R1, il robot umanoide progettato dall’Iit sta imparando. E anche velocemente. Lo ritroviamo ad Amsterdam al GPU Technology Conference Europe di Nvidia. Ha imparato a riconoscere gli oggetti. . Gli mostriamo una palla, lui muove la testa, la osserva da più angolazioni e poi la chiama per nome.  “La novità – spiega Giorgio Metta, a capo del progetto R1 dell’Istituto Italiano di Tecnologia – è il riconoscimento degli oggetti. Gli si può insegnare un nuovo oggetto parlandogli mentre lui acquisisce alcune immagine”.

 

Come funziona? Per ogni oggetto il robot costruisce un classificatore che i basa su un pezzo sul Deep learning  e un pezzo è un classificatore realizzato da Iit con un training molto veloce. Per il riconoscimento vocale si sono avvalsi delle librerie di Microsoft. Il riconoscimento dell’oggetto invece avviene attraverso una rete neurale in cloud che ha imparato da milioni di immagini. L'”ultimo miglio”, quello che governa il riconoscimento e che ci dice quale è oggetto avviene sul robot. E quindi è molto veloce. Metta spiega che la capacità di calcolo equivalente è equivalente a due laptop più la Gpu che si occupa della visione. Al suo interno R1 monta una scheda Nvidia Jetson Tk1, una piattaforma in grado di offrire prestazioni tre volte più veloci rispetto a qualsiasi altra piattaforma embedded di simili dimensioni. Il robot tra un anno sarà prototipo industriale e successivamente è previsto lo sbarco sul mercato a un prezzo non inferiore a quello di un’auto di bassa cilindrata (15-20mila euro). Il prossimo step sarà quindi il movimento autonomo e l’acquisizione di una modalità multitasking che attualmente è la grande sfida del Deep learning, proprio per questo il team di Ri sta lavorando su algoritmi incrementali per aiutare il robot a compiere più operazioni contemporaneamente e senza ripartire da zero. In questo senso sarà centrale il cloud e la connessione alla banda larga.

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Alcune informazioni su R1

Design italiano, altezza variabile di 20 cm a partire da 1 metro e 25 cm, peso di 50 kg, 50% in plastica e 50% fibra di carbonio e metallo, è concepito per operare in ambienti domestici e professionali. IIT, con il coinvolgimento di investitori privati, realizzerà nei prossimi 12-18 mesi il modello di produzione e commercializzazione su larga scala.

  • è progettato studiando le reazioni umane durante l’interazione con lui.  Si tratta di un lavoro in collaborazione con designers, creativi e neuroscienziati per capire quali aspetti della forma e movimento del robot lo fanno sembrare più “umano”;
  • la sua Intelligenza Artificiale (IA) è studiata e sviluppata direttamente sull’umanoide. La maggior parte degli studi sull’IA sono condotti indipendentemente dall’esistenza di un corpo robotico, mentre, al contrario, gli ultimi studi sulle neuroscienze dicono che l’intelligenza si sviluppa in maniera funzionale al corpo che la ospita;
  • ha un corpo di nuova concezione, in cui sono utilizzati attualmente per il 50% della struttura materiali plastici. Le versioni future incorporeranno materiali intelligenti, come quelli basati su grafene, o biodegradabili, sensori sempre più sofisticati, batterie più efficienti e circuiti incorporati nella struttura stessa del robot.

R1 è stato realizzato in soli 16 mesi grazie alla collaborazione di una squadra di 22 scienziati e tecnici di IIT guidati da Giorgio Metta, alcuni progettisti industriali dell’area genovese, e un gruppo di industrial & graphic designer, esperti di entertainment e illustratori proveniente da due diverse realtà creative: una di Milano che ha coordinato lo sviluppo del concept creativo, l’individuazione degli scenari di interazione e mercato coordinata da Andrea Pagnin e Luigi Focanti per 6.14 Creative Licensing, e l’altra di Barcellona coordinata da Pierpaolo Congiu di Drop Innovation, che ha collaborato con la realtà milanese per la realizzazione del design delle superfici dell’umanoide.

L’altezza di R1 è variabile, il suo corpo si estende da 125 a 140cm grazie a un busto allungabile. Similmente, le sue braccia si possono estendere di 13cm in avanti, per raggiungere oggetti lontani. Il torso, oltre a muoversi in alto e in basso, può anche torcere lateralmente. Il movimento in autonomia è garantito da una batteria per circa 3 ore; quando si scarica, basta collegarlo alla presa elettrica di casa tramite un alimentatore, proprio come qualsiasi elettrodomestico. R1 riesce a muoversi negli ambienti grazie a ruote con cui raggiunge una velocità di 2 km/h, valore che i progettisti hanno determinato come limite di sicurezza.

Il volto è costituito da uno schermo LED a colori, le cui facce stilizzate danno al robot le espressioni utili alla comunicazione non verbale con l’uomo. Brevettato da IIT, lo schermo è pensato per avere un costo basso, e ospita i sensori per la visione: 2 telecamere stereo e 1 scanner 3D; quelli per l’equilibrio: 1 accelerometro e 1 giroscopio; e quelli per la generazione e percezione del suono: altoparlanti e 1 microfono. Nella pancia alloggiano, inoltre, i 3 computer che governano le capacità del robot, dal calcolo al movimento della testa e al controllo dei sensori. Una scheda wireless permette al robot di collegarsi alla rete internet, ricavando informazioni utili alla sua interazione con l’uomo o aggiornamenti del suo software. Il software, infatti, ha parti Open Source in modo da beneficiare della collaborazione della community che già opera intorno alla robotica umanoide di IIT.

Le mani e gli avambracci del robot sono ricoperti di una pelle artificiale, ovvero di un sensore che conferisce al robot il senso del tatto, permettendogli di “sentire” l’interazione con gli oggetti che manipola. Il disegno delle mani del robot è stato semplificato rispetto a quello del robot iCub, per garantire robustezza e costi contenuti pur consentendo l’esecuzione di semplici operazioni domestiche. Hanno la forma di due guanti a monopola (muffola), con un polso sferico, grazie a cui il robot può sollevare pesi fino a 1,5kg e chiudere completamente la presa attorno ad oggetti cilindrici come bottigliette e bicchieri.

Per rispondere agli standard di sicurezza, tutti i motori e giunti di R1 sono dotati di una sorta di “frizione” che controlla il movimento del robot, attenuandolo, durante gli urti. I motori totali sono 28: 2 per la testa e collo, 4 per il torso, 8 per ciascun braccio, 2 per ciascuna mano, 1 per ciascuna delle 2 ruote.