Robotica cloud: applicazioni e tecnologie

I cloud robot sono controllati da un "cervello" nel cloud. Il cervello, situato in un data center, fa uso di Intelligenza Artificiale e altre tecnologie software avanzate per affrontare compiti che nei robot tradizionali sarebbero effettuati da un controllore locale di bordo. Rispetto ai robot locali, i cloud robot genereranno nuove catene del valore, nuove tecnologie, nuove architetture, nuove esperienze e nuovi modelli di business. In questo articolo esploreremo tutti questi aspetti legati alla robotica cloud.

Introduzione

La robotica cloud è un concetto relativamente recente. I primi lavori risalgono al 2010, quando la Commissione Europea diede inizio al progetto RoboEarth. Tale progetto aveva come obiettivo la creazione di un "World Wide Web per i robot". RoboEarth e i successivi progetti come Rapyuta e Robohow hanno formalizzato il concetto e le tecnologie di base e stanno ancora influenzando la ricerca odierna nel campo della robotica cloud.

I vantaggi principali dei cloud robot rispetto ai loro concorrenti tradizionali, possono essere riassunti in tre punti:

Condivisione delle informazioni - molti cloud robot possono essere controllati da un singolo "cervello", e il cervello può accumulare informazioni visive, verbali e ambientali da tutti i robot collegati. L'intelligenza derivata da questi dati può essere utilizzata da tutti i robot controllati dal cervello. Come con altri servizi cloud, le informazioni raccolte ed elaborate su ogni robot saranno sempre aggiornate ed il backup di sicurezza verrà sempre eseguito. Per gli sviluppatori il beneficio consiste nel poter creare soluzioni riutilizzabili per tutti i robot connessi al cloud.
Calcoli nel cloud - Alcuni compiti del robot richiedono più potenza di calcolo di quella che un controller locale può economicamente fornire. Scaricando nel cloud le attività ad alta intensità di dati come il riconoscimento vocale e delle immagini, la generazione della voce, la mappatura ambientale e la pianificazione del movimento, abbasserà i requisiti hardware e il consumo energetico dei robot, rendendoli più leggeri, piccoli ed economici.
Collaborazione - I cloud robot non hanno bisogno di lavorare da soli. Usando il cloud come mezzo comune, questo consente a due robot di lavorare insieme per trasportare un oggetto che sarebbe troppo pesante per uno solo; oppure un gruppo di semplici robot operai può lavorare con una mappa locale, fornita da un robot leader equipaggiato con costosi sensori.

Come evidenziato in Figura 1, tre sono gli elementi fondamentali che separano la robotica tradizionale da quella cloud: i robot fisici, la connettività e l'Intelligenza Artificiale.

Figura 1: I tre elementi fondamentali per la sintesi della robotica cloud

Applicazioni

L'uso delle risorse cloud potenzia i robot e offre loro nuove capacità in molte aree:

Elaborazione visiva intelligente: classificazione dell'immagine, rilevamento del bersaglio, segmentazione dell'immagine, descrizione dell'immagine, riconoscimento del carattere.
Elaborazione del linguaggio naturale: comprensione semantica basata sull'apprendimento profondo, identificazione accurata dell'intento dell'utente, analisi emotiva.
Riconoscimento facciale: algoritmo di rilevamento del volto basato sull'apprendimento profondo; nei video in tempo reale per rilevare con precisione il volto; per superare problemi come: faccia laterale, metà viso oscurato e sfocato.
Estensione delle attuali applicazioni robot: navigazione mappa outdoor, posizionamento e navigazione indoor, identificazione del prodotto tipico, identificazione universale dell'oggetto, comprensione ambientale, lettura di testi, messaggi vocali.

Le applicazioni che emergeranno per i cloud robot sono di molti tipi. Alcune sono già operative mentre altre sono ancora in una fase iniziale di sviluppo. Vediamo alcuni esempi.

Logistica

Amazon e altre aziende hanno implementato sistemi robotici logistici. L'AGV (Automated Guided Vehicle) su ruote è la tipologia principale di robot logistico (sebbene alcune aziende logistiche stiano anche sperimentando l'uso di droni aerei). Collegandosi al cloud, gli AGV possono ricevere una pianificazione unificata (ovvero tutti gli AGV lavorano come un unico sistema per ottenere la massima efficienza). Inoltre, gli AGV possono essere dotati di sistemi di visione artificiale e i video possono essere trasmessi a sistemi basati su cloud per gestire una varietà di situazioni lungo il percorso. Alla fine, questo comporterà l'uscita degli AGV dalle aree controllate per effettuare compiti all'esterno, anche in luoghi pubblici per la consegna di pacchi o cibo.

Sicurezza e sorveglianza

Nei luoghi pubblici, i robot cloud possono effettuare ispezioni di sicurezza 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, sostituendo così il personale di sicurezza. Il cloud robot raccoglierà video e immagini fisse per inviarli al cloud di pubblica sicurezza per l'identificazione in tempo reale di persone e attività sospette. Tali robot sono già utilizzati ad esempio all'aeroporto di Shenzhen in Cina.

Guide

In luoghi pubblici come banche e ospedali, i robot come Pepper di Softbank (Figura 2) vengono utilizzati per guidare i visitatori. Sono anche utilizzati per fornire servizi di vendita al dettaglio da società come Nestlé, Yamada Electric e Mizuho Bank. I cloud robot possono utilizzare un vasto database di conoscenze nel cloud e comunicare usando il linguaggio naturale; possono persino riconoscere e rispondere alle espressioni delle persone utilizzando l'analisi delle immagini basata sull'AI cloud, per migliorare l'esperienza d'uso.

Figura 2: Il robot denominato Pepper di Softbank

Educazione, intrattenimento e compagnia

Negli ultimi anni, l'applicazione della visione artificiale e dell'Intelligenza Artificiale ha portato allo sviluppo di molti robot per l'istruzione e l'intrattenimento. Gli esempi includono Jibo, Asus Zenbo, e Softbank Nao. Questi robot hanno un aspetto umanoide e la capacità di usare il linguaggio naturale. Possono scaricare contenuti dal cloud per fornire servizi di intrattenimento o educativi.

Assistenza e cura della persona

Fornire servizi di assistenza e cura della persona per gli anziani è ampiamente considerato come il prossimo importante passo per la robotica. La potenza del cloud rende il comportamento dei robot per la cura più simile a quello umano. Essi possono inviare i dati di monitoraggio in tempo reale sulla salute della persona, aiutare le persone a muoversi e a completare i lavori domestici. Un esempio di questo tipo di robot è Romeo di Softbank.

La catena del valore della robotica cloud

La catena del valore della robotica cloud è mostrata nella Figura 3. Il fornitore della piattaforma robotica fornisce il robot che esegue le applicazioni; queste applicazioni utilizzano servizi intelligenti del provider di Intelligenza Artificiale, facendo uso della rete cellulare per fornire un'esperienza utente "intelligente" agli utenti finali.

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