Embodied AI: come funziona l’IA in­cor­po­ra­ta

Per IA in­cor­po­ra­ta, o “Embodied AI” in inglese, s’intende l’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le integrata nei sistemi fisici. È il caso, ad esempio, dei robot o di altre macchine autonome. Questo tipo di in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le in­te­ra­gi­sce di­ret­ta­men­te con l’ambiente cir­co­stan­te e utilizza i segnali sen­so­ria­li per prendere decisioni in tempo reale e tradurle in azioni.

Tramite una com­bi­na­zio­ne di per­ce­zio­ne, ap­pren­di­men­to e abilità motorie, l’IA in­cor­po­ra­ta è in grado di eseguire compiti che ri­chie­do­no uno stretto legame tra analisi e azione. In questo modo sono possibili in­te­ra­zio­ni complesse in ambienti dinamici. In questo articolo ti spie­ghia­mo come funziona e quali sono i campi di ap­pli­ca­zio­ne dell’IA in­cor­po­ra­ta.

Come funziona l’Embodied AI?

I vantaggi dell’IA in­cor­po­ra­ta derivano dall’in­te­gra­zio­ne dell’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le (IA) nei sistemi fisici quali droni o robot di servizio. Questi sistemi in­te­ra­gi­sco­no di­ret­ta­men­te con l’ambiente cir­co­stan­te grazie all’in­te­ra­zio­ne di diversi com­po­nen­ti. L’obiettivo della com­bi­na­zio­ne di diversi aspetti è la rea­liz­za­zio­ne ef­fi­cien­te e autonoma di compiti complessi. Tra gli aspetti necessari a questo scopo figurano:

• Sensori: sono fon­da­men­ta­li per il fun­zio­na­men­to dell’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le. Le te­le­ca­me­re, i microfoni e i sensori tattili per­ce­pi­sco­no l’ambiente fisico e re­gi­stra­no i dati relativi a luce, suono, tatto e movimento.
• Ela­bo­ra­zio­ne dei dati: i dati raccolti vengono spesso elaborati in tempo reale uti­liz­zan­do l’ap­pren­di­men­to au­to­ma­ti­co e le reti neurali. Partendo dai dati raccolti, l’IA impara a ri­co­no­sce­re gli schemi per poi prendere decisioni e reagire a nuove si­tua­zio­ni in autonomia.
• Abilità motorie: i dati elaborati sono alla base di tutti i processi de­ci­sio­na­li dell’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le relativi alle sue abilità motorie. Questi dati vengono uti­liz­za­ti per con­trol­la­re motori, parti mobili o ar­ti­co­la­zio­ni che eseguono poi azioni fisiche. Tra queste, ad esempio, la presa di oggetti, la mobilità all’interno di un ambiente e l’adat­ta­men­to a con­di­zio­ni mutevoli.
• Feedback: spesso l’Embodied AI si avvale di cicli di feedback, in modo che i risultati delle azioni siano im­me­dia­ta­men­te valutati e adoperati per adattare i com­por­ta­men­ti suc­ces­si­vi. Questo fa sì che i sistemi mi­glio­ri­no con­ti­nua­men­te le proprie capacità e siano quindi in grado di reagire in modo ap­pro­pria­to in ambienti dinamici.

In quali settori viene impiegata l’Embodied AI?

Il po­ten­zia­le dell’IA in­cor­po­ra­ta è già am­pia­men­te di­mo­stra­to da un gran numero di ap­pli­ca­zio­ni in settori molto diversi tra loro. Si tratta di ambiti che traggono vantaggio dalla com­bi­na­zio­ne di in­te­ra­zio­ne fisica e processo de­ci­sio­na­le autonomo:

• Industria e pro­du­zio­ne: è un settore che ricorre spesso all’Embodied AI sotto forma di robot in­du­stria­li. Questi possono essere ad esempio destinati a lavori di saldatura o al con­fe­zio­na­men­to e al controllo qualità. I robot sup­por­ta­no o so­sti­tui­sco­no le attività umane monotone o pe­ri­co­lo­se grazie a un’ap­pli­ca­zio­ne precisa nei settori in­te­res­sa­ti.
• Guida autonoma: esistono numerosi utilizzi po­ten­zia­li dell’IA nel trasporto stradale, ad esempio nel trasporto merci o nella mobilità urbana nel trasporto pas­seg­ge­ri. Le auto, gli autobus o i camion a guida autonoma e i droni uti­liz­za­no il supporto dell’IA per navigare in ambienti complessi, ana­liz­za­re le si­tua­zio­ni di traffico e reagire a eventi im­pre­vi­sti.
• Sanità: l’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le non serve solo in medicina per ana­liz­za­re meglio i dati delle risonanze ma­gne­ti­che e di altri metodi dia­gno­sti­ci. I robot aiutano anche in aree diverse come le ope­ra­zio­ni, l’as­si­sten­za e la ria­bi­li­ta­zio­ne mi­glio­ran­do il supporto dei pazienti e al­leg­ge­ren­do il carico del personale medico.
• Ga­stro­no­mia e servizi: in ri­sto­ran­ti, alberghi, aeroporti e strutture pubbliche, i robot sup­por­ta­ti dall’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le sono in grado di ac­co­glie­re la clientela e fornire in­for­ma­zio­ni. Anche le funzioni di pulizia avanzate e la consegna di merci sono campi di ap­pli­ca­zio­ne per gli aiutanti autonomi.
• Logistica di magazzino: in questo caso, i robot si occupano di compiti quali il prelievo e il trasporto delle merci e la gestione dei livelli delle scorte, au­men­tan­do l’ef­fi­cien­za e l’ac­cu­ra­tez­za della catena di ap­prov­vi­gio­na­men­to.
• Smart home (domotica): nel settore privato, gli aspi­ra­pol­ve­re e i tosaerba ro­bo­tiz­za­ti sono un esempio diffuso del ricorso all’IA in­cor­po­ra­ta in un ambiente domestico. Questi robot si servono dell’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le anche per scan­sio­na­re l’ambiente e reagire agli ostacoli durante le proprie attività.

Qual è lo stato di sviluppo dell’IA in­cor­po­ra­ta?

Lo stato di avan­za­men­to della tec­no­lo­gia è mi­glio­ra­to si­gni­fi­ca­ti­va­men­te negli ultimi anni ed è tutt’oggi in fase di continua in­no­va­zio­ne. Gli sviluppi dell’IA sono par­ti­co­lar­men­te evidenti nei seguenti punti:

• Robotica e tec­no­lo­gia dei sensori: i robot di oggi si avvalgono di sensori avanzati in grado di ri­co­no­sce­re con pre­ci­sio­ne l’ambiente cir­co­stan­te. Ciò consente ai sistemi sup­por­ta­ti dall’in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le di ri­co­no­sce­re gli oggetti, evitare gli ostacoli e quindi svolgere anche compiti complessi.
• Veicoli a guida autonoma: in ambienti con­trol­la­ti come le fabbriche, i veicoli autonomi sono già in grado di svolgere un’ampia gamma di compiti. Nel traffico stradale pubblico, l’IA incontra ri­pe­tu­ta­men­te sfide im­pre­vi­ste che possono essere superate in modo sempre più efficace at­tra­ver­so la for­ma­zio­ne continua e l’analisi e la va­lu­ta­zio­ne dei dati esistenti.
• Abilità cognitive: grazie ad algoritmi sempre più avanzati, l’IA impara di più dall’espe­rien­za e può quindi adattarsi meglio a si­tua­zio­ni dinamiche e complesse. Molti dei sistemi uti­liz­za­ti oggi sono ancora re­la­ti­va­men­te spe­cia­liz­za­ti e adattati a un campo di compiti ben definito, il che significa che la fles­si­bi­li­tà delle pre­sta­zio­ni umane non può ancora essere com­ple­ta­men­te ricreata.
• In­te­ra­zio­ne con le persone: robot e sistemi di in­tel­li­gen­za ar­ti­fi­cia­le vengono sempre più concepiti con un’at­ten­zio­ne par­ti­co­la­re al fattore umano, al fine di fornire aiuto nell’as­si­sten­za, nei servizi e in casa. In questo senso sono im­por­tan­ti i progressi nell’ela­bo­ra­zio­ne del lin­guag­gio e nel ri­co­no­sci­men­to emotivo. I sistemi oggi di­spo­ni­bi­li hanno ancora dif­fi­col­tà a in­ter­pre­ta­re cor­ret­ta­men­te contesti sociali ed emotivi complessi.

Come può essere uti­liz­za­ta l’Embodied AI nella pratica?

Alcune note aziende non solo hanno in­tra­pre­so test iniziali sul campo e creato prototipi in questo settore, ma hanno già spe­ri­men­ta­to ap­pli­ca­zio­ni adatte all’uso quo­ti­dia­no. Tra gli esempi più noti figurano:

• Boston Dynamics: Spot, un robot a quattro zampe, viene uti­liz­za­to nei cantieri edili per svolgere, tra le altre cose, compiti di ispezione, mappatura e mo­ni­to­rag­gio. Il robot è in grado di muoversi in ambienti complessi e non strut­tu­ra­ti dove l’in­ter­ven­to umano è difficile o rischioso.
• Amazon Robotics: Amazon impiega robot autonomi nei suoi magazzini per prelevare e tra­spor­ta­re le merci. I robot si muovono all’interno dei magazzini ot­ti­miz­zan­do così i processi della catena logistica.
• Intuitive Surgical: in chirurgia, il robot Da Vinci supporta l’ese­cu­zio­ne di procedure precise e mi­nin­va­si­ve. In questo caso viene uti­liz­za­ta una com­bi­na­zio­ne di controllo da parte di un chirurgo umano e di Embodied AI che unisce l’in­tui­zio­ne umana alla pre­ci­sio­ne robotica.

Con­clu­sio­ne: l’enorme po­ten­zia­le dell’IA in­cor­po­ra­ta

Il ricorso all’Embodied AI consente di svolgere molti processi e compiti talvolta difficili o pe­ri­co­lo­si con l’aiuto di macchine e robot. L’ese­cu­zio­ne precisa e la ma­no­vra­bi­li­tà sempre migliore in si­tua­zio­ni dinamiche e complesse sono il punto di partenza per ulteriori possibili ap­pli­ca­zio­ni volte a sem­pli­fi­ca­re l’impegno degli esseri umani.