamento. Alla fine, l’impressione è che la robotica stia entrando in una fase diversa: meno ossessionata dal controllare tutto e più interessata a capire come funzionano le soluzioni che la natura ha già testato per milioni di anni. E questa ricerca, pubblicata su Cell, sembra proprio una delle prime tappe di questo nuovo percorso.

degeneracy

Tre animali, un robot: nuova frontiera dell’orientamento