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Ernesto Burattini » 1.Introduzione


Organizzazione del corso

  • Lezioni frontali
  • Seminari interni – almeno due per gruppo (1-2 studenti)
  • Seminari esterni – da seguire obbligatoriamente

Organizzazione del corso (segue)

Gruppi di lavoro (max 2 studenti) orientati allo sviluppo di un progetto di simulazione o alla implementazione su piattaforma LEGO di un preassegnato comportamento di un robot. Linguaggio da utilizzare a scelta, C++, Java o simili.
I progetti devono essere completati possibilmente entro la sessione autunnale.

Elementi di valutazione del progetto

  • Originalità del progetto
  • Architettura
  • Implementazione software/hardware
  • Prestazioni
  • Presentazione
  • Ispirazione biologica
  • Documentazione

Testi di riferimento

Murphy R.R. – Introduction to AI robotics – MIT Press – 2000
Arkin R.C. – Behavior-based robotics – MIT Press – 1998
Weiss G. – Multiagent Systems – MIT Press – 2000

Testi consigliati per una lettura:

Burattini E., Cordeschi R., “Intelligenza Artificiale. Manuale per le discipline della comunicazione”, Carocci, 2001.
Cordeschi R. – “La scoperta dell’artificiale”, Dunod, 1998
Tamburrini G. – “I matematici e le macchine intelligenti”, Bruno Mondatori, 2002

Russell S.J., Norvig P. – “Intelligenza Artificiale. Un approccio Moderno”, Vol. 1,2, Prentice Hall, 2005

Siciliano B., Khatib O. – “Springer Handbook of Robotics”, Springer, 2008

Gli antenati letterari dei robot

L’aspirazione dell’uomo a costruire artefatti a lui somiglianti nelle forme e nel comportamento risale a tempi antichissimi. In letteratura molti sono gli esempi di questi artefatti.

Il GOLEM fa la sua prima apparizione nella Bibbia per indicare la “massa ancora priva di forma”, che gli Ebrei accomunano ad Adamo prima che gli fosse infusa l’anima.
Secondo la leggenda, chi veniva a conoscenza di certe arti magiche poteva fabbricare un golem, un gigante di argilla forte e ubbidiente, che poteva essere usato come servo, impiegato per svolgere lavori pesanti e come difensore del popolo ebraico dai suoi persecutori. Il Golem era dotato di una straordinaria forza e resistenza ed eseguiva alla lettera gli ordini del suo creatore di cui diventava una specie di schiavo, tuttavia era incapace di pensare, di parlare e di provare qualsiasi tipo di emozione perché era privo di un’anima e nessuna magia fatta dall’uomo sarebbe stata in grado di fornirgliela (vedi wikipedia).

Una immagine del Golem è disponbilie su Siffblog.

Gli antenati letterari dei robot (segue)

Nel 1818 Mary Wollstonecraft Shelley pubblica un romanzo dal titolo “Frankenstein, or the modern Prometheus”. L’autrice voleva attaccare, in quel tempo, lo sviluppo tecnologico accusando l’uomo di “delirio di onnipotenza” dato che cercava di sostituirsi a Dio nell’atto della creazione.
Il sentimento della “paura”, legato alla figura del mostro di Frankenstein, è, oggi, spesso utilizzato per mettere all’indice coloro che tentano di costruire artefatti simili all’uomo (robot) o creature non generate dall’accoppiamento uomo/donna ma ad esempio attraverso la clonazione (vedi wikipedia).

Una immagine di Frankenstein è disponbilie al sito Open.salon.com

Gli antenati letterari dei robot (segue)

Guerre Stellari (Star Wars) è una saga cinematografica creata da George Lucas.
Il primo film uscì nel 1977.

Tra i protagonisti due robot:

  • C-3PO è di aspetto antropomorfo e comprende più di 6 milioni di forme di comunicazione;
  • R2-D2 (Artoo-Detoo) è un astrodroide specializzato nell’interfacciarsi con ogni sorta di calcolatore ed è abile nelle riparazioni.

Una immagine di C-3PO R2D è disponibile al sito Channel14

Gli antenati letterari dei robot (segue)

Io, Robot (I, Robot) è un film diretto da Alex Pravas, tratto dall’antologia, “Io Robot” di Isaac Asimov (1950), padre della fantascienza moderna.
Il questo libro vengono introdotte le tre famose leggi che regolano il rapporto robot/uomo:

  1. un robot non può recar danno a un essere umano né può permettere che, a causa del proprio mancato intervento, un essere umano riceva danno.
  2. un robot deve obbedire agli ordini impartiti dagli esseri umani, purché tali ordini non contravvengano alla Prima Legge.
  3. un robot deve proteggere la propria esistenza, purché questa autodifesa non contrasti con la Prima e con la Seconda Legge.

(Tratto da: Manuale di Robotica, 56a Edizione – 2058 d.C.)

Una immagine dei Robot è disponibile su Impawards

Robot vs. Uomo

I Robot dovrebbero essere sufficientemente coscienti da avere interazioni interessanti con gli esseri umani.
Tre parole vengono a volte usate come sinonimi:

  • coscienza: essere cosciente significa che io ho internamente una esperienza di un mondo fuori di me, del passato, del futuro, ho delle intenzioni e sono capace di fingere.
  • mente: la mente è la somma di tutte quelle capacità che mi permettono di avere tali esperienze.
  • anima: l’anima è meglio lasciarla ai teologi.

Robot vs. Uomo (segue)

Lo scopo delle scienze cognitive è quello di esplorare e chiarire il significato di ‘essere cosciente‘ in maniera precisa direi scientifica se non addirittura ingegneristica sulla base dell’hardware di cui siamo fatti: il sistema nervoso.
L’interazione tra le scienze cognitive e la robotica è finalizzata alla realizzazione di macchine affinchè, sulla base dei compiti da espletare, raggiungano una competenza del tipo di quella raggiunta da organismi viventi in virtù del fatto che sono consci.

Robot vs. Uomo (segue)

Quali sono gli aspetti di un organismo vivente (uomo incluso) che bisogna studiare per costruire un robot cosciente?

  • Percezione
  • Immaginazione
  • Attenzione
  • Pianificazione
  • Emozione

Robot vs. Uomo (segue)

Percezione: io so che esisto e che mi trovo in un mondo esterno a me.

Immaginazione: io mi ricordo che c’è un mondo fuori di me e posso immaginare mondi di cui non ho nessuna esperienza.

Attenzione: io sono cosciente solo di quello a cui sono interessato in questo momento.

Esercizio

Conta quante volte la ragazza con la maglietta bianca lancia la palla.

Fonte: Viscog Productions, Inc.

© 2007 by Daniel J. Simons 603 E. Daniel St. Champaign, IL 61820

Esercizio (segue)

Vi siete accorti che tra i ragazzi è passato uno scimmione?

Rivedetelo se non ve ne siete accorti.

Fonte: Viscog Productions, Inc.

© 2007 by Daniel J. Simons 603 E. Daniel St. Champaign, IL 61820

Robot vs. Uomo (segue)

Pianificazione: io sono capace di immaginare eventi futuri nel mondo e determinare le mie azioni per raggiungere i miei scopi.

Emozione: le mie emozioni influenzano e sono influenzate dalle mie decisioni.

Che cosa ancora?

Possiamo vedere nel futuro solo per un piccolo tratto, ma possiamo pure vedere che in questo piccolo tratto c’è molto da fare.

(Turing, 1950, Computing machinery and Intelligence, in “Mind”, n. 59, p. 193)

Che cosa è un robot?

Che cosa è un robot intelligente?
Comprensione dell’ambiente nel quale opera il robot e dei compiti che gli sono richiesti di eseguire.
Ma quale robot?
Secondo l’Associazione dell’Industria della Robotica (RIA), “un robot è un manipolatore riprogrammabile, multi-funzionale, progettato per trasportare materiale, parti, attrezzi, o apparecchiature specializzate attraverso movimenti variabili programmati e per compiere una varietà di compiti”.

Che cosa è un robot? (segue)

La robotica può essere intesa come il collegamento intelligente di percezione ed azione.
Un robot intelligente è una macchina capace di estrarre informazioni dal suo ambiente e usare la conoscenza sul suo mondo per muoversi in sicurezza in un maniera significativa e mirata.

I Robot sono stati dipinti come creature antropomorfe o modellati come animali.

Che cosa è un robot? (segue)

I robot possono essere distinti in termini di:

  • taglia
  • materiali con cui sono fatti,
  • modo con il quale sono tenuti insieme,
  • attuatori che usano (motori e trasmissioni),
  • tipi di sistemi sensoriali che possiedono,
  • sistemi di computer on-board sistemi di locomozione.

Questo corso si concentra sugli aspetti di performance e di comportamento robotico e del progetto delle architetture che permettono al robot di fare ciò che desideriamo.

Non è presentato il progetto fisico dei robot.

Che cosa è un robot? (segue)

Come raggiungiamo lo scopo di un comportamento robotico intelligente?

Di quale scienza di base e di quale tecnologia abbiamo bisogno per realizzare questa meta?

Questo corso tenta di rispondere a queste domande studiando la base e l’organizzazione del comportamento.

Interpretando il ruolo che giocano la conoscenza, la percezione, l’apprendimento e l’adattamento, e infine il lavoro di gruppo tra robot.

I materiali di supporto della lezione

Murphy R.R. - Introduction to AI robotics - MIT Press - 2000

Arkin R.C. - Behavior-based robotics - MIT Press - 1998

Weiss G. - Multiagent Systems - MIT Press - 2000

Burattini E., Cordeschi R., “Intelligenza Artificiale. Manuale per le discipline della comunicazione”, Carocci, 2001.

Siciliano B., Khatib O., - "Springer Handbook of Robotics", Springer, 2008

Cordeschi R. – “La scoperta dell'artificiale”, Dunod, 1998

Tamburrini G. – “I matematici e le macchine intelligenti”, Bruno Mondatori, 2002

Russell S.J., Norvig P. – Intelligenza Artificiale

Un approccio Moderno – Vol. 1,2 – Prentice Hall - 2005

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