Un nuovo sistema robotico si muove come gli esseri umani

I ricercatori dell’Istituto di Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IBF) di Palermo hanno creato un sistema robotico che impara a muoversi in un ambiente in modo simile a un essere umano, prendendo ispirazione dalla ricerca sulle simulazioni dell’ippocampo umano. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Neural Networks con il titolo “An explainable artificial intelligence approach to spatial navigation based on hippocampal circuitry”.

Il team del CNR-IBF ha sviluppato una rete neurale che supera il modello di deep learning. Utilizzando questa rete, un robot è in grado di organizzare autonomamente le proprie connessioni sinaptiche durante il movimento e apprende come raggiungere una destinazione specifica in una singola sessione di apprendimento, ricordando il percorso nelle sessioni successive. 

Michele Migliore del CNR-IBF spiega: “Questa è la prima volta che siamo in grado di realizzare la formazione di una funzione cognitiva di alto livello a partire dalla micro-architettura di una regione cerebrale, ovvero i singoli neuroni e le loro connessioni. I risultati spiegano anche come mai le reti di intelligenza artificiale attuali non potranno mai competere con l’efficienza e la velocità di apprendimento dei circuiti biologici, a meno di non utilizzare le stesse architetture già sviluppate dall’evoluzione naturale”.

Questa ricerca apre la strada a nuovi approcci nella navigazione autonoma e ha implicazioni pratiche significative, ad esempio nell’automazione industriale e nella logistica, con la possibilità di ridurre errori di produzione e migliorare le performance meccaniche. Inoltre, i sistemi di guida assistita e gli ausili per le persone con ridotte capacità fisiche potrebbero beneficiare dello sviluppo di queste architetture di intelligenza artificiale.

Questo lavoro di ricerca è parte del programma del progetto bandiera europeo (European flag project) Human Brain Project, di cui il Cnr è partner. È stato sviluppato nell’ambito dell’infrastruttura di ricerca “EBRAINS-Italy”, finanziata da Next Generation EU e dal Ministero della Ricerca nell’ambito dei fondi PNRR M4C2, di cui Michele Migliore è responsabile scientifico.