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CONTROLLO ED INTERAZIONE DI UNA MANO ROBOTICA ANTROPOMORFA

Presso il laboratorio di robotica della sezione di Palermo dell'ICAR CNR è in corso una fruttuosa attività di ricerca per la creazione di un'interfaccia uomo-macchina basata sull'interpretazione dei gesti. Una mano robotica antropomorfa (DIST-Hand, costruita dalla GraalTech di Genova) e un sistema di acquisizione video a basso costo hanno costituito la piattaforma di sperimentazione di metodologie avanzate ed innovative. L'utente del sistema mostra la sua mano alla telecamera collegata ad un computer, esegue dei movimenti che in maniera automatica sono interpretati e ricostruiti. La mano robotica può comportarsi in due modi:
- imitare il movimento mostrato e in tal caso si parla di tele-operazione, vale a dire la possibilità di eseguire manipolazioni da remoto (si pensi al caso di materiali pericolosi o all'esplorazione planetaria);
- rispondere con gesti opportuni, interagendo con l'utente per eseguire compiti in collaborazione (si pensi all'assistenza ospedaliera, supporto o riabilitazione per disabili o anziani), comunicare (impartendo ordini per far eseguire determinate azioni) o semplicemente giocare (per esempio il gioco della morra è stato scelto per le verifiche di funzionamento).
Una così ampia varietà di possibili utilizzi della mano robotica scaturisce dall'adozione di un modello cognitivo basato sugli Spazi Concettuali: spazi geometrici multi-dimensionali che riportano le informazioni più importanti sotto forma di vettori detti knoxel (knowledge pixel), con i quali è possibile confrontare matematicamente oggetti, situazioni, azioni relative al sistema robotico e la scena in cui opera. L'architettura software che ne scaturisce, adattabile anche ad altri sistemi robotici, permette di trattare in maniera sistematica i differenti livelli di conoscenza coinvolti nei processi d'elaborazione: a partire dai dati sensoriali (telecamere, sonar, sensori ad infrarossi, etc.), si organizza l'informazione in strutture atte all'elaborazione ed estrazione dei soli dati utili, tali da permettere ragionamenti ad alto livello (pianificazione, descrizione simbolica, interazione). In particolare, il sistema relativo alla mano robotica è in grado di adattarsi alla mano di un qualsiasi utente, può completare movimenti incompleti o correggere quelli sbagliati, ed è accessibile da altri computer collegati in rete locale o da internet. Attualmente si sta lavorando, congiuntamente al Dipartimento di Ingegneria Informatica dell'Università di Palermo, all'integrazione della mano robotica con un braccio robotico per consentire un'analisi più ampia della gestualità umana. Sono allo studio inoltre alcuni aspetti di interazione connessi al riconoscimento di stati emotivi, per i quali si ci avvale della collaborazione del Dipartimento di Psicologia dell'Università di Palermo, allo scopo di avere sistemi robotici in grado di agire sempre più da "umani" che da "macchine".
La ricerca è stata condotta tra l'altro nell'ambito di vari progetti (ad esempio RoboCare, per l'implementazione di sistemi robotici distribuiti di supporto per gli anziani) e nell'ambito di collaborazioni con altri enti di ricerca (tra questi si segnala l'Agenzia Spaziale Italiana).

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