AGI - Un sensore robotico, che incorpora tecniche di intelligenza artificiale, ha mostrato di essere il doppio più veloce dell’uomo nel leggere il braille. Il robot, descritto nella rivista IEEE Robotics and Automation Letters, è stato sviluppato da gruppo di ricercatori dell’Università di Cambridge che ha utilizzato algoritmi di apprendimento automatico per insegnare al sensore robotico a scorrere rapidamente su righe di testo braille. Il robot è stato in grado di leggere il braille a 315 parole al minuto con una precisione vicina al 90%. Sebbene il robot lettore di braille non sia stato sviluppato come tecnologia di assistenza, i ricercatori affermano che l’elevata sensibilità richiesta per leggere il braille lo rende un test ideale per lo sviluppo di mani o protesi robotiche con una sensibilità paragonabile a quella dei polpastrelli umani, che sono straordinariamente sensibili e permettono di raccogliere informazioni sul mondo che circostante. I polpastrelli umani sono in grado di rilevare minuscoli cambiamenti nella consistenza di un materiale e possono permettono di dosare la forza quando si afferra un oggetto: per esempio, raccogliere un uovo senza romperlo o una palla da bowling senza farla cadere. Riprodurre questo livello di sensibilità in una mano robotica, in modo efficiente dal punto di vista energetico, è una grande sfida ingegneristica.
Nel laboratorio di Fumiya Iida, del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge, i ricercatori stanno sviluppando soluzioni per questa e altre abilità che gli esseri umani trovano facili, ma i robot difficili. “La morbidezza dei polpastrelli umani è uno dei motivi per cui siamo in grado di afferrare le cose con la giusta pressione”, ha dichiarato Parth Potdar, del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge, studente del Pembroke College e primo autore dell’articolo. “Per la robotica, la morbidezza è una caratteristica utile, ma servono anche molte informazioni sui sensori ed è difficile avere entrambe le cose contemporaneamente, soprattutto quando si ha a che fare con superfici flessibili o deformabili”, ha continuato Potdar. Il Braille è un test ideale per un polpastrello robotico, poiché la sua lettura richiede un’elevata sensibilità, dato che i punti di ogni lettera rappresentativa sono molto vicini tra loro. I ricercatori hanno utilizzato un sensore di serie per sviluppare un lettore braille robotico che riproduce con maggiore precisione il comportamento di lettura umano. “Esistono lettori braille robotici, ma leggono solo una lettera alla volta, che non è il modo in cui gli esseri umani leggono”, ha spiegato David Hardman, anch’egli del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge e coautore dello studio.
”I lettori braille robotici esistenti funzionano in modo statico: toccano un modello di lettera, lo leggono, si sollevano dalla superficie, si spostano, si abbassano sul modello di lettera successivo e così via - ha proseguito Hardman -. Noi vogliamo qualcosa di più realistico e molto più efficiente”. Il sensore robotico utilizzato dai ricercatori ha una telecamera posta all’interno del polpastrello e legge attraverso una combinazione di informazioni provenienti dalla telecamera e dai sensori. “Questo è un problema difficile per i robotisti, poiché è necessario effettuare un’elaborazione dell’immagine per rimuovere la sfocatura del movimento, il che richiede tempo ed energia”, ha sottolineato Potdar. La squadra di ricerca ha sviluppato algoritmi di apprendimento automatico in modo che il lettore robotico fosse in grado di “sfocare” le immagini prima che il sensore tentasse di riconoscere le lettere.
L’algoritmo è stato addestrato su una serie di immagini nitide di braille a cui è stata applicata una finta sfocatura. Dopo che l’algoritmo ha imparato come sfocare le lettere, gli scienziati hanno utilizzato un modello di visione computerizzata per rilevare e classificare ogni carattere. Una volta incorporati gli algoritmi, i ricercatori hanno testato il loro lettore facendolo scorrere rapidamente su file di caratteri braille. Il lettore braille robotico è stato in grado di leggere 315 parole al minuto con un’accuratezza dell’87%, il doppio della velocità e circa la stessa precisione di un lettore braille umano. “Considerando che abbiamo usato una finta sfocatura per addestrare l’algoritmo, è stata sorprendente la sua precisione nella lettura del braille - ha affermato Hardman -. Abbiamo trovato un buon compromesso tra velocità e accuratezza, come accade anche con i lettori umani”. “La velocità di lettura del Braille è un ottimo modo per misurare le prestazioni dinamiche dei sistemi di rilevamento tattile, quindi i nostri risultati potrebbero essere applicabili anche al di là del Braille, per il rilevamento di texture superficiali o lo slittamento nella manipolazione robotica”, ha concluso Potdar. In futuro, i ricercatori sperano di poter scalare la tecnologia fino alle dimensioni di una mano o di una pelle umanoide.