I ricercatori del MIT’s Improbable Artificial Intelligence Lab hanno sviluppato un sistema robotico a quattro zampe, chiamato DribbleBot, in grado di giocare a calcio su terreni naturali diversi come sabbia, ghiaia, fango e neve. Il robot utilizza sensori e calcolo integrati per dribblare il pallone proprio come un essere umano, e può riprendersi anche dopo una caduta grazie ad un apposito controller di ripristino. La capacità del robot di navigare in terreni sconosciuti e recuperare dopo una caduta potrebbe essere utile in futuro per le missioni di ricerca e soccorso.
La programmazione dei robot per giocare a calcio è un’area attiva di ricerca da alcuni anni. Tuttavia, il team del MIT cercava di apprendere automaticamente come attivare le gambe durante il dribbling, per consentire la scoperta di competenze difficili da scriptare per rispondere a diverse situazioni come neve, ghiaia, sabbia, erba e asfalto. Ed è qui che entra in gioco la simulazione. Un robot, un pallone e un terreno sono all’interno della simulazione – un mondo digitale. È possibile caricare il robot e altri elementi e impostare i parametri fisici, e poi la simulazione gestisce la simulazione in avanti della dinamica. Quattromila versioni del robot sono simulate contemporaneamente in tempo reale, consentendo la raccolta di dati 4.000 volte più veloce rispetto all’utilizzo di un solo robot.
Il robot inizia senza sapere come dribblare il pallone – riceve semplicemente una ricompensa quando lo fa, o una riabilitazione negativa quando sbaglia. In pratica, cerca di capire quali sequenze di forze deve applicare con le sue gambe. “Un aspetto di questo approccio di apprendimento per rinforzo è che dobbiamo progettare una buona ricompensa per facilitare l’apprendimento del robot di un comportamento di dribbling di successo”, dice lo studente di dottorato del MIT Gabe Margolis, che ha co-condotto il lavoro insieme a Yandong Ji, assistente di ricerca nel Improbable AI Lab. “Una volta progettata questa ricompensa, è tempo di fare pratica per il robot: in tempo reale, ci vogliono un paio di giorni, e nella simulazione, centinaia di giorni. Nel corso del tempo, impara a diventare sempre migliore nella manipolazione del pallone da calcio per raggiungere la velocità desiderata”.
Il bot può anche navigare in terreni sconosciuti e recuperare dalle cadute grazie al controller di ripristino integrato nel suo sistema. Questo controller consente al robot di rialzarsi dopo una caduta e tornare al suo controller di dribbling per continuare a muoversi insieme al pallone, aiutandolo a gestire le interruzioni fuori dalla distribuzione e i terreni difficili.
La capacità del robot di DribbleBot di attraversare diversi terreni potrebbe essere utile in futuro per le missioni di ricerca e soccorso in caso di disastri naturali. “Se guardate attorno a voi oggi, la maggior parte dei robot ha le ruote. Ma immaginate che ci sia una situazione di disastro, alluvione, o un terremoto, e vogliamo che i robot aiutino gli esseri umani nell’azione di ricerca e soccorso. Abbiamo bisogno che le macchine vengano utilizzate su terreni che non sono piatti, e i robot a ruote non possono attraversare quei paesaggi”, ha dichiarato il professor Pulkit Agrawal, del MIT.
Il progetto si inserisce in un filone di ricerca avviato già nel 1992, quando il professor Alan Mackworth della University of British Columbia ha fatto per la prima volta l’idea di robot quadrupedi giocando a calcio, lanciando un progetto chiamato “Robot J-League”. In seguito, il fenomeno ha portato alla creazione di “RoboCup”, una competizione globale in cui squadre di robot gareggiano sul campo di calcio.
Il DribbleBot rappresenta un progresso nella realizzazione di robot a quattro zampe
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