La Risonanza Sociale nella Robotica Umanoide


Dall’Interazione Uomo-Uomo (HHI) all’Interazione Uomo-Robot (HRI)

Title

Per comprendere l'altro, cioè per imitare i suoi sentimenti in noi stessi, noi ci mettiamo in una prospettiva di imitazione interna che in qualche modo fa sorgere, fa sgorgare dei sentimenti in noi analoghi, in virtù di un'antica associazione tra movimento e sensazione

F. Nietzsche -

Il comportamento degli esseri viventi serve spesso d’ispirazione per la progettazione dei robot. I sistemi così costruiti prendono il nome di “behavior based” (Coraggio, 2007).
In robotica, il termine “behavior” ha più spiegazioni intuitive che formali. La sua importanza deriva dall’assunto che se in natura si osserva un comportamento intelligente, questo può essere replicato in un robot (Coraggio, 2007).
Per fare in modo che i robot possano svolgere questo tipo di compiti è opinione comune che necessitino di un’intelligenza di tipo “umano” e che siano capaci di interagire con gli esseri umani (e talvolta tra di loro) nel modo in cui gli uomini comunicano tra loro. Questo approccio alla robotica, di tipo “uomo-centrico”, enfatizza lo studio degli esseri umani come modelli per i robot.
Le influenze reciproche tra la neuroscienza cognitiva sociale e la robotica umanoide sembrano promettere una migliore comprensione sull’interazione uomo-robot con la finalità dell’accettazione dei robot da parte delle persone (Chaminade, Cheng, 2009).
Corpo e movimenti sono importanti fonti di informazione per l’interazione sociale (Rizzolatti, 1998). Ad esempio, i gesti sociali ed espressivi sono componenti cruciali della interazione uomo-uomo (HHI: human-human interaction) e uomo-robot (Sowa, Kopp, 2003).
Cosa succede nel nostro cervello quando osserviamo i gesti comunicativi di una persona che parla, di una scimmia che comunica con il lipsmaking (ritmica apertura delle labbra, un gesto affiliativo che sta ad indicare ai conspecifici l’assenza di intenzioni aggressive), e di un cane che abbaia?
La risposta ci viene da un studio fMRI e risultati sono molto interessanti: quando vediamo l’uomo parlare si osserva un’attivazione bilaterale del sistema pre-motorio che include l’area di Broca; quando vediamo la scimmia si osserva un’attivazione premotoria bilaterale di intensità ridotta; infine, quando vediamo il cane abbaiare si ha un’assenza completa di attivazione motoria (Buccino et al., 2004; Gallese, 2007).
I risultati di questo esperimento ci dicono due cose: 1) che non è necessaria una risonanza motoria per comprendere ciò che vediamo: io so benissimo che c’è un cane che abbaia, ma la qualità della mia comprensione dell’abbaiare del cane è molto diversa dalla qualità del mio comprendere che c’è un uomo che parla. Questa diversità è molto ben evidenziata da Stein (1992): «Riferendosi all’osservazione di azioni animali, posso per esempio entro-sentire un dolore, quando l’animale viene colpito e ad esempio sta soffrendo. Ma altre cose, certe sue posizioni, certi suoi movimenti, mi sono date solo come rappresentazioni vuote, senza la possibilità di un riempimento. Quanto più mi allontano dal tipo uomo, tanto più piccola diventa questa possibilità di riempimento».
Secondo Gallese (2007), questo “riempimento” esperienziale è precisamente il risultato dell’attivazione della simulazione incarnata (‘embodied simulation’), del meccanismo sostenuto dai neuroni specchio. Grazie alla simulazione incarnata ho la capacità di riconoscere in quello che vedo qualcosa con cui “risuono”, di cui mi approprio esperienzialmente, che posso fare mio. Il significato delle esperienze altrui è compreso non in virtù di una spiegazione, ma grazie ad una comprensione diretta, per così dire, dall’interno (Gallese, 2007).
In altri termini le azioni finalizzate rese familiari dall’esperienza motoria e, in misura minore, percettiva, potrebbero essere comprese ed anticipate grazie ad un meccanismo di simulazione incarnata (embodied simulation) che conduce automaticamente alla percezione dell’altro come un agente simile a sé, le cui azioni sono prevedibili tanto in base alla somiglianza con il proprio repertorio motorio quanto rispetto alle caratteristiche fisiche della situazione (Palmarini, 2008).
Si ritiene che la risonanza motoria sia associata all’attivazione del sistema mirror-neuron (MNS) (Rizzolatti, 2004). Questo sistema presumibilmente dà origine ad una serie di “comportamenti di risonanza” in cui, durante l’osservazione di azioni eseguite da altri, le rappresentazioni a livello motorio congruenti con le azioni osservate si attivano automaticamente nel cervello degli osservatori (Rizzolatti, et al., 1999). È stato suggerito che questo meccanismo automatico e non cognitivamente mediato potrebbe produrre il tipo di “comprensione reciproca” alla base dell’HHI (interazione uomo-uomo) (Sciutti et al., 2012).
Usando il robot humanoid DB, Chaminade e Cheng (2009), hanno dimostrato che l’aspetto umano e il movimento del robot sono sufficienti per ottenere risonanza motoria – che è un processo percettivo (cioè automatico) – simile a quella che si innesca con gli esseri umani. Questo risultato potrebbe essere utile per inquadrare le aspettative degli utenti e aumentare l’accettabilità dei robot (Chaminade, Cheng, 2009).
Questo, secondo i due autori, potrebbe ispirare la robotica epigenetica, in particolare la creazione di uno “schema corporeo”.
Il termine “risonanza sociale” è un emergente quadro in neuroscienze cognitive sociali, sulla base del ritrovamento di una sovrapposizione tra i processi cognitivi utilizzati durante la sperimentazione di uno stato mentale e quando si percepisce un altro individuo vivendo lo stesso stato mentale (Chaminade, 2008), in seguito alla constatazione che le stesse strutture neurali mostrano un aumento di attività sia durante l’esecuzione di una determinata azione e quando si osserva un altro individuo eseguendo la stessa azione, teorie di comportamenti sociali che utilizzano concetti di risonanza hanno fiorito nella letteratura scientifica (Blakemore, 2001; Rizzolatti et al., 2001).
La base neurale di questo tipo di simulazione è rappresentata dal sistema dei neuroni mirror. Per esempio, Buccino e colleghi (2004) hanno mostrato con uno studio di risonanza magnetica che il sistema mirror umano risponde durante l’osservazione di scimmie che mordono oggetti, ma non di cani che abbaiano, dato che l’azione di abbaiare non fa parte del nostro repertorio motorio (Borghi, 2015; Marangolo et al., 2012). Risuoniamo di più, dunque, quando osserviamo il dolore di altri simili a noi (Avenanti et al., 2010) o quando vediamo altri compiere azioni che anche noi siamo in grado di eseguire. Si può trattare anche di azioni apprese, ad esempio, tramite una disciplina sportiva come il basket (Aglioti et al., 2008) o la danza (Calvo Merino et al., 2004), oppure apprese essendo immersi in una data cultura.
L’ipotesi della risonanza sociale può essere applicata alla ricerca delle reazioni umane verso i “disegni” della robotica.
Sul piano comportamentale, sono stati dimostrati effetti di attivazione durante l’osservazione di mani che compiono azioni che potremmo compiere noi: ad esempio, se si osserva l’immagine di una mano che afferra un oggetto in prospettiva egocentrica, come se fossimo noi a farlo (Bruzzo et al., 2008). Si ha attivazione anche quando osserviamo mani che hanno caratteristiche simili alle nostre, come se imitassimo automaticamente chi ci è simile (risonanza motoria): per esempio, i bambini sono attivati nelle risposte quando osservano mani di bambini piuttosto che mani di adulti afferrare un oggetto (Liuzza et al., 2012), e gli adulti “risuonano” di più quando osservano mani umane rispetto a mani robotiche (Ranzini et al., 2011), come dimostrato in un compito di bisezione di linee.

Bibliografia

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  • 22. Dottorato di ricerca in Scienze Computazionali e Informatiche, Interazione Uomo-Robot Finalizzata alla Cooperazione, Paolo Coraggio, 2007.
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Claudio Lombardo

Il dott. Claudio Lombardo è laureato in «Scienze organizzative e gestionali», «Scienze e tecniche psicologiche» nonché laureato in «Processi cognitivi e Tecnologie» (con tesi: "La teoria della mente nell'interazione uomo-robot in una prospettiva evoluzionistica e in relazione alla teoria della complessità"). È autore dei libri: Iscriversi in palestra e continuare ad andarci; La scienza del dimagrimento; Dal mondo del sovrappeso all’universo dell’obesità. È coautore dei libri: La dipendenza affettiva e sessuale tra normalità e patologia; La violenza al di là del genere: quando la vittima è lui; Il corpo nell'arte. Per informazioni consultare il sito internet: www.dimagrirefit.com

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