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Testato dal comandante ESA Luca Parmitano, l’assistente digitale con tecnologia IBM Watson ha dato buona prova di sé in ogni esperimento scientifico

Capacità di volo autonomo, controllo vocale sulla navigazione, risposta ai compiti affidati, gestione dello stress e dell’isolamento: sono questi, in sintesi, i compiti a cui Cimon-2 è stato sottoposto sulla Stazione Spaziale Internazionale dal comandante Luca Parmitano e che il team di progetto – composto da DLR, Airbus e IBM, e dai partner scientifici LMU e Biotesc per conto dell’ESA – ha appena terminato di analizzare.

I risultati indicano che il piccolo assistente digitale con tecnologia IBM Watson, messo a punto in Germania in meno di un anno e lanciato in orbita il 5 dicembre con un volo di rifornimento dello Space X-19, ha superato tutte le prove di interazione con l’equipaggio, dimostrando così la sua validità come strumento pioneristico per l’applicazione dell’Intelligenza Artificiale alle missioni spaziali. Non a caso, Cimon-2 è rimasto sulla ISS con l’obiettivo di operarvi per i prossimi tre anni.

Cimon-2 a bordo della ISS @Credit NASA, ESA, DLR

L’attuale versione ha microfoni più sensibili e un senso dell’orientamento più sviluppato rispetto al predecessore rientrato sulla Terra nell’agosto 2019, dopo 14 mesi trascorsi nello Spazio. A risultare notevolmente migliorate sono le funzionalità di Intelligenza Artificiale e la stabilità delle complesse applicazioni software. L’autonomia della batteria è stata aumentata di circa il 30 percento. Capace di rilevare le emozioni e i toni del linguaggio degli interlocutori, grazie a Watson Tone Analyzer, Cimon-2 è risultato persino più empatico del progenitore.

Gli esperimenti condotti ne hanno verificato le caratteristiche. Prendiamo, ad esempio, le capacità di navigazione e il suo controllo vocale: Cimon-2 è in grado di raggiungere una specifica posizione tramite comandi verbali, indipendentemente dal luogo in cui si trova. Per la messa a punto delle componenti hardware e software, Luca Parmitano ha chiesto al dispositivo di spostarsi al Biological Experiment Laboratory (Biolab) all’interno del modulo Columbus, ordine eseguito con successo. Un altro compito lo ha visto all’opera come fotografo e operatore video, con la richiesta di mostrare i risultati al suo interlocutore. Tutte competenze con cui Cimon-2 supporterà in futuro le attività condotte sulla ISS.

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Non solo. Il fatto che Cimon-2 possa essere di aiuto agli astronauti impegnati dall’abituale carico di lavoro – esperimenti scientifici, attività di manutenzione e di riparazione – significa che è in grado di abbassarne l’esposizione allo stress causato dai processi dinamici di gruppo e dall’isolamento tipici delle missioni a lungo termine. E se ciò vale nello Spazio, potrebbe trovare presto applicazione in altri contesti sociali qui sulla Terra.

La famiglia Cimon

Lo sviluppo e la costruzione di Cimon – acronimo di Crew Interactive Mobile Companion e primo robot autonomo europeo per i viaggi nello spazio – fu commissionato dall’Agenzia Spaziale tedesca (DLR) con fondi del Ministero federale dell’Economia e dell’Energia, e portato a termine da Airbus a Friedrichshafen e Brema. Le tecnologie Watson, tra le quali Watson Visual Recognition, Watson Speech to Text, Watson Text to Speech, Watson Assistant, Watson Tone Analyzer su IBM Cloud, servono come strumenti di intelligenza artificiale a comando vocale. Gli aspetti umani del sistema sono stati co-sviluppati e supervisionati dagli scienziati del Centro clinico dell’Università Ludwig-Maximilians (LMU) di Monaco. Il Centro di assistenza utenti ESA Biotesc dell’Università di scienze applicate di Lucerna si è preoccupato di far funzionare perfettamente CIMON anche nel modulo Columbus dell’ISS e di accompagnare la cooperazione degli astronauti con il robot direttamente dalla Terra. Alla realizzazione di CIMON-1 ha lavorato un team di circa 50 persone per quasi 2 anni, a partire dall’agosto 2016. Il prototipo dell’esperimento tecnologico è rimasto a bordo della ISS dal 2 luglio 2018 al 27 agosto 2019 ed è stato presentato in anteprima mondiale il ​​15 novembre 2018 con l’astronauta tedesco dell’ESA Alexander Gerst. A seguito della missione, Cimon-1 è stato dichiarato patrimonio culturale tedesco, con l’obiettivo di farne strumento di ispirazione per le generazioni future verso lo studio delle materie STEM. Cimon-2 è stato invece realizzato in meno di un anno da uno staff di circa 20 specialisti.

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Luca Parmitano con Cimon-2 a bordo della ISS @Credit NASA, ESA, DLR

L’idea progettuale

Il ruolo di Cimon è di supporto agli astronauti per aumentarne l’efficienza. Cimon è in grado di cercare, mostrare e spiegare informazioni, istruzioni per esperimenti scientifici e riparazioni attraverso un accesso con controllo vocale che non richiede agli interlocutori l’impiego delle mani. Cimon può anche essere usato come telecamera mobile. Ma al di là di un’attività di routine, è anche in grado di vedere, ascoltare, capire e parlare. I suoi “occhi” sono composti da una serie di telecamere: una stereo per l’orientamento, un’altra ad alta risoluzione per il riconoscimento facciale e due laterali per l’imaging e la documentazione video. I sensori a ultrasuoni misurano le distanze per evitare potenziali collisioni. Le “orecchie” di Cimon sono invece costituite da otto microfoni con cui rilevare la direzione delle fonti sonore e un microfono direzionale aggiuntivo per un buon riconoscimento vocale. La “bocca” è un altoparlante che può essere usato per parlare o riprodurre musica. Il piccolo assistente digitale non è dotato di capacità di auto-training e richiede quindi di essere istruito dall’uomo. L’intelligenza Artificiale utilizzata per la navigazione autonoma è stata fornita da Airbus ed è progettata per la pianificazione dei movimenti e il riconoscimento degli oggetti. Dodici rotori interni consentono a Cimon il movimento e la rotazione in tutte le direzioni. Ciò significa che può rivolgersi all’astronauta quando viene indirizzato. Può anche annuire o scuotere la testa e seguire il suo interlocutore in modo autonomo o a comando.