Scarica il testo del quaderno (1.06 MB) - Fondazione Ugo Bordoni

R O B O T :
approcci e architetture
Secondo l’International Organisation for Standardisation
(definizione ISO 8373), un robot è “un
manipolatore automaticamente controllato, riprogrammabile,
multi-funzionale, programmabile su
tre o più assi, che può essere fisso o mobile per
l’uso in applicazioni di automazione industriale”.
Questa definizione - condivisa anche dalla Internationa
Federation of Robotics, dalla European Robotics
Research Network e da altre simili organizzazioni
- è piuttosto riduttiva e non contempla la
grande varietà di macchine più o meno intelligenti
che sono state costruite realmente o sono semplicemente
scaturite dalla fantasia di noi umani.
Un tratto caratteristico attribuito ai robot è l’autonomia:
un robot autonomo è un agente in grado
di compiere i compiti affidategli in ambienti non
strutturati e senza guida umana, esibendo diversi
gradi di indipendenza decisionale ed operativa a
seconda dello scopo per cui è stato progettato. Per
esempio, un alto livello di indipendenza è richiesto
per le esplorazioni spaziali, in cui i robot devono
essere in grado di effettuare molteplici azioni in un
luogo remoto e senza possibilità di qualsiasi tipo
di controllo.
I moderni robot industriali sono autonomi solo
rispetto al loro ambiente e alle operazioni che
compiono, anche se possono esserci delle variabili
il cui valore deve essere di volta in volta ricalcolato:
per esempio, il robot deve determinare la posizione
del pezzo o il tipo di oggetto da trattare.
Un robot completamente autonomo è invece
in grado di estrarre informazioni dall’ambiente in
cui si muove, di lavorare per lunghi periodi di tempo
senza alcun intervento umano, di muoversi tutto
o in parte nel suo ambiente senza assistenza,
evitare situazioni che sono dannose per le perso-
OTTOBRE2008
di Daniela D’Aloisi
ne o per se stesso a meno che non facciano parte
dei suoi compiti, per esempio nella disattivazione
di un ordigno.
I robot autonomi spesso sono implementati con
tecniche d’intelligenza artificiale e sono anche dotati
di capacità di apprendimento al fine di aumentare
le loro competenze o di migliorare le proprie
prestazioni. La possibilità di pianificare strategie per
adattarsi al cambiamento dell’ambiente o per reagire
a situazioni impreviste aumenta il loro grado
di autonomia e la possibilità di successo nel raggiungimento
dei loro obiettivi.
Mancando una definizione universale per il termine
robot, introduciamo una caratterizzazione
strutturale largamente accettata. Un robot può essere
visto come composto da: un insieme di parti
meccaniche - come ad esempio una piattaforma
mobile o di un braccio - e una collezione di attuatori/effettori
che possano interagire con l’ambiente;
un insieme di sensori in grado di sentire
l’ambiente intorno e dare feedback; un cervello, visto
come un insieme di programmi che definiscono
il suo comportamento in base al contesto e alla
situazione corrente, che processa gli input e decide
cosa fare in risposta allo stato attuale.
Nella robotica tradizionale, il robot possiede una
mappa dell’ambiente in cui opera e pianifica cosa
fare basandosi su questa mappa. I suoi sensori - il
cui tipo dipende dalle sue funzionalità - catturano
informazioni dall’ambiente, il suo cervello le integra
ed elabora, aggiornando la mappa del suo mondo.
In base a questo, decide il piano da eseguire che
mette in pratica attraverso i suoi attuatori ed effettori:
i primi sono essenzialmente motori a cui i secondi,
che di fatto interagiscono con l’ambiente, so-
47