Nell'immaginario popolare, i robot sono stati ritratti alternativamente come compagni amichevoli o minacce esistenziali. Ma mentre i robot stanno diventando comuni in molti settori, non sono né C-3PO né Terminator. I ricercatori di Cambridge stanno studiando l'interazione tra robot e umani e insegnando loro come fare le cose molto difficili che troviamo facili.

Pile di scaffali verticali si intrecciano l'una intorno all'altra in quello che sembra un balletto dalla coreografia intricata, anche se certamente poco elegante. Viene eseguito dal 2014 nei cavernosi magazzini di Amazon mentre i robot trasportano scaffali, ciascuno di peso superiore a 1, 000 chilogrammi, sulle loro spalle. I robot hanno ridotto il tempo e l'errore umano, ma hanno ancora cose da imparare.

Una volta ricevuto un ordine, un robot va allo scaffale dove è immagazzinato l'articolo ordinato. Prende lo scaffale e lo porta in un'area in cui l'articolo viene rimosso e riposto in un cestino di plastica, pronto per l'imballaggio e l'invio al cliente. Può sembrare controintuitivo, ma la parte più difficile di questa sequenza è prendere l'oggetto dallo scaffale e metterlo nel cestino di plastica.

Per il dottor Fumiya Iida, questo è un tipico esempio di quello che lui e altri robotisti chiamano un problema dell'"ultimo metro". "Un ordine Amazon potrebbe essere qualsiasi cosa, da un cuscino, a un libro, a un cappello, ad una bicicletta, " dice. "Per un essere umano, in genere è facile raccogliere un oggetto senza farlo cadere o schiacciarlo:sappiamo istintivamente quanta forza usare. Ma questo è davvero difficile per un robot".

Negli anni '80, un gruppo di scienziati ha dato un altro nome a questo tipo di problema – il paradosso di Moravec – che essenzialmente afferma che le cose che sono facili per gli umani sono difficili per i robot, e viceversa. "I robot possono arrivare fino a Marte, ma non possono ritirare la spesa, "dice Iida.

Uno degli obiettivi del laboratorio di Iida nel Dipartimento di Ingegneria di Cambridge è trovare soluzioni efficaci a vari tipi di problemi dell'ultimo metro. Un esempio è la "Picking Challenge" di Amazon, un concorso annuale in cui team di robotica universitaria di tutto il mondo tentano di progettare robot in grado di affrontare il problema di mettere un libro in un bidone di plastica. Il team di Iida sta lavorando anche con British Airways, che hanno un problema all'ultimo metro con la gestione dei bagagli:un processo quasi interamente automatizzato, tranne il punto in cui valigie di molte forme diverse, dimensioni e pesi devono essere caricati su un aeromobile.

E nelle ultime due estati, hanno lavorato con il gruppo ortofrutticolo G's Growers per progettare robot in grado di raccogliere lattughe senza schiacciarle.

"Quell'ultimo metro è un problema davvero interessante, " Dice Iida. "È la prima linea nella robotica perché tante cose che facciamo nella nostra vita sono problemi dell'ultimo metro, e quell'ultimo metro è la barriera affinché i robot siano davvero in grado di aiutare l'umanità".

Sebbene il pensiero di avere un robot per cucinare la cena o svolgere altre attività quotidiane di base possa sembrare attraente, tali applicazioni domestiche sono ancora lontane dal diventare realtà. "I robot stanno diventando parte della nostra società nelle aree in cui sono più necessari:aree come l'agricoltura, medicinale, sicurezza e logistica, ma non possono andare ovunque all'istante, " spiega Iida.

Se, come dice Iida, la rivoluzione dei robot è già in atto, come interagiremo noi come esseri umani con loro quando diventeranno una parte più visibile della nostra vita quotidiana? E come interagiranno con noi? Dr. Hatice Gunes del Dipartimento di Informatica e Tecnologia di Cambridge, con il finanziamento del Consiglio di ricerca in ingegneria e scienze fisiche, ha appena completato un progetto triennale sull'interazione uomo-robot, riunire aspetti della visione artificiale, apprendimento automatico, impegno pubblico, prestazioni e psicologia.

"I robot non sono sensibili alle emozioni o alla personalità, ma la personalità è il collante in termini di come ci comportiamo e interagiamo gli uni con gli altri, ", dice. "Quindi come possiamo migliorare il modo in cui i robot e gli umani si capiscono in un contesto sociale?" Questo è un altro esempio del paradosso di Moravec:per la maggior parte degli individui, essere in grado di leggere e rispondere ai segnali fisici di altre persone, e adattarsi di conseguenza, è una seconda natura. Per i robot, però, è una sfida.

Il progetto di Gunes si è concentrato sull'intelligenza emotiva artificiale:robot che non solo esprimono emozioni, ma leggono anche segnali e rispondono in modo appropriato. Il suo team ha sviluppato tecniche di visione artificiale per aiutare i robot a riconoscere diverse espressioni emotive, microespressioni e personalità umane; e programmato un robot che potrebbe sembrare introverso o estroverso.

"Abbiamo scoperto che l'interazione uomo-robot dipende dalla personalità da entrambe le parti, " dice Gunes. "Un robot in grado di adattarsi alla personalità di un umano è più coinvolgente, ma anche il modo in cui gli umani interagiscono con i robot è fortemente influenzato dalla situazione, la fisicità del robot e il compito da svolgere. Quando le persone interagiscono tra loro, è spesso in modo task-based, e compiti diversi fanno emergere aspetti diversi della nostra personalità, se stanno completando quel compito con un'altra persona o con un robot." Non sono stati solo i robot a trovare difficili alcune delle interazioni:molti dei soggetti umani di Gunes hanno scoperto che la novità di parlare con un robot in pubblico ha influenzato la loro capacità ascoltare e seguire le indicazioni.

"Per me, è stato più interessante osservare le persone piuttosto che mostrare quello che stiamo facendo, soprattutto perché le persone non capiscono davvero le capacità di questi robot, " dice. "Ma man mano che i robot diventano più disponibili, auspicabilmente, verranno demistificati." Gunes ora mira a concentrarsi sul potenziale dei robot e della tecnologia della realtà virtuale per le applicazioni del benessere, come il coaching, formazione cognitiva e assistenza agli anziani.

Man mano che i robot diventano più comuni, nelle nostre vite, considerazioni etiche diventano più importanti. Nel suo laboratorio, Iida ha un "inventore" di robot, ma se il robot inventa qualcosa di valore, chi possiede la proprietà intellettuale? "Al momento, la legge dice che appartiene all'essere umano che ha programmato il robot, ma questa è una risposta a una domanda legislativa, " dice Iida. "Le questioni etiche sono un po' più oscure."

Però, filosofo Professor Huw Price, dal Leverhulme Center for the Future of Intelligence, pensa che passerà molto tempo prima che dovremo pensare a dare diritti ai robot.

"Pensa alla versione di un amante dei cani della differenza tra cani e gatti, " dice. "I cani provano piacere e dolore, così come l'affetto, vergogna e altre emozioni. I gatti sono bravi a fingere queste cose, ma dentro sono solo assassini senza cervello. Su questo spettro, i robot saranno molto lontani dal lato del gatto (tranne che per il morso mortale, si spera) per il prossimo futuro. Potrebbero essere bravi a fingere emozioni, ma avranno la stessa vita interiore di un orsacchiotto o di un tostapane.

"Alla fine potremmo costruire robot, orsacchiotti e persino tostapane che hanno una vita interiore, e poi sarà un'altra cosa. Ma per il momento, le sfide etiche coinvolgono macchine che saranno brave a comportarsi in modi che noi umani interpretiamo come segni di emozioni, e bravo a leggere le nostre emozioni. Queste macchine sollevano importanti questioni etiche, ad esempio se dovremmo usarle come assistenti per le persone che non possono dire che sono solo macchine, come neonati e pazienti affetti da demenza, ma non dobbiamo preoccuparci dei loro diritti".

"Un'altra domanda interessante è se un robot può imparare a essere etico, " dice Iida. "Questo è scientificamente molto interessante perché conduce alla natura della coscienza. I robot diventeranno una parte sempre più grande della nostra vita, quindi dobbiamo tutti pensare a queste domande".