Robot sulla Luna

I progressi nell’Intelligenza Artificiale hanno stimolato la nascita di diverse Autonomous Things come droni, robot e veicoli adatti a svolgere operazioni in modo autonomo. Mentre gli elettrodomestici sono largamente commercializzati, le auto a guida autonoma o i droni con passeggeri hanno davanti a sé almeno un decennio prima di passare alla produzione su scala industriale. Questo almeno per quanto riguarda il settore commerciale. La ricerca può permettersi costi più elevati e portare avanti progetti di robot a guida autonoma. Anche la JAXA, l'agenzia spaziale giapponese, in accordo con la Toyota, sta studiando per rendere la mobilità lunare autonoma una realtà. In questo articolo cercheremo di capire a che punto siamo con la mobilità autonoma e quali sono i progetti che potrebbero portare alla prima, vera generazione di veicoli autonomi.

Robot e auto autonome: una tecnologia "vecchia"

Magari pensiamo che robot, droni e auto siano una tecnologia da Nuovo Millennio, che ci indica squarci di futuro. In realtà, è passato ormai un secolo dai primi esperimenti di auto autonome; già nel 1925, l'auto senza conducente di Houdina, chiamata American Wonder, viaggiò lungo Broadway a New York City e lungo la Fifth Avenue nel traffico intenso. Girava gli angoli, accelerava, rallentava e suonava il clacson. Tuttavia, esperimenti militari in questo senso si erano già svolti alcuni anni prima. Come spesso accadeva, queste auto fantasma furono distribuite in tutto il mondo come espedienti pubblicitari e campagne di guida sicura. Già allora si credeva che un'auto senza conducente fosse l'auto più sicura. Quindi non era solo tecnologicamente realizzabile, ma si trattava di un imperativo morale.

Ora le cose non sono cambiate; abbiamo solo imparato ad essere più prudenti. Sappiamo, come abbiamo potuto constatare dagli incidenti dovuti al pilota automatico, che ci vorrà ancora del tempo prima di arrivare ad una vera e propria guida autonoma. La tecnologia per le Autonomous Things è quindi ancora in fase di sviluppo, ma i progressi fanno si che il mercato globale sia in crescita. Evolvendosi, queste tecnologie saranno sempre più integrate e collegate in modo intelligente, sia tra loro che con l'ambiente. Saranno abbinate alla tecnologia vocale e all'intelligenza emotiva, coesistendo e interagendo naturalmente con gli esseri umani sul lavoro o nella vita privata. Ma già adesso alcune cose sono in parte autonome. Vediamo quali sono i livelli di autonomia che descrivono in che misura la tecnologia stia già assumendo compiti e responsabilità degli operatori umani.

Livello 1: Assistenza. La macchina è prevalentemente controllata da operatori e offre funzionalità di assistenza
Livello 2: Automazione parziale. La macchina possiede funzioni automatiche ma l’operatore deve restare vigile e monitorare le procedure in ogni istante
Livello 3: Automazione condizionale. Un operatore deve essere presente ma non è richiesto che monitori le procedure; tuttavia, deve essere in grado di assumere il controllo con preavviso
Livello 4: Automazione elevata. La macchina è in grado di svolgere tutte le funzioni in certe condizioni. Un operatore può avere l’opzione del controllo
Livello 5: Autonomia completa. La macchina è in grado di decidere e agire indipendentemente dagli operatori

Risulta quindi evidente che sarà necessario ancora qualche tempo prima di arrivare al livello 5 di autonomia, da parte di robot e auto.

Ricerca ed autonomia

Anche se dovremo aspettare ancora qualche tempo, ci sono delle tecnologie che spingono già la ricerca nella direzione giusta.

Sensori, attuatori, Lidar e telecamere: l'integrazione tra i dati forniti da più sensori sta portando ad un miglioramento del rilevamento della profondità, quindi sta rendendo il movimento automatizzato più sicuro.
Intelligenza Artificiale e Reti Neurali: questa tecnologia sta creando le condizioni per lo sviluppo di macchine intelligenti, che possano quindi muoversi in autonomia.
Supercomputer e reti 5G: come dicevamo nel primo punto, i dati sono forniti da più sensori... e sono moltissimi! Si pensa possano generare quasi 4TB di dati al giorno. Avranno necessità di supercomputer, che riescano a gestire in tempo reale una mole così elevata di dati.

Abbiamo quindi alcuni driver che ci stanno guidando in direzione dell'autonomia. Ma ci sono ancora alcune sfide da affrontare, prima di raggiungere la completa autonomia. Le soluzioni Lidar, Laser Imaging Detection and Ranging, a stato solido stanno diventando sempre più diffuse, vista la diminuzione del loro prezzo; inoltre, stanno diventando più rapide e con risoluzione più elevata. Nella tecnologia radar, invece, si stanno sperimentando soluzioni 4D ad elevata risoluzione, che potrebbero avere maggiore accuratezza e costi inferiori, rispetto al Lidar. Avremo bisogno di una capacità di rete elevata per la gestione dei dati, ma dobbiamo innanzitutto preoccuparci della sicurezza informatica; ci sarà da lavorare anche sul contesto normativo, gli standard tecnologici e infrastrutture adeguate perché tecnologie come IA, 5G e blockchain possano portare ad un futuro autonomo. In particolare, l'Intelligenza Artificiale ed il Machine Learning sono necessari per un processo decisionale autonomo.

Robot autonomi: troppo costosi?

Ancora con i robot e le auto autonome commerciali non ci siamo. Ma per la ricerca il discorso è diverso.

HEART

I membri della facoltà di ingegneria dell'Università dell'Arizona Jekan Thanga e Moe Momayez hanno ricevuto 500.000 dollari di finanziamento della NASA per un nuovo progetto per far progredire i metodi di estrazione spaziale che utilizzano sciami di robot autonomi. La Figura 1 raffigura i ricercatori con un prototipo di rover a basso costo stampato in 3D, utilizzato per testare una nuova generazione di sensori in miniatura per applicazioni nell'estrazione mineraria lunare.

Figura 1: Prototipo di rover a basso costo stampato in 3D (Fonte: Università dell’Arizona)

Con gli scienziati che cominciano a considerare più seriamente la costruzione di basi su corpi celesti come la Luna, l'idea dell'estrazione mineraria spaziale sta crescendo in popolarità. Dopo tutto, se qualcuno da Los Angeles si trasferisse a New York per costruire una casa, sarebbe molto più facile comprare i materiali da costruzione a New York piuttosto che comprarli a Los Angeles e trascinarli per 4500 km. Considerando che la distanza tra la Terra e la Luna è circa 85 volte maggiore, usare le risorse esistenti della Luna è un'idea allettante. Secondo l'ipotesi dell'impatto gigante, la Terra e la Luna provengono da un corpo genitore comune, quindi gli scienziati si aspettano che le loro composizioni chimiche siano relativamente simili. L'estrazione mineraria sulla superficie lunare potrebbe far emergere metalli rari necessari per tecnologie come gli smartphone e le attrezzature mediche, il titanio da usare nelle leghe e metalli preziosi come l'oro e il platino, e l'elio-3, un isotopo stabile dell'elio che potrebbe alimentare le centrali nucleari ma che è estremamente raro sulla Terra.

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