|
a cura di Mariachiara Albicocco
Dalla Biologia alla robotica il passo sembra lungo…Invece
i ricercatori della Sissa
di Trieste, Sissa sta per Scuola Internazionale Superiore
di Studi Avanzati, sono riusciti ad accorciare la distanza.
Dai baffi dei topi ai robot tattili il passo è
già stato compiuto, o meglio, si sta compiendo.
Infatti il team del prof. Mathew Diamond, responsabile
del laboratorio di percezione e apprendimento tattile,
ha studiato gli organi di percezione tattile dei topi
così da creare in laboratorio un robot capace
di percepire il tatto. Che cosa significa? Ascolta
l'intervista realizzata da Mariachiara Albicocco durante
la trasmissione radiofonica di Moebius (il 16
febbraio 2008).
I ratti sono un interessante modello cui ispirarsi: sono in grado
di comprendere infatti in modo estremamente raffinato come sia
formata una superficie grazie alle loro vibrisse con cui spazzolano
gli oggetti, proprio come noi facciamo con i polpastrelli.
Scenari futuri della robotica, comunque, ci proiettano in una
realtà popolata anche da robot tattili. 
Infatti, il team del progetto BIOTACT
è al lavoro per realizzare artefatti in grado di elaborare
e codificare stimoli tattili, seguendo un approccio “biologically
inspired”, cioè imitando la biologia del tatto.
L'immagine, qui accanto, ritrae infatti il sensore artificiale
Biotact.
Ma nell’animale, qual è il linguaggio neuronale per
la percezione tattile? Il team di Diamond ha pubblicato sulla
rivista Plos Biology (vedi articolo a fondo pagina) i risultati
di una ricerca che illustra l’attività neuronale dei
ratti impegnati nell’individuare superfici diverse.
L’esperimento
I ratti dovevano toccare con i baffi una superficie e riconoscerne
l’identità (più o meno ruvida) nel
buio più assoluto. A seconda delle caratteristiche della
superficie dovevano girare a destra o a sinistra per guadagnare
il premio, ovvero dell’acqua.
I ricercatori hanno registrato l’attività neuronale
nella corteccia cerebrale dei ratti mentre erano impegnati nel
compito: sono così riusciti a definire la rappresentazione
degli stimoli e a gettare luce sui meccanismi neuronali che traducono
il tatto in riconoscimento.
Per comprendere come l’attività neuronale determini
il comportamento dell’animale, i ricercatori hanno esaminato
nel
dettaglio cosa accade quando i ratti falliscono la prova non riuscendo
a guadagnare l’acqua.
«Abbiamo riscontrato che quando il ratto distingue correttamente
le due superfici, al contatto con la superficie ruvida corrisponde
un’alta attività neuronale» commenta Diamond.
Al contrario il contatto con la superficie liscia genera un’attività
neuronale più bassa.
«Quando però la scelta non identifica correttamente
lo stimolo (nel 10% delle prove), si riscontra una codifica rovesciata:
l’attività neuronale è bassa per la superficie
più ruvida».
Esaminando i video ripresi con telecamere infrarosse a
1.000 immagini al secondo, i ricercatori hanno riscontrato che
l’errore accade perché i baffi "hanno un contatto
sbagliato" con la superficie, passando cioè sotto
o sopra l’oggetto d’interesse. «Però, avendo
identificato le basi neuronali della sensazione tattile, noi sappiamo
la scelta che farà l’animale ancora prima della sua
azione: i neuroni corticali portano il segnale sbagliato, il ratto
"ascolta" i suoi neuroni e compie inevitabilmente la
scelta sbagliata.
Ovvero se il contatto con lo stimolo genera una risposta neuronale
bassa, il ratto va nella direzione associata allo stimolo liscio».
«Sfiorando con i baffi le superfici – spiega Diamond
- i ratti sondano gli oggetti che incontrano e generano sensazioni
tattili: questa forma di "active sensing" consente loro
di riconoscere in maniera veloce e accurata le superfici. Il tutto
accade molto velocemente: in 200 millisecondi i ratti sono in
grado di generare, codificare ed elaborare lo stimolo. Ora intendiamo
integrare la conoscenza delle basi neuronali della sensazione
tattile nei robot BIOTACT».
QUI
trovate l'articolo scientifico pubblicato su PlosBiology.
In questa pagina trovate anche i video degli esperimenti.
16.02.08
|
