Un mondo nelle mani

Interazioni uomo-macchina sempre più sofisticate e protesi a elevato controllo. Questi gli obiettivi dello studio frutto della collaborazione di Università di Bologna, UC Berkeley e Politecnico di Zurigo. Nasce così un nuovo bracciale super tech. Segni particolari: biosensori indossabili e un software di intelligenza artificiale.
Musica: “Con le mani” – Zucchero Fornaciari
Foto di copertina: stokpic da Pixabay

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Una dote che, senza ombra di dubbio, a noi italiani non manca, è quella di sapersi esprimere a gesti. E in effetti con le mani si possono fare davvero tantissimi movimenti. Ecco perché applicarvi dispositivi tech significa… avere il mondo in mano.

Il bracciale che replica i gesti della mano

Le mani sono strumenti preziosi che, nella loro complessità, ci permettono di svolgere ogni giorno un grande numero di funzioni. È sufficiente non poterle usare – per esempio per un infortunio – per rendersi conto di quante delle nostre azioni dipendano da loro.
Lo studio di un team euro-americano di ricercatori si è dedicato proprio a replicare queste capacità. Gli scienziati – che appartengono a tre importanti atenei: l’Università di Bologna, l’Università della California di Berkeley e il Politecnico di Zurigo (ETH) – hanno unito le proprie competenze per creare un super tecnologico bracciale.
Rientra nel novero dei cosiddetti dispositivi indossabili ed è costituito da una pellicola sottile e flessibile su cui sono stampati dei biosensori.
Il loro compito è captare, attraverso appositi elettrodi, i segnali elettrici che il cervello emette e invia al braccio, determinando così i movimenti dell’avambraccio e della mano.

Dal segnale elettrico al movimento

Una tecnologia già conosciuta e applicata anche nelle protesi mediche, ma che presenta in più una spiccata capacità di essere “smart”. Gli algoritmi di intelligenza artificiale (AI) che caratterizzano il nuovo bracciale, gli permettono di essere quasi istintivo nella reazione allo stimolo e, soprattutto, di imparare quali siano i segnali che innescano i diversi movimenti.
I sensori del sistema, spiegano i ricercatori, sono capaci di riconoscere 21 segnali diversi attraverso la lettura dei messaggi elettrici che dal cervello giungono in ben 64 punti differenti dei muscoli dell’avambraccio. L’operazione successiva di elaborazione del segnale in movimento, proprio attraverso agli algoritmi di AI, è compiuta da una piattaforma a basso consumo del dispositivo.

L’AI ancora più intelligente

A fare la differenza rispetto ai dispositivi simili finora realizzati sono proprio gli algoritmi. Questi hanno sì la capacità di “imparare” a collegare ogni gruppo di segnali elettrici a un dato movimento – possono, in sostanza, essere addestrati, come spiegano gli stessi ricercatori – ma lo fanno in un modo nuovo.
Sono progettati per effettuare questa operazione molto rapidamente – questa tipologia di algoritmi è detta di Hyperdimensional computing (algoritmo di calcolo iperdimensionale). Pare sia sufficiente eseguire un movimento la prima volta perché siano in grado immediatamente di riconoscerlo. Inoltre sono capaci di migliorarsi continuamente, perfezionando così le prestazioni del bracciale.
Ma soprattutto l’apprendimento avviene senza la necessità di ricorrere a un sistema esterno. Il processo di apprendimento avviene sul dispositivo stesso. Non più quindi utilizzando sistemi che operano da remoto, ma direttamente sul chip del bracciale. Un fattore, quest’ultimo, che porta con sé un altro aspetto molto importante: la privacy. I dati biologici personali dell’utilizzatore del bracciale, non essendo inviati ad alcun sistema esterno, non sono accessibili ad altri e restano esclusivamente sul dispositivo.

Dalle protesi alle auto senza volante

Il bracciale a biosensori è un’evoluzione di un prototipo ideato già nel 2015 dall’Università di Bologna in collaborazione con l’INAIL. Le novità introdotte ora dal team internazionale e, in particolare, dal Berkeley Wireless Research Center (UC Berkeley) hanno permesso ora di migliorarne caratteristiche e prestazioni.
Le applicazioni possibili vanno dalle protesi biomediche al controllo di dispositivi elettronici – come gli smartphone, i computer, i robot – fino alla gestione, in prospettiva, di macchinari più complessi. Gli scienziati hanno ipotizzato persino un nuovo modello di guida delle automobili che non prevede il volante. Cambierà quindi il rapporto uomo-macchina e l’interazione che siamo sempre stati abituati ad avere con il mondo artificiale sarà sempre più stretta e a costi accessibili.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature Electronics.

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