Al MIT hanno creato il Leo Messi dei robot: dribbla tutti su qualsiasi terreno

All'Improbable Artificial Intelligence Lab del MIT hanno creato "DribbleBot", un robot quadrupede in grado di dribblare con un pallone da calcio senza perderne il possesso, anche sui terreni più ostici. Il robot usa una combinazione di sensori e capacità di calcolo integrate per muoversi su diversi terreni come sabbia, ghiaia, fango e neve e adattarsi al loro diverso impatto sul movimento della palla. Come ogni atleta umano, "DribbleBot" è in grado di rialzarsi e recuperare la palla dopo essere caduto.

Il robottino deve il suo talento a tecniche di machine learning: al MIT hanno infatti creato un gemello digitale di DribbleBot al fine di simulare (in parallelo e in tempo reale) quattromila versioni del robot, raccogliendo dati 4.000 volte più velocemente rispetto all'uso di un solo robot. L'apprendimento per rinforzo, in cui il robot viene addestrato a compiere delle azioni ricevendo un feedback positivo o negativo a seconda dell'esito, ha consentito a DribbleBot di ottenere capacità ottimali in poco tempo.

"Un aspetto dell'apprendimento per rinforzo è che dobbiamo progettare una buona ricompensa per facilitare l'apprendimento da parte del robot di un dribbling di successo", ha spiegato Gabe Margolis, studente di dottorato del MIT, che ha co-diretto il lavoro insieme a Yandong Ji, assistente di ricerca. "Una volta che abbiamo progettato quella ricompensa, per il robot viene il momento di esercitarsi: in tempo reale, sono un paio di giorni, e nel simulatore, centinaia di giorni. Col tempo impara a migliorare sempre di più a manipolare il pallone da calcio alla velocità desiderata".

Il dribbling e il controllo di palla sono però solo una sorta di pretesto per ottenere un robot capace di rendersi utile in determinati scenari, ad esempio quando si verifica un disastro naturale ed è importante prestare soccorso a persone coinvolte, spesso su terreni impervi. La capacità di controllare il pallone su vari tipo di terreno, aggiunge complessità e restituisce ulteriore duttilità al robot, che è così ancora più bravo nell'adattare andatura e movimenti al teatro in cui opera.

"Oggi la maggior parte dei robot ha delle ruote. Immagina che ci sia un disastro, inondazioni o terremoti, vogliamo che i robot aiutino gli umani nel processo di ricerca e salvataggio. Abbiamo bisogno che le macchine superino i terreni che non sono piatti e i robot su ruote non possono attraversare quei paesaggi", ha spiegato Pulkit Agrawal, professore del MIT. "Il fulcro dello studio sui robot con le gambe è quello di farli andare su terreni fuori dalla portata degli attuali sistemi robotici. Il nostro obiettivo nello sviluppo di algoritmi per robot dotati di gambe è fornirgli autonomia su terreni impegnativi e complessi che sono attualmente fuori portata".

Nonostante i progressi, al MIT dicono che c'è ancora molta strada da fare per rendere questi robot agili come gli umani, mentre alcuni terreni rimangono ancora impegnativi per DribbleBot. Attualmente, il robot non è stato addestrato in ambienti simulati che includono pendenze o scale, inoltre non percepisce la geometria del terreno, limitando a stimare proprietà di contatto come l'attrito. Se c'è un gradino, ad esempio, il robot si blocca, non è in grado di sollevare la palla oltre il gradino.

"La cosa impressionante di DribbleBot è che tutte le abilità sensomotorie sono sintetizzate in tempo reale su un sistema a basso costo utilizzando risorse computazionali integrate. Sebbene mostri una notevole agilità e coordinazione, è semplicemente il calcio d'inizio per la prossima era", ha dichiarato Vikash Kumar, ricercatore di Facebook AI Research non coinvolto nello studio.