I robot possono imparare guardando tutorial, proprio come noi

I robot del futuro potranno imparare osservandoci, proprio come farebbe un apprendista umano. La svolta arriva dai laboratori della Cornell University, dove un team di scienziati informatici ha sviluppato un sistema rivoluzionario chiamato RHyME (Retrieval for Hybrid Imitation under Mismatched Execution) che permette alle macchine di apprendere compiti complessi guardando una singola dimostrazione umana.

Questa innovazione potrebbe finalmente superare uno dei problemi più persistenti della robotica: la rigidità nell'apprendimento e l'incapacità di adattarsi a situazioni impreviste. Fino ad oggi, infatti, programmare un robot significava impartire istruzioni dettagliatissime e raccogliere enormi quantità di dati, con il rischio che qualsiasi minima deviazione dal copione causasse un fallimento completo.

"Uno degli aspetti più frustranti nel lavorare con i robot è la necessità di raccogliere così tanti dati sul robot che esegue diversi compiti. Gli esseri umani non imparano così. Noi osserviamo altre persone come fonte d'ispirazione", spiega Kushal Kedia, dottorando in informatica alla Cornell e autore principale dello studio che sarà presentato alla IEEE International Conference on Robotics and Automation di Atlanta.

Per decenni, l'apprendimento robotico si è basato sull'imitazione, un metodo in cui i robot osservano dimostrazioni umane per acquisire nuove competenze. Tuttavia, questo approccio richiedeva dimostrazioni estremamente controllate – i movimenti umani dovevano essere fluidi, precisi e coerenti, altrimenti il robot non sarebbe stato in grado di replicarli correttamente.

L'imprevedibilità umana è sempre stata un ostacolo insormontabile. I nostri movimenti sono complessi e spesso eseguiti in modi che i robot non possono facilmente imitare a causa delle loro differenti capacità meccaniche. Come sottolinea Sanjiban Choudhury, professore assistente di informatica e co-autore dello studio: "Se un umano si muove in modo diverso da come può muoversi un robot, il metodo tradizionale fallisce immediatamente".

RHyME affronta questa sfida con un approccio completamente nuovo. Anziché tentare di replicare le azioni umane passo dopo passo, il sistema fornisce ai robot una sorta di memoria contestuale che funziona in modo simile al buon senso umano. Quando un robot incontra un compito che ha visto eseguire da una persona – come mettere una tazza nel lavandino – può richiamare e adattare movimenti correlati dal suo archivio video, come afferrare un oggetto diverso o eseguire un movimento simile del braccio.

Questo processo consente al robot di creare connessioni intelligenti anche quando le dimostrazioni umane non si allineano perfettamente con la propria meccanica. In sostanza, RHyME permette ai robot di sintetizzare nuovi comportamenti combinando creativamente esempi passati, un processo molto più simile all'apprendimento umano.

I risultati sono impressionanti: nei test di laboratorio, i robot addestrati con RHyME hanno raggiunto un miglioramento del 50% nei tassi di successo dei compiti rispetto alle tecniche di addestramento tradizionali. Ancora più notevole è il fatto che RHyME abbia ottenuto questi risultati utilizzando solo 30 minuti di dati specifici per robot, riducendo drasticamente il carico di formazione che è stato a lungo un ostacolo nello sviluppo robotico.

Verso un futuro di assistenti robotici domestici

"Questo lavoro rappresenta una svolta rispetto a come i robot vengono programmati oggi", afferma Choudhury. "Lo stato attuale della programmazione robotica richiede migliaia di ore di teleoperazione per insegnare al robot come eseguire compiti. È semplicemente impossibile. Con RHyME, ci stiamo allontanando da quel modello per addestrare i robot in modo più scalabile".

Sebbene i robot domestici di livello consumer siano ancora un sogno lontano, RHyME rappresenta un passo significativo in quella direzione. La capacità dei robot di apprendere rapidamente e in modo flessibile osservando le persone – anche da un singolo video – potrebbe un giorno rendere gli assistenti robotici più pratici, economici e accessibili per tutti.

Con l'automazione sempre più integrata nella vita quotidiana, sistemi come RHyME sono destinati a semplificare l'addestramento robotico in diversi settori. Dall'assistenza agli anziani alla logistica di magazzino, questi robot più intelligenti potrebbero adattarsi alla natura dinamica degli ambienti del mondo reale con molto meno supervisione umana.

L'intuizione fondamentale rimane: invece di costringere i robot a copiarci con precisione, possiamo insegnare loro a trarre ispirazione da noi – proprio come facciamo noi tra esseri umani. Una lezione che potrebbe rivoluzionare il modo in cui interagiremo con le macchine nel prossimo futuro.