l’ausilio dei robot nell’apprendimento, è sempre più concreto
CONBOTS è un progetto che mostra come i robot possano affiancarci anche nelle operazioni più complesse, come imparare a scrivere o a suonare uno strumento
Robot, robotica e intelligenza artificiale sono al centro del dibattito globale: se da una parte c’è chi guarda con preoccupazione al loro progresso e, di conseguenza, alla loro interferenza in ogni sfera della nostra vita, dall’altra è innegabile che il contributo apportato, in diversi settori, da queste macchine sia reale e qui per restare. Il progetto CONBOTS ne è un esempio concreto e virtuoso.
Il progetto, costato 5 milioni di euro e durato quattro anni, è stato finanziato nell’ambito del programma Horizon2020 e ha coinvolto cinque atenei europei: il Campus Bio-Medico di Roma, la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, l’università di Gand in Belgio, l’Imperial College di Londra e la Newcastle University. Tre imprese hanno partecipato attivamente: IBM in Israele, ARVRtech in Serbia e IUVO in Italia.
I risultati sono davvero incoraggianti.
CONBOTS, in dettaglio
Acronimo di “CONnected through roBOTS”, CONBOTS utilizza esoscheletri indossabili e interfacce aptiche per facilitare l’apprendimento di azioni complesse, come scrivere o suonare uno strumento.
Gli esseri umani si affidano all’interazione fisica per imparare gli uni dagli altri e dall’ambiente: dai movimenti di un genitore per aiutare un bambino a camminare, all’addestramento di un violinista per un concerto. Basandosi su una solida base multidisciplinare con un approccio integrato, CONBOTS propone un cambiamento di paradigma che mira ad arricchire l’apprendimento della scrittura a mano e della musica attraverso la robotica, creando una piattaforma robotica di interazione fisica che collega gli esseri umani al fine di facilitare l’apprendimento di compiti sensorimotori complessi.
Le neuroscienze e l’apprendimento
CONBOTS si basa su recenti scoperte neuroscientifiche che hanno dimostrato i benefici dell’interazione fisica nell’esecuzione di compiti motori in coppia, dove il sistema nervoso centrale umano comprende le intenzioni motorie del partner e può usarlo per migliorare l’esecuzione del compito e l’apprendimento motorio.
Ciò sarà implementato per creare nuovi paradigmi di interazione umano-umano e umano-robot applicati a due diversi contesti di apprendimento:
i) l’addestramento delle abilità grafo-motorie nei bambini che imparano a scrivere a mano
ii) il potenziamento delle prestazioni di apprendimento nei musicisti principianti.
Il progetto, ora nelle sue fasi finali, ha già dimostrato come la comunicazione fisica mediata da interfacce robotiche possa facilitare l’apprendimento di abilità complesse come scrivere o suonare uno strumento, in particolare il violino. Partendo dalle neuroscienze motorie, che studiano come il cervello gestisce le interazioni tra individui, CONBOTS ha esplorato se questi meccanismi possano migliorare l’apprendimento motorio di attività quotidiane complesse.
Quattro tecnologie abilitanti
La piattaforma di nuova concezione combinerà quattro tecnologie abilitanti:
i) dispositivi robotici tattili compatti per interagire delicatamente con gli arti superiori
ii) un controllore interattivo che consente la comunicazione fisica, integrando la Teoria dei Giochi differenziale (GT) e un algoritmo per identificare il controllo del partner
iii) un’interfaccia utente bidirezionale che comprende serious game basati su applicazioni di realtà aumentata, un insieme di sensori indossabili e oggetti sensorizzati
iv) algoritmi di apprendimento automatico per adattare gli esercizi di apprendimento allo stato fisico, emotivo e mentale dell’utente.
I test condotti finora
Sono già stati condotti numerosi esperimenti che hanno visto il coinvolgimento di diverse coppie di persone. In uno di essi, un maestro di violino indossava un esoscheletro per registrare i suoi movimenti mentre uno studente, munito dello stesso robot, osservava il video e imparava i movimenti grazie al feedback di forza. In un altro esperimento, due violinisti suonavano insieme indossando esoscheletri diversi, sincronizzando i movimenti degli archetti tramite la trasmissione di forza e spostamenti.
Anche l’apprendimento della scrittura è stato migliorato: un bambino collegato a un insegnante o a un genitore tramite un’interfaccia aptica mostrava una qualità superiore delle lettere.
Una nuova applicazione per la robotica
Utilizzando il suo approccio unificante all’apprendimento motorio e alla comunicazione fisica basato sulle neuroscienze, CONBOTS espanderà l’impatto e l’applicazione della robotica nell’industria dell’istruzione.
CONBOTS, infatti, promette sviluppi positivi anche in altri ambiti, come la riabilitazione motoria e il gaming. Sebbene i costi attuali della tecnologia siano elevati, nel futuro potrebbe diventare accessibile per il settore del gaming. Inoltre, i videogiochi in realtà aumentata sviluppati per gli studi sulla scrittura e sul violino possono diventare strumenti utili nel settore educativo, monitorando il processo di apprendimento di queste abilità.
In ambito neuroscientifico e riabilitativo, la ricerca può supportare lo studio dell’apprendimento motorio sia in persone sane che in coloro che necessitano di riapprendimento motorio a seguito di incidenti o malattie.
Il futuro è brillante e i robot indossabili sono pronti a rivoluzionare l’apprendimento e la riabilitazione, un passo alla volta.
fonte: COBOTS
immagine di copertina: The Smart City Journal
autrice: Barbara Marcotulli
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