Robot che crescono mangiando i loro simili: si può parlare di metabolismo robotico?

Le attività di ricerca e sviluppo nel campo della robotica sono state basate da sempre fondamentalmente sull'imitazione delle capacità fisiche e logiche degli esseri viventi. Philippe Wyder, ricercatore di robotica evolutiva presso la Columbia University, sostiene che questo approccio ha portato semplicemente a "replicare" gli esiti dell'evoluzione biologica, ma che per riuscire a compiere un ulteriore passo avanti sia necessario riuscite a imitarne i metodi.

Wyder è l'autore principale di uno studio pubblicato su Sciences Advances che ha dimostrato la possibilità di realizzare macchine dotate di una forma rudimentale di "metabolismo" (le virgolette sono necessarie, più avanti vi spieghiamo perché), e cioè la capacità di "consumare" altri robot per crescere, rafforzarsi, acquisire abilità e, in un certo senso, poter sopravvivere.

L'idea di metabolismo robotico non è nuova, e racchiude al suo interno vari concetti propri dell'intelligenza artificiale e della robotica stessa: c'è il tema della vita artificiale, la robotica modulare e il passaggio dal design orientato al compito a quello orientato alla sopravvivenza.

Partendo da qui il gruppo coordinato da Wyder ha cercato di condensare queste idee in un prototipo di robot capace di "nutrirsi" di altri robot e traendo ispirazione dal modo in cui la natura costruisce gli organismi: 20 amminoacidi combinabili in trilioni di proteine, i mattoni fondamentali della vita.

I ricercatori hanno progettato un modulo robotico di base, chiamato Truss Link, e pensato come equivalente robotico di un amminoacido. Si tratta di un oggetto che assomiglia ad una barra, lunga 16cm, dotata di batterie, controller e servomotori per espandersi, contrarsi e avanzare in linea retta. Grazie ai magneti permanenti su entrambe le estremità, i Truss Link possono collegarsi agli altri e formare strutture leggere e articolate.

Questi Truss Link sono stati oggetto di vari esperimenti, in particolar modo per osservare le capacità di aggregazione in strutture più complesse per ricreare quei processi con cui gli amminoacidi formarono le prime molecole organiche 4 miliardi di anni fa. I ricercatori hanno manovrato i Truss Link per creare configurazioni di vario tipo, con forme a tetraedtro o diamante, che hanno mostrato capacità di movimento più avanzate al progressivo aumentare della complessità geometrica.

La vera sfida, però, è stata quella di capire se il processo potesse avvenire spontaneamente. Tramite simulazioni al computer, sei Truss Link venivano “lanciati” a caso in uno spazio chiuso: su 2.000 simulazioni da 20 minuti, nel 64% dei casi si formavano due stelle a tre punte, nell’8,4% due triangoli e quasi nel 45% un diamante con coda (alcune configurazioni erano intermedie). La casualità del moto consentiva ai Truss Link anche di “riparare” strutture danneggiate e perfino sostituire moduli guasti.

E qui arriviamo alla precisazione delle virgolette: si può davvero parlare di "consumare" e "mangiare" o, in altri termini, di vero "metabolismo"? Gli esperimenti condotti hanno mostrato solamente la capacità da parte dei Truss Rod di assemblarsi, configurarsi, muoversi e ripararsi: il termine metabolismo ha origine da greco “metabolē”, che significa cambiamento. I robot sperimentali sono stati certamente capaci di "cambiare", ma non certo di trasformare la materia in energia, ovvero ciò che viene riassunto dal concetto di metabolismo .

I ricercatori sottolineano che al momento non sono previste applicazioni concrete e che il progetto resta una base di ricerca sperimentale e con la volontà di procedere verso ulteriori sviluppi in direzione di quel concetto di sopravvivenza citato in precedenza. Secondo il team di ricerca sarà necessario integrare, appunto, "vincoli di sopravvivenza" nella progettazione dei robot così che possano sviluppare capacità di adattamento ad eventi esterni, proprio come l'evoluzione biologica ha permesso agli organismi viventi di sopravvivere nella storia.