Robot

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Introduzione

Robot Dispositivo elettromeccanico automatico programmabile, usato nell’industria e nella ricerca scientifica per svolgere un compito specifico o un repertorio limitato di compiti attraverso il movimento di organi meccanici. I robot costituiscono dunque una particolare categoria di dispositivi automatizzati.

Benché non esistano criteri generali per distinguerli da altri sistemi automatici, i robot tendono a essere più versatili e adattabili (o riprogrammabili). Sono in grado di svolgere cicli predefiniti di lavoro in modo più rapido, accurato ed economico di un operatore umano, funzionando in posizioni o in condizioni rischiose per l’uomo, che vanno da particolari zone degli impianti di produzione, alle profondità oceaniche, allo spazio extraterrestre.

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Le origini tra mito e letteratura

Un’idea embrionale di robot si può già ritrovare in antichi miti che raccontano di leggendarie creature meccaniche portate alla vita, più propriamente definibili “automi”. I primi automi furono realizzati nei carillon delle chiese medievali: nel XVIII secolo gli orologiai costruivano manichini semoventi capaci di battere le ore negli orologi meccanici. Oggi il termine automa è applicato, nel linguaggio comune, ai dispositivi artigianali, di solito più meccanici che elettromeccanici, realizzati per imitare le azioni e i movimenti degli esseri viventi. Alcuni dei robot utilizzati per il cinema o a scopo di intrattenimento sono in realtà automi (nel senso sopra precisato), magari dotati di sistemi di telecomando.

Il termine “robot” deriva dal vocabolo ceco robota, che significa “lavoro forzato”. Fu usato per la prima volta nel 1921, nell’opera teatrale R.U.R. (Rossum’s Universal Robots), del romanziere e commediografo ceco Karel Čapek; designava un dispositivo meccanico con le fattezze simili a quelle di un uomo che, mancando della sensibilità umana, poteva svolgere solo operazioni automatiche e meccaniche. Nella finzione teatrale, il robot si dimostrava invece all’altezza delle facoltà umane, giungendo ad asservire e distruggere il proprio creatore (un tema ricorrente nelle opere di fantascienza). Figure simil-umane di questo tipo sono oggi più comunemente definite “androidi”.

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L’industria e il robot

I robot industriali sono macchine automatizzate, capaci di svolgere determinate fasi dei processi di produzione industriale. Si dicono “antropomorfi” quando hanno una struttura somigliante a quella di una parte anatomica umana – nella maggior parte dei casi, a un braccio – e ne sanno imitare tutti i possibili movimenti. I robot di saldatura, ad esempio, sono spesso robot antropomorfi. Le origini di questo tipo di dispositivi vanno ricercate nel XVIII secolo, quando, nelle industrie tessili europee, comparvero i primi telai controllati da nastri di carta perforati.

Con la rivoluzione industriale, le fabbriche assunsero un livello crescente di meccanizzazione e automazione, fino all’organizzazione dei processi in catene di montaggio. I primi veri robot furono realizzabili, tuttavia, solo dopo l’invenzione del computer, negli anni Quaranta del Novecento. Il primo, chiamato Shakey, fu un modello sperimentale progettato dai ricercatori dello Stanford Research Institute alla fine degli anni Sessanta; era in grado di impilare dei blocchi, grazie all’uso di un computer che elaborava le informazioni visive raccolte da una videocamera.

A metà degli anni Settanta la General Motors finanziò un programma di sviluppo che permise a Victor Scheinman, ricercatore del Massachusetts Institute of Technology, di mettere a punto un braccio meccanico motorizzato, che diventò il “manipolatore universale programmabile per montaggio” (PUMA, Programmable Universal Manipulator for Assembly). Questo dispositivo segnò l’inizio dell’era dei robot.

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Dalla meccanica all’elettronica

I computer dei moderni robot sono basati su uno o più microprocessori che elaborano i dati ricevuti da diversi tipi di sensori. Il più recente sistema messo in atto per la realizzazione di sistemi automatizzati è di tipo chimico e sfrutta le proprietà di un polimero per conferire a un robot “il senso del tatto”. Il polimero – il polipirrolo – funge da sensore di pressione, proprio come nei sistemi biologici: si espande al variare della pressione e, contemporaneamente, presenta variazioni nelle sue proprietà di conducibilità elettrica, fornendo un indice del peso esercitato da un corpo a contatto con esso. Più precisamente, i cambiamenti di forma che il polimero mette in atto in risposta alla pressione esercitata da un corpo a contatto con esso vengono convertiti in movimento da un sistema costituito da due pellicole di polipirrolo separate da uno strato isolante: applicando una carica elettrica positiva a una delle due pellicole e una negativa all’altra, il sistema si incurva simulando la reazione motoria alla percezione di una sensazione tattile.

Applicando sistemi a retroazione (vedi Cibernetica), i robot possono modificare il loro funzionamento in risposta alle informazioni raccolte dai sensori. L’uso commerciale dei robot si va diffondendo con il crescere dell’automazione nei luoghi di produzione. Nel campo dell’esplorazione dello spazio, vengono regolarmente inviati robot per la raccolta di informazioni in zone attualmente inaccessibili all’uomo: si ricorda tra tutti il Sojourner, il robottino che nel 1997 esplorò il suolo del pianeta Marte, muovendosi autonomamente, raccogliendo campioni e registrando immagini.

Il Giappone è in prima linea tra le nazioni che esplorano le possibilità di sviluppo dei sistemi robotizzati. Già nel 1986 la Honda Motors aveva realizzato Eo, il primo robot in grado di camminare; più recentemente ha creato Asimo, un androide alto 120 cm che, oltre a camminare, parla, risponde a qualche comando ed è capace di svolgere alcune semplici mansioni. Prima che Asimo possa diventare un efficiente assistente dell’uomo, tuttavia, vanno migliorati i suoi numerosi limiti: oltre ad avere una scarsa autonomia energetica, infatti, è piuttosto impacciato, riconosce pochi comandi e risponde alle poche voci che comprende con un vocabolario molto ristretto. Per questo, la Honda Motors ha deciso di collaborare con il nuovo istituto di ricerca per la Cognizione e la Robotica Cor-Lab dell’Università di Bielefeld, in Germania, rendendo noto parte del software che sta alla base del funzionamento di Asimo.

Non è possibile predire, per ora, se gli androidi della fantascienza diverranno realtà; fino a oggi, anche l’imitazione delle azioni più semplici rimane per i robot estremamente complicata. La questione della possibilità di creare un eventuale androide intelligente è competenza dell’intelligenza artificiale.