A partire dagli inizi del XX secolo, i robot sono stati spesso impiegati per realizzare modelli animali e umani. Simulare un essere vivente con un robot, infatti, ci permette di comprendere meglio i processi mentali e neurali che guidano il suo comportamento.

Oggi una nuova idea di ricerca sta prendendo piede nei laboratori e i robot non vengono più usati solo come modelli simulativi, ma anche come stimolo per gli altri esseri viventi. Osservare come gli animali (esseri umani inclusi) reagiscono agli stimoli offerti dai robot può essere molto utile per comprendere i processi mentali e neurali che guidano il loro comportamento.

Ne è un esempio la ricerca condotta da Shannon R. Butler e Esteban Fernandez-Juricic dell’Università di Purdue, che ha indagato il ruolo dello sguardo nella comunicazione degli storni europei (Sturnus vulgaris).

Per raggiungere questo scopo, i ricercatori hanno programmato uno storno robotico perché fosse capace di guardare dentro a un finestra. Lo hanno poi mostrato a degli uccelli vivi, verificando se questi, effettivamente, andassero a controllare cosa ci fosse in quella direzione.

Questo tipo di comportamento è chiamato attenzione congiunta ed è caratteristico delle specie gregarie, inclusa quella umana. Quando, per esempio, vediamo una persona fissare un punto con molta attenzione, tendenzialmente anche noi ci giriamo a guardarlo. A prima vista può sembrare un gesto scontato, ma in realtà si basa su fenomeni e sistemi cognitivi che giocano un ruolo centrale nel nostro sviluppo. Basti pensare che la sua assenza è una delle caratteristiche tipiche delle persone nello spettro autistico.

Perché usare un robot invece di un altro essere vivente?

Perché i robot sono manipolabili, controllabili e prevedibili. Possono stimolare l’animale nello stesso modo e con la stessa accuratezza senza stancarsi, oppure si può giocare con le caratteristiche del robot in modo da cambiare il tipo di stimolo.

Questo rende l’esperimento riproducibile e controllabile con molta precisione, cosa che non sarebbe possibile se a fornire lo stimolo fosse un altro animale. Gli animali non sono in grado di riprodurre lo stesso comportamento più volte con la stessa accuratezza e, per ovvie ragioni etiche, non è possibile intervenire sul loro corpo per cambiare lo stimolo.

Non sarebbe per esempio possibile chiedere a uno storno “in carne e ossa” di guardare ripetutamente dentro la finestra, con lo stesso livello di ripetibilità e accuratezza raggiunto dallo storno robotico! E la ripetibilità e l’accuratezza dello stimolo sono essenziali per poter indagare sistematicamente il fenomeno di interesse.

Tutto ciò naturalmente può sollevare dei dubbi legittimi: siamo sicuri che lo storno robotico sia in grado di comportarsi in modo sufficientemente verosimile? La sua natura robotica può condizionare positivamente o negativamente il comportamento dello storno vivente? Cosa impariamo, osservando un animale interagire con un robot, a proposito di come quell’animale reagisce ad altri animali?

Proprio per dissipare dubbi di questo genere, i ricercatori hanno deciso che il robot dovesse avere un aspetto e un comportamento quanto più simili possibile a quelli di un storno “in carne e ossa”.

La livrea esteriore non è stata un problema: sfruttando le tecniche di tassidermia, il robot è stato rivestito con le piume e la pelle di uno storno. Il comportamento ha invece posto i ricercatori davanti a una questione più spinosa: che movimento fanno gli uccelli quando fissano qualcosa?

A differenza degli umani, che hanno gli occhi posti sullo stesso piano, gli storni presentano i bulbi oculari lateralmente sulla testa e non è chiaro quale movimento – o sequenza di movimenti o orientamento della testa – corrisponda all’atto di fissare in un punto particolare.

La recinzione era suddivisa in tre scompartimenti, comunicanti tra loro tramite delle finestre. Uno ospitava il robot, uno l’animale e il terzo era vuoto. Inoltre, lo scompartimento del robot e dell’animale erano divisi da un pannello trasparente.

I due studiosi dunque hanno dovuto formulare un’ipotesi in merito, implementarla sul robot ed usare il set dell’esperimento per corroborare anche quella.

I risultati sono stati positivi. A prescindere da quanto fosse efficace il robot a imitare uno storno, gli uccelli vivi hanno sensibilmente risposto al suo gesto, andando a guardare fuori dalla finestra che avrebbe consentito loro di controllare che cosa ci fosse nella direzione in cui guardava.

La ricerca, dunque, sembra avvallare l’importanza che lo sguardo ha nella comunicazione di animali come gli storni che, vivendo in grandi gruppi, devono coordinare comportamenti e movimenti. L’attenzione congiunta potrebbe dunque favorire – o essere favorita – dalle interazioni sociali, fornendo informazioni su oggetti e luoghi di interesse o sulla presenza di potenziali predatori o prede. Resta invece da capire quale ruolo giochino gli altri sensi.

Quello raccontato è solo uno dei molti esempi di ricerche che implicano l’interazione tra robot e altri esseri viventi. Biorob nasce per raccontarveli.

Se vuoi leggere l’articolo scientifico ecco il link:  https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2014.0665

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