Occhi di granchio per i futuri robot

Uno studio australiano sui granchi, i cui occhi non distinguono le forme ma sono dotati di fotorecettori, ha scoperto un sistema raffinato per individuare le minacce, che getta luce su come gli animali semplici distinguono i pericoli in base ad una combinazione di indizi visivi. E apre la strada a nuove applicazioni per dotare di vista i robot.
I ricercatori del Centro di eccellenza per le scienze visive all'Università nazionale australiana hanno studiato il comportamento dei granchi violinisti (così chiamati perché nei maschi una delle chele è molto più sviluppata e viene ritmicamente agitata per combattere e per corteggiare) per scoprire come vedono gli uccelli e come distinguono se li minacciano oppure volano sopra le loro colonie diretti all'oceano.
«Questi granchi non possono distinguere le forme e debbono costantemente competere con uccelli più grandi e dotati di vista acuta», scrive il prof. Jan Hemmi sulla rivista Proceedings of the Royal Society B. «Debbono correre nelle loro tane sotto la sabbia per sfuggire agli uccelli di passaggio anche ogni due o tre minuti».
Usando dei predatori artificiali di polistirolo e videocamere sincronizzate, gli studiosi hanno registrato gli eventi dal punto di vista dei granchi, monitorando le loro reazioni.
«I granchi erano molto impauriti, tanto è scarsa la loro capacità visiva. Invece di discernere la forma dell'uccello, percepiscono la sua altezza da terra, la velocità dei movimenti quando scendono in picchiata, e come volano. Appena il predatore batte le ali, la luce guizzante è percepita da un ommatidium, o fotorecettore negli occhi del granchio, che è simile a un pixel sullo schermo di un computer», spiega Hemmi.
Le dimensioni e la velocità relativa dell'uccello, percepita dai fotorecettori, indica se si sta avvicinando o è semplicemente di passaggio.
Un uccello che batte le ali indica una minaccia che si avvicina, mentre se si alza in volo o plana si sta allontanando.
«Gli occhi dei granchi sono a due centimetri dal terreno», prosegue lo studioso. «Quindi una delle regole che seguono è che ogni oggetto in movimento sopra l'orizzonte dei loro occhi può essere una minaccia e i loro occhi sono sintonizzati per individuare minimi cambiamenti sopra il loro orizzonte.
Secondo Hemmi, il comportamento dei granchi aiuterà a progettare sistemi di visione meccanica per i robot.
«Se il robot ha il compito di vedere oggetti molto piccoli che si avvicinano, imitando il sistema visivo dei granchi può risparmiare una gran mole di calcoli che il robot dovrebbe altrimenti eseguire. Elaborando meno il quadro generale e di più ciò che è significativo, significa meno computi per la macchina e un tempo di reazione più rapido».
L'imitazione visiva del granchio rappresenta quindi un obiettivo verso il quale gli esperti di robotica intendono sperimentare nuove tecnologie e nuovi software in grado non solo di ottimizzare la capacità visiva elettronica, ma soprattutto di rendere «reattivi» i robot.
L'evoluzione dell'intelligenza artificiale, quindi, si spinge sempre più verso confini che sono indirizzati all'interattività uomo-macchina ed il sistema visivo diventa un punto focale della ricerca.
Il Giappone è un Paese leader nella progettazione di questi sistemi, mirati alla creazione di macchine che possano fornire servizi alle persone con problemi motori.