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Descrizione
commessa
Tecnologie avanzate per l'interazione uomo, robot ed agenti intelligenti


Tematiche di ricerca:
La commessa si articola in tre principali tematiche: (1) sviluppo di architetture e modelli che consentano a dei robot di sviluppare autonomamente, in interazione con l'ambiente e eventualmente attraverso l'interazione con un mediatore umano, capacità comportamentali e cognitive; (2) sviluppo di modelli ed architetture integrate di agenti cognitivi dotati della capacità di azione individuale, sociale e collettiva, di anticipazione, nonché delle relative strutture rappresentazionali e decisionali, con integrate componenti motivazionali ed emotive. (3) Sviluppo di teorie e piattaforme simulative dei costrutti e delle dinamiche sociali (diffusione conoscenza, fiducia, negoziazione e risoluzione conflitti, norme, reputazione) in sistemi naturali complessi ed ibridi, per ottenere dati e modelli da implementare nei sistemi ad agente e multi-agente suddetti.
Obiettivi:
L'obiettivo è di fornire teorie, modelli formali e/o computazionali, dati e piattaforme per la realizzazione di avanzati e competitivi sistemi di agent-mediated interaction in ambienti complessi. Inoltre, si punta a costruire teorie e modelli di agenti autonomi, intelligenti e adattativi e a fornire strumenti anticipatori e flessibili, intelligenti ed interattivi alla produzione di tecnologie pervasive e ubique dell'informazione in ambienti ibridi e complessi come le infosocietà. Più in particolare, si prevedono i seguenti risultati: (i) nuove metodologie per lo sviluppo di sistemi distribuiti situati in un ambiente fisico in grado di coordinarsi e comunicare, e in grado di adattarsi alle variazioni ambientali; (ii) avanzamento nella capacità di modellazione e delle problematiche di integrazione architetturale di diverse attitudini socio-cognitive; (iii) sviluppo di nuove metodologie e modelli di simulazione sociale per sistemi ad agenti.
Stato dell'Arte:
Una delle principali frontiere scientifiche e tecnologiche del settore dell'Information and Communication Technologies (ICT) è certamente rappresentata dalla possibilità di sviluppare tecnologie avanzate per l'interazione tra utenti umani e sistemi artificiali. La necessità di affrontare in profondità lo studio delle più avanzate interazioni nasce da almeno due principali motivazioni: da una parte c'è il bisogno di rendere "accettabili" e "comprensibili" agli umani i nuovi sistemi artificiali, siano essi robot, sistemi virtuali o ambienti tecnologicamente avanzati; dall'altra, di sviluppare modelli e sistemi adeguati per queste stesse interazioni: ossia sistemi attrezzati con quelle capacità cognitive necessarie per un'interazione adeguata con esseri umani (la capacità di previsione e di anticipazione sono chiari casi esemplificativi in tale direzione). Questa commessa contribuirà al Progetto 5 nell'area tematica degli Autonomous cognitive agents.
Potenziale Impiego:
per processi produttivi:
Si può prevedere un potenziale impiego in settori tipo: sistemi distribuiti, Commercio elettronico, Interfaccia robot-robot uomo-robot, robotica collettiva, ubiquitous computing, come anche nel settore di automazione per veicoli spaziali.
per risposte a bisogni individuali e collettivi:
Nei nuovi ambienti fisici e più generalmente comunicativi (info-società), cresce la necessità di mediazione, comprensione, accettazione delle funzionalità e possibilità di supporto costituite dai vari dispositivi computerizzati sempre più massivamente presenti (pervasive computing). Alcuni esempi di applicazioni a medio termine, sono i seguenti: comunicazione non verbale di robot-assistenti con disabili ed anziani, "domotica" (ambienti intelligenti), previsione di fenomeni naturali e sociali, applicazioni ludiche (giochi e videogiochi intelligenti), applicazioni didattiche (sistemi tutoriali intelligenti, formazione a distanza), applicazioni alle reti di comunicazione, esplorazione collettiva in ambienti inospitali o inaccessibili per l'uomo (scenari colpiti da disastri naturali, mari, spazio, reti fognarie, deserti, banchise, interno del corpo umano) ed azione collettiva in tali ambienti (recupero di elementi presenti in gran numero in grandi spazi, es. bonifiche ambientali)
Competenze, strumentazione, tecniche di indagine e tecnologie :
Competenze (conoscenze possedute dai partecipanti alla commessa rilevanti ai fini del suo svolgimento):
Le competenze dei ricercatori impegnati in questa commessa variano dall'ingegneria elettronica, alle scienze biologiche e fisiche, alla scienze sociali e del comportamento.
Strumentazione (dispositivi, apparecchiature o impianti utilizzati per lo svolgimento delle attività):
L'attività di ricerca si avvarrà delle seguenti attrezzature (piattaforme robotiche, software, computer cluster) acquisite o co-sviluppate dall'ISTC-CNR nell'ambito di recenti progetti di ricerca europei e nazionali: N. 1 Robot Umanoidi I-CUB N. 6 Robot s-bots N. 20 Robot e-pucks dotati di "ground sensors extensions", "omnidirectional vision turret", e "color led turret". N. 1 Braccio robotico customizzato (4 DOF). N. 1 Simulator I-CUB sviluppato dall'ISTC-CNR N. 1 Computer cluster per simulazioni (64 processori)
Tecniche d'indagine (metodologie per la comprensione di fenomeni o strutture attraverso l'impiego combinato di competenze e strumentazione):
Gli approcci di indagine utilizzati sono tipicamente interdisciplinari, facendo riferimento sia alle tecniche di analisi che ai modelli e dati presentati nella letteratura scientifica delle seguenti aree: a) robotica; b) neuroscienze; c) psicologia; d) scienze sociali.
Tecnologie (Metodologie di modellazione o di intervento su oggetti e sistemi):
Uno delle metodologie di indagine utilizzata e' la realizzazione di modelli di vita artificiale comprendenti: a) la simulazioni di sistemi embodied (es. robot) con codice C++ o Java, o sulla base di librerie dedicate (es. Newton); b) l'utilizzo di reti neurali per l'implementazione dei controllori dei sistemi embodied; c) l'utilizzo di algoritmi di apprendimento autonomo quali gli algoritmi genetici, l'apprendimento supervisionato e non supervisionato e l'apprendimento per rinforzo.
 
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