Grazie all’integrazione di tecnologie diverse, allo sviluppo di software specifici, e all`impiego di una evoluzione del robot umanoide iCub – iCub3 – un gruppo di ricercatori e ricercatrici IIT ha teleoperato il robot a circa 300 km di distanza: dai laboratori di Genova all`interno del Padiglione Italia alla 17esima Mostra Internazionale di Architettura di Venezia. Si è trattato del primo esempio di tele-esistenza: interagire con persone e oggetti, muoversi in uno spazio, toccare e percepire l`abbraccio ricevuto restando, pero, a chilometri e chilometri di distanza da dove tutto ciò accade. Da Genova, il ricercatore si è potuto immergere attraverso il proprio avatar in una realtà remota, interagendo dal punto di vista verbale, non verbale e fisico con una terza persona che si trovava a Venezia.
“Abbiamo sviluppato delle tecnologie in grado di monitorare l’essere umano riguardo la propria camminata oppure i movimenti delle braccia, e questi movimenti vengono trasportati sul robot. Analogamente questa tecnologia ci permette di poi trasportare le sensazioni del robot sull’operatore qui a Genova – spiega Daniele Pucci, responsabile del team di ricerca AMI – Artificial Mechanical Intelligence di IIT – Se una persona ad esempio tocca il robot ecco che l’operatore si sente toccare grazie alle tecnologie indossabili che abbiamo sviluppato. Così se il robot afferra un oggetto, grazie a dei guanti che sono stati integrati nel sistema, ecco che l’operatore sente la sensazione del tocco dell’oggetto sulla propria mano. Questo permette una tele-operazione immersiva che noi chiamiamo tele-esistenza”. L`esperimento è stato realizzato in collaborazione con il Padiglione Italia “Comunità Resilienti” alla 17esima Mostra Internazionale di Architettura – La Biennale di Venezia, promosso dalla Direzione Generale Creatività Contemporanea del Ministero della Cultura e curato dall’architetto Alessandro Melis.
Per vivere l`esperienza del proprio avatar, ovvero per ottenere il più accurato controllo del robot, il teleoperatore indossa una tuta sensorizzata ideata e realizzata da IIT nell`ambito del progetto europeo AnDy e applicata con INAIL all’interno del progetto ergoCub. La tuta, chiamata “iFeel”, ha due obiettivi principali: da una parte tracciare il movimento corporeo dell`operatore e trasmetterlo al robot, dall`altra fornire il feedback aptico – sensazioni di tipo tattile – all`operatore che la indossa in modo che possa percepire quando e dove il robot viene toccato. L`utente nella sede IIT di Genova cammina sul posto all`interno di una piattaforma di realtà virtuale che rileva la direzione e la velocità della camminata e gli permette di muovere liberamente la parte inferiore (gambe e piedi) e superiore del corpo (braccia e mani): la sensoristica indossabile iFeel monitora questi movimenti e li trasferisce all`avatar robotico a Venezia che muove braccia e gambe come l`utente a Genova. Inoltre, il team IIT è responsabile dello sviluppo degli algoritmi che permettono l`integrazione di diverse tecnologie già esistenti. L`operatore infatti indossa un visore che traccia la sua mimica facciale e i movimenti della testa che vengono poi trasferiti all`avatar e riprodotti con un alto livello di precisione.
Così per esempio quando l`operatore annuisce anche il robot annuisce e quando l`operatore chiude gli occhi o muove le sopracciglia, il robot replica le sue azioni facendo apparire dei led che simulano le diverse espressioni del viso- stupita, felice o triste – per una migliore interazione con gli esseri umani. Gli occhi di iCub 3 sono in realtà delle telecamere che acquisiscono immagini a Venezia poi trasferite al visore dell`operatore a Genova, che vede e sente quello che il robot vede e sente. Il robot, inoltre, è in grado anche di relazionarsi verbalmente con chi incontra durante la visita. La conversazione tra l`utente dal centro di IIT e la guida a Venezia, infatti, è possibile grazie a sistemi che registrano la voce dell`operatore, la trasmettono all`avatar a Venezia e, quindi, la riproducono fedelmente. L`utente, infine, indossa guanti con sensori che tracciano i movimenti della mano e restituiscono il feedback aptico, in questo modo l’operatore può controllare le dita del robot e sentire come il robot manipola gli oggetti a Venezia. In questo test, quindi, è la realtà virtuale che favorisce l`interazione reale in remoto.
Il buon esito dell`esperimento della tele – esistenza condotto a Venezia concretizza la strategia del team coordinato da Daniele Pucci che mira a sviluppare in futuro robot umanoidi che possano fungere da avatar degli esseri umani consentendo ad esempio di lavorare in remoto in luoghi potenzialmente pericolosi per la salute umana o particolarmente inaccessibili, ma anche di abilitare al lavoro o dare nuove prospettive di presenza a distanza a persone con disabilità e proporre un nuovo modello di fruizione del nostro immenso capitale culturale. “Vogliamo creare avatar robotici per esseri umani utilizzando robot umanoidi per favorire l`interazione con il mondo reale da remoto – spiega ancora Pucci – Utilizziamo metodi simili a quelli di accesso al metaverso per accedere a distanza ad un mondo fisico e non digitale e crediamo che questa direzione di ricerca abbia un potenziale enorme. Da un lato, emergenze come la recente pandemia, ci insegnano che i sistemi avanzati di telepresenza possono diventare necessari in poco tempo e fare la differenza in diversi campi, come la sanità e la logistica; dall`altro, immaginiamo che gli avatar umanoidi potranno consentire alle persone con disabilità di lavorare e compiere azioni nel mondo reale attraverso un corpo robotico col fine ultimo di contrastare l`emarginazione di persone con gravi disabilità confinate nel proprio domicilio”.
La dimostrazione delle tecnologie di tele-esistenza al Padiglione Italia alla 17esima Mostra Internazionale di Architettura è stata possibile grazie alla collaborazione tra IIT e il Ministero della Cultura, che hanno voluto combinare il potenziale della tecnologia italiana nell`ambito della robotica umanoide rappresentato da iCub con l`incredibile patrimonio artistico italiano rappresentato, in questo caso, dalla Biennale di Venezia. “Abbiamo accolto con grande piacere la proposta di collaborare con l’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova per questo progetto – dice il direttore generale Creatività Contemporanea del Ministero della Cultura e Commissario del Padiglione Italia Onofrio Cutaia – Ringraziamo ancora l`architetto Alessandro Melis, curatore del Padiglione Italia per aver condiviso il nostro entusiasmo e aver interagito con iCub 3 in un sorprendente dialogo tra uomo e robot. Un’opportunità unica per promuovere il patrimonio culturale contemporaneo attraverso nuove forme di comunicazione. Siamo convinti che l’interdisciplinarità e l’interazione tra i linguaggi sia la vera sfida da affrontare e su questo punteremo nei prossimi anni”.
