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Dall'Atlas di Boston Dynamics al SayCan di Google, la maggior parte dei robot che maneggiano le mani non hanno la destrezza necessaria per "sentire" ciò che tengono in mano. (Se lo avessero fatto, forse un bambino di 7 anni non si sarebbe fatto schioccare un dito da un robot degli scacchi l'anno scorso.) Far sì che un robot "veda", si muova verso e afferri un oggetto è già abbastanza complicato; aggiungere la capacità di sentire quell'oggetto e regolarne la presa di conseguenza è tutta un'altra sfida. Ma dopo cinque anni di sperimentazione, un gruppo di ricercatori della Columbia University sembra aver fatto proprio questo.

In un articolo condiviso tramite arXiv (un server dedicato alla prestampa di voci di diario accademico), scienziati informatici e ingegneri meccanici affermano di aver costruito una mano robotica che utilizza feedback tattile e propriocettivo. La propriocezione è la capacità di percepire fisicamente il movimento e la posizione e, sebbene venga generalmente discussa in riferimento ai muscoli e alle articolazioni delle creature viventi, la mano del robot dimostra che non è esclusiva degli animali. Insieme alla capacità di sfruttare il feedback tattile, la propriocezione consente alla mano del robot di percepire l'oggetto che sta tenendo e di regolare la presa di conseguenza senza l'aiuto di una superficie di supporto passiva, come un tavolo.

Il team scrive di aver utilizzato l’apprendimento per rinforzo (RL) abbinato ad algoritmi di pianificazione basata sul campionamento (SBP) per addestrare il robot. Usando RL, al robot venivano dati segnali di "ricompensa" quando faceva qualcosa che i ricercatori volevano e allo stesso modo veniva "rimproverato" quando faceva qualcosa che non avrebbe dovuto fare. Tecnicamente il team avrebbe potuto utilizzare solo il RL, ma poiché questa tecnica lascia spazio a errori (la più piccola deviazione dai "dovrei" e "non dovrei" previsti lo sbaglierebbe) hanno utilizzato l'SBP come supplemento. Ogni volta che il robot veniva ricompensato per aver fatto qualcosa che avrebbe dovuto fare, SBP gli ha permesso di aggiungere un ramo a una rete digitale in continua espansione, che funge da insieme di scelte che il robot può eseguire quando gli viene presentata una nuova opportunità.

Questa formazione apre la strada a una mano robotica che fa molto di più che raccogliere semplicemente oggetti. Dopo aver afferrato qualcosa, il robot del team della Columbia può usare le sue capacità propriocettive per capire l'essenza di ciò che tiene in mano. Ciò consente al robot di regolare la quantità di pressione utilizzata per mantenere la presa. Il robot può anche impegnarsi nel “finger-gaiting”, in cui muove le singole dita per afferrare meglio ciò che tiene in mano. Mentre si adatta, il robot mantiene almeno tre dita sull'oggetto per evitare che cada, eliminando la necessità di tavoli o altre superfici. Poiché il robot non fa affidamento su un sensore visivo, è in grado di regolare e mantenere la presa sia al buio che in un'area ben illuminata.

La mano del robot è proprio questo, una mano, quindi abbiamo ancora molta strada da fare prima di vedere robot umanoidi che utilizzano tecniche simili per "sentire" ciò che tengono in mano. Una volta che ci avvicineremo a quel punto, però, potremmo vedere robot aiutanti più capaci, in grado di afferrare, trattenere e regolare la posizione degli oggetti meglio dei predecessori di oggi.