I robot umanoidi presentano rischi unici per la sicurezza. Questo spinge a richiedere nuovi standard prima che inizino a condividere i nostri luoghi di lavoro e le nostre case.
L’anno scorso, un robot di magazzino umanoide chiamato Digit si è messo al lavoro per gestire scatole di Spanx. Digit è in grado di sollevare scatole fino a 16 chilogrammi tra carrelli e nastri trasportatori, sostituendo i colleghi umani nel lavoro più pesante. Lavora in un’area ristretta e definita, separata dai lavoratori umani da pannelli fisici o barriere laser. Questo perché Digit, pur essendo solitamente stabile sulle sue gambe robotiche, che hanno una caratteristica piegatura all’indietro delle ginocchia, a volte cade. Ad esempio, in occasione di una fiera a marzo, sembrava che stesse spostando con abilità delle scatole, ma all’improvviso è crollato, finendo a faccia in giù sul pavimento di cemento e facendo cadere il contenitore che stava trasportando.
Il rischio che questo tipo di malfunzionamento si verifichi in presenza di persone è piuttosto spaventoso. Nessuno vuole che una macchina alta 1,8 metri e di 65 chilogrammi gli cada addosso o che un braccio robotico si schianti accidentalmente su una parte sensibile del corpo. “La gola è un buon esempio”, dice Pras Velagapudi, Chief Technology Officer di Agility Robotics, il produttore di Digit. “Se un robot la colpisse, anche solo con una frazione della forza necessaria per trasportare una borsa da 50 libbre, potrebbe ferire gravemente una persona”.
La stabilità fisica, ovvero la capacità di evitare il ribaltamento, è il primo problema di sicurezza individuato da un gruppo che sta studiando nuovi standard per i robot umanoidi. Il gruppo di studio sugli umanoidi dell’IEEE sostiene che gli umanoidi differiscono da altri robot, come i bracci industriali o i robot mobili esistenti, per alcuni aspetti fondamentali e richiedono quindi una nuova serie di standard per proteggere la sicurezza degli operatori, degli utenti finali e del pubblico in generale. Il gruppo ha condiviso i risultati iniziali con MIT Technology Review e prevede di pubblicare il rapporto completo nel corso dell’estate. Il gruppo identifica alcune sfide, tra cui i rischi fisici e psicosociali e questioni come la privacy e la sicurezza, che le organizzazioni di standardizzazione devono affrontare prima che gli umanoidi inizino a essere utilizzati in scenari più collaborativi.
Sebbene gli umanoidi siano solo ai primi passi nelle applicazioni industriali, l’obiettivo finale è quello di farli operare a stretto contatto con gli esseri umani; uno dei motivi per cui i robot hanno assunto una forma umana è che possono navigare più facilmente negli ambienti che abbiamo progettato intorno a noi. Ciò significa che dovranno essere in grado di condividere lo spazio con le persone, non solo di stare dietro a barriere protettive. Ma prima di tutto, devono essere sicuri.
Una caratteristica distintiva degli umanoidi è che sono “dinamicamente stabili”, afferma Aaron Prather, direttore dell’organizzazione di standardizzazione ASTM International e presidente del gruppo IEEE. Ciò significa che hanno bisogno di energia per rimanere in piedi; esercitano una forza attraverso le gambe (o altri arti) per rimanere in equilibrio. “Nella robotica tradizionale, se succede qualcosa, si preme il bottone rosso, si spegne l’energia e ci si ferma”, dice Prather. “Non è possibile farlo con un umanoide”. Se lo si fa, è probabile che il robot cada, con un rischio ancora maggiore.
Freni più lenti
Come potrebbe essere una funzione di sicurezza se non è un arresto di emergenza? Agility Robotics sta introducendo alcune nuove funzioni nell’ultima versione di Digit per cercare di risolvere il problema del ribaltamento. Invece di depotenziarsi istantaneamente (e probabilmente cadere), il robot potrebbe decelerare più delicatamente quando, ad esempio, una persona si avvicina troppo. “In pratica, il robot ha una quantità di tempo fissa per cercare di portarsi in uno stato di sicurezza”, spiega Velagapudi. Magari mette a terra tutto ciò che sta trasportando e si mette in ginocchio prima di spegnersi.
Robot diversi potrebbero affrontare il problema in modi diversi. “Vogliamo standardizzare l’obiettivo, non il modo per raggiungerlo”, afferma Federico Vicentini, responsabile della sicurezza dei prodotti di Boston Dynamics. Vicentini presiede un gruppo di lavoro presso l’Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) per sviluppare un nuovo standard dedicato alla sicurezza dei robot industriali che necessitano di un controllo attivo per mantenere la stabilità (sono coinvolti anche esperti di Agility Robotics). L’idea, dice, è quella di definire chiare aspettative di sicurezza senza limitare l’innovazione da parte dei produttori di robot e componenti: “Il modo in cui risolvere il problema spetta al progettista”.
Tuttavia, cercare di stabilire standard universali rispettando la libertà di progettazione può porre delle sfide. Innanzitutto, come si definisce un robot umanoide? Deve avere gambe? Braccia? Una testa?
“Una delle nostre raccomandazioni è che forse dovremmo abbandonare del tutto il termine ‘umanoide’”, afferma Prather. Il suo gruppo è favorevole a un sistema di classificazione dei robot umanoidi che tenga conto delle loro capacità, del loro comportamento e dei casi d’uso previsti, piuttosto che del loro aspetto. Lo standard ISO a cui Vicentini sta lavorando si riferisce a tutti i robot mobili industriali “con stabilità controllata attivamente”. Ciò si applicherebbe tanto al quadrupede Spot di Boston Dynamics, simile a un cane, quanto all’umanoide bipede Atlas, e potrebbe riguardare anche i robot con ruote o altri tipi di mobilità.
Come parlare di robot
Oltre ai problemi di sicurezza fisica, gli umanoidi rappresentano una sfida per la comunicazione. Se vogliono condividere lo spazio con le persone, dovranno riconoscere quando qualcuno sta per attraversare il loro cammino e comunicare le proprie intenzioni in un modo comprensibile a tutti, proprio come le automobili usano le luci dei freni e gli indicatori di direzione per mostrare le intenzioni del conducente. Secondo Velagapudi, Digit dispone già di luci che mostrano il suo stato e la direzione in cui sta viaggiando, ma avrà bisogno di indicatori migliori se vuole lavorare in modo cooperativo, e infine collaborativo, con gli esseri umani.
“Se Digit sta per uscire in un corridoio di fronte a voi, non volete essere sorpresi da questo”, dice. Il robot potrebbe usare i comandi vocali, ma l’audio da solo non è pratico per un ambiente industriale rumoroso. Potrebbe essere ancora più confuso se ci sono più robot nello stesso spazio: quale sta cercando di attirare la vostra attenzione?
C’è anche un effetto psicologico che differenzia gli umanoidi da altri tipi di robot, dice Prather. Per natura antropomorfizziamo i robot che ci assomigliano, il che può portarci a sopravvalutare le loro capacità e a sentirci frustrati se non sono all’altezza delle aspettative. “A volte si abbassa la guardia in materia di sicurezza o si aumentano le aspettative su ciò che il robot può fare rispetto alla realtà”, spiega. Questi problemi sono particolarmente gravi quando i robot sono destinati a svolgere ruoli che comportano lavoro emotivo o assistenza a persone vulnerabili. Il rapporto dell’IEEE raccomanda che gli standard includano valutazioni della sicurezza emotiva e politiche che “attenuino lo stress psicologico o l’alienazione”.
Per redigere il rapporto, Greta Hilburn, designer incentrata sull’utente presso l’Università di Acquisizione della Difesa degli Stati Uniti, ha condotto un sondaggio con un’ampia gamma di non ingegneri per farsi un’idea delle loro aspettative sui robot umanoidi. La maggior parte delle persone voleva robot in grado di formare espressioni facciali, leggere le microespressioni delle persone e utilizzare gesti, voce e tattilità per comunicare. “Volevano tutto, qualcosa che non esiste”, dice l’autrice.
Fuga dal magazzino
Ottenere una corretta interazione uomo-robot potrebbe essere fondamentale se si vuole che gli umanoidi escano dagli spazi industriali per entrare in altri contesti, come ospedali, ambienti di assistenza agli anziani o case. È particolarmente importante per i robot che potrebbero lavorare con popolazioni vulnerabili, afferma Hilburn. “Il danno che può essere causato da un’interazione con un robot, se questo non è programmato per parlare in modo da far sentire al sicuro un essere umano, sia esso un bambino o un adulto anziano, potrebbe avere esiti diversi”.
Le raccomandazioni del gruppo IEEE includono l’abilitazione di un comando umano, la standardizzazione di alcune indicazioni visive e uditive e l’allineamento dell’aspetto di un robot con le sue capacità, in modo da non trarre in inganno gli utenti. Secondo Prather, se un robot ha un aspetto umano, le persone si aspettano che sia in grado di sostenere una conversazione e di mostrare una certa intelligenza emotiva; se invece è in grado di svolgere solo compiti meccanici di base, ciò potrebbe causare confusione, frustrazione e perdita di fiducia.
“È un po’ come le macchine per il self-checkout”, dice. “Nessuno si aspetta che chiacchierino con te o che ti aiutino con la spesa, perché sono chiaramente macchine. Ma se sembrassero un dipendente amichevole e poi si limitassero a ripetere ‘Per favore, scannerizzi il prossimo articolo’, la gente si infastidirebbe”.
Sia Prather che Hilburn sottolineano la necessità di inclusività e adattabilità quando si tratta di interazione uomo-robot. Un robot può comunicare con persone sorde o cieche? Sarà in grado di adattarsi ad aspettare un po’ più a lungo le persone che potrebbero aver bisogno di più tempo per rispondere? È in grado di comprendere accenti diversi?
Potrebbe anche essere necessario definire standard diversi per i robot che operano in ambienti diversi, afferma Prather. Un robot che lavora in una fabbrica insieme a persone addestrate a interagire con lui è una cosa, ma un robot progettato per aiutare in casa o interagire con i bambini in un parco a tema è un’altra proposta. Con alcune regole di base generali, tuttavia, il pubblico dovrebbe essere in grado di capire cosa fanno i robot ovunque li incontrino. Non si tratta di essere prescrittivi o di frenare l’innovazione, ma di stabilire alcune linee guida di base in modo che i produttori, le autorità di regolamentazione e gli utenti finali sappiano cosa aspettarsi: “Stiamo solo dicendo che dovete raggiungere questo livello minimo – e siamo tutti d’accordo che un livello inferiore è negativo”.
Il rapporto dell’IEEE vuole essere un invito all’azione per le organizzazioni che si occupano di standard, come il gruppo ISO di Vicentini, per iniziare il processo di definizione di questo limite. È ancora presto per i robot umanoidi – dice Vicentini – non abbiamo ancora visto lo stato dell’arte, ma è meglio mettere in atto alcuni controlli ed equilibri in modo che l’industria possa andare avanti con fiducia. Gli standard aiutano i produttori a creare fiducia nei loro prodotti e a facilitarne la vendita sui mercati internazionali, e le autorità di regolamentazione spesso si basano su di essi quando elaborano le proprie regole. Data la diversità degli operatori del settore, sarà difficile creare uno standard su cui tutti siano d’accordo, dice Vicentini, ma “tutti ugualmente insoddisfatti è sufficiente”.
