L’interazione sciami umani auto-organizzanti è pensata secondo il progetto dell’architettura astratta di controllo neurale. In sostanza, lo sciame di robot assume la forma di parti del corpo auto-organizzanti che amplificano l’operatore umano.
La robotica dello sciame è un campo di ricerca relativamente nuovo e molto promettente, che comporta lo sviluppo di team multi-robot in grado di spostare e completare compiti insieme. Gli sciami di robot potrebbero avere numerose applicazioni preziose. Ad esempio, potrebbero supportare gli esseri umani durante le missioni di ricerca e soccorso o consentire loro di monitorare aree geografiche di difficile accesso.
I ricercatori del Fraunhofer FKIE e dell’Università di Bonn in Germania hanno recentemente ideato un costrutto teorico che potrebbe guidare lo sviluppo di sistemi di sciami umani auto-organizzanti. Questo costrutto, presentato in un articolo pubblicato sulla rivista Adaptive Behavior di Sage, fornisce una nuova prospettiva olistica all’interazione uomo-sciame, che il team definisce “cicli congiunti uomo-sciame”.
“Ci concentriamo sul sottocampo della robotica che indaga sull’interazione uomo-sciame”, ha detto a TechXplore Jonas D. Hasbach, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio. “Finora, non esiste una prospettiva generale su come progettare al meglio le future interazioni uomo-sciame. Lo scopo del nostro articolo era fornire alla comunità di ricerca una base teorica, un modo di pensare, in grado di mettere in relazione soluzioni isolate in ambito di interazione-umano sciame.”
Quando i ricercatori cercano di progettare “loop” per le interazioni uomo-sciame che funzionano bene in contesti del mondo reale, dovrebbero idealmente considerare queste interazioni nella loro totalità. Ad esempio, non è sufficiente specificare come gli esseri umani possono segnalare il loro intento a uno sciame di robot e gli approcci dovrebbero anche considerare come lo sciame di robot possa offrire feedback agli utenti umani.
“Abbiamo chiesto da un punto di vista teorico come potremmo unire i benefici della cognizione umana con i benefici degli sciami di robot auto-organizzati nel contesto di un mondo complesso”, ha detto Hasbach.
“Ciò ha portato a una metafora bio-ispirata per il design, l’essere umano amplificato dallo sciame, che essenzialmente propone che lo sciame dovrebbe auto-organizzarsi e agire come parti del corpo umano. Ipotizziamo che questa visione possa essere una buona metafora per la progettazione di loop umano-sciame, in grado di gestire le dinamiche del mondo reale.”
In situazioni in cui uno sciame di robot agisce come un’estensione degli umani (cioè, aiutando gli umani a completare un compito in aree che non possono coprire), la metafora del design introdotta da questo team di ricercatori potrebbe essere utilizzata per navigare nel complesso spazio di progettazione delle interazioni uomo-sciame. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di sistemi a sciame umano più efficienti e applicabili in scenari più complessi.
“Ad esempio, possiamo chiedere come il controllo della parte del corpo reale trasmette una sensazione e mapparla sul design dell’interfaccia dello sciame umano”, ha spiegato Hasbach. “Quante volte hai pensato consapevolmente al movimento delle tue gambe quando cammini per strada? Probabilmente non così spesso. Questo ha senso da una prospettiva evolutiva; il controllo stereotipato del corpo è curato da sottosistemi neurali in modo che il sistema cognitivo cosciente possa affrontare più dinamiche complesse”.
Sciami umani auto-organizzanti come estensioni e potenziamento della condizione umana
L’articolo di Hasbach e dei suoi colleghi evidenzia i potenziali vantaggi dell’utilizzo della classificazione dello stato umano come input di controllo fornito a uno sciame di robot, piuttosto che avere un utente umano che controlla lo sciame in ogni momento.
La metafora del design introdotta dai ricercatori potrebbe anche servire da ispirazione per lo sviluppo di quella che a volte viene definita “cognizione dello sciame”. Questa è l’idea che gli sciami biologici (ad esempio formiche, uccelli) e il cervello condividano principi di auto-organizzazione simili che portano alla cognizione e al processo decisionale.
L’idea di “cognizione dello sciame” non è stata ancora esplorata nel contesto dell’ingegneria. Il lavoro dei ricercatori potrebbe aprire interessanti possibilità per lo sviluppo di sciami umani auto-organizzanti ispirati sia al cervello che agli sciami biologici.
“La progettazione di sciami di robot che sono un’estensione del corpo umano riguarda l’integrazione della logica neurale in sciami di robot a livello di rete, che finora ha ricevuto solo un’attenzione limitata”, ha affermato Hasbach. “Abbiamo proposto alcune idee su come gli sciami di robot potrebbero essere pensati come sistemi neurali”.
In futuro, l’approccio teorico ideato da questo team di ricercatori potrebbe ispirare lo sviluppo di nuovi sistemi che consentano interazioni efficaci tra esseri umani e sciami di robot. Nel loro articolo, Hasbach e i suoi colleghi hanno anche presentato i risultati di un interessante esperimento che ha mostrato come uno sciame di robot possa essere considerato come un’interfaccia auto-organizzata in sé e per sé.
“Finora, i nostri concetti sono di natura puramente teorica, ma attualmente stiamo implementando prototipi in modo da poter studiare empiricamente l’essere umano amplificato dallo sciame”, ha detto Hasbach. “I dati empirici verranno utilizzati per aggiornare l’uomo amplificato dallo sciame come teoria scientifica su come progettare l’interazione uomo-sciame”.