Robot e AI incarnata: prima di pensare, bisogna riuscire ad arrivare

La tesi di Direct Drive è semplice, ma ha conseguenze importanti: per un robot il primo problema non è soltanto “pensare”. È riuscire ad arrivare fisicamente nei luoghi in cui il lavoro viene svolto e in cui si possono raccogliere dati reali. Se la macchina non supera le discontinuità dell’ambiente quotidiano, modelli più avanzati di percezione o di intelligenza artificiale non possono compensare del tutto quel limite. 67

Il problema della “porta d’ingresso fisica”

Gli ambienti ordinari sono pieni di ostacoli che una mappa digitale o un modello di fondazione non possono eliminare: marciapiedi, soglie, buche, pendenze, scale, fango, pavimentazioni sconnesse e passaggi tra spazi interni ed esterni.

Secondo Direct Drive, molti robot tradizionali su ruote non riescono a raggiungere proprio gli scenari in cui servirebbero dati di interazione fisica. Se il robot non entra in quell’ambiente, quei dati non vengono raccolti e la macchina non può imparare a operare in quelle condizioni. 6

L’argomento sposta quindi l’attenzione dal solo “cervello” del robot al suo corpo, cioè al mezzo che lo porta nel mondo reale. La simulazione resta utile, ma ha dei limiti: un robot escluso da un contesto non può né imparare direttamente da quel contesto né offrire servizi al suo interno. 67

Da qui deriva anche la critica ai modelli di implementazione che obbligano l’ambiente ad adattarsi alla macchina: rampe dedicate, percorsi delimitati, marcatori o corsie appositamente progettate. L’obiettivo dichiarato è l’opposto: fare in modo che il robot si adatti agli spazi costruiti per le persone.

Questa è una tesi strategica dell’azienda, non un consenso consolidato dell’intero settore. L’AI incarnata dipende anche da manipolazione, sicurezza, percezione, capacità di calcolo, qualità dei dati, costi e affidabilità. In senso ampio, però, la definizione del settore richiede proprio un sistema capace di percepire l’ambiente, prendere decisioni e modificarlo fisicamente attraverso i propri attuatori. 3

Perché combinare ruote e gambe

Le ruote: efficienti, ma vincolate dal terreno

I robot puramente ruotati sono veloci, efficienti dal punto di vista energetico e pratici su pavimenti lisci, strade e percorsi regolari. Il loro limite emerge davanti a gradini, fessure, superfici cedevoli, dislivelli e terreni irregolari. 6

Le gambe: più adattabili, ma più costose da gestire

Le gambe possono superare ostacoli più complessi, ma richiedono in genere maggiore energia, controllo e complessità meccanica per gli spostamenti ordinari e sulle lunghe distanze. Nei materiali di Direct Drive, la locomozione esclusivamente su gambe viene descritta come meno efficiente e meno facilmente scalabile rispetto a quella su ruote. 5

Il compromesso wheel-legged

La soluzione wheel-legged, cioè su ruote e gambe, prova a usare la modalità più efficiente come impostazione predefinita e ad attivare le articolazioni quando il terreno lo richiede. Le gambe possono sollevare il corpo, compiere piccoli passi, regolare la postura, stabilizzare la piattaforma e aiutare il robot a superare un ostacolo o a recuperare l’equilibrio.

La descrizione di TITA pubblicata da NVIDIA riassume il principio: velocità e agilità delle ruote vengono unite all’adattabilità delle gambe, attraverso articolazioni direct-drive e motori integrati nei mozzi. 4

In pratica, l’obiettivo è attraversare marciapiedi, pendenze e pavimentazioni sconnesse senza interrompere il lavoro e senza dover ridisegnare il percorso. È anche il motivo per cui Direct Drive immagina un possibile ingresso dei robot domestici nelle abitazioni partendo dal “rotolamento”, invece di puntare subito a un’andatura completamente umanoide.

Che cosa aggiungono gli attuatori direct-drive

Nei motori direct-drive la forza viene trasmessa in modo più diretto, riducendo o eliminando parte degli elementi di trasmissione convenzionali. Nei mozzi, i motori forniscono direttamente la propulsione alla ruota; nelle articolazioni, gli attuatori devono garantire coppia elevata e risposta rapida per sostenere cambi di postura, piccoli passi e superamento degli ostacoli. 4

L’architettura punta a migliorare il controllo della coppia e la rapidità della risposta al movimento. Il compromesso è progettare motore, struttura, sistemi di controllo e gestione termica affinché possano sopportare i carichi generati dalla trasmissione diretta.

Il punto centrale della proposta è quindi la divisione dei compiti: l’AI pianifica e sceglie l’azione, ma l’hardware direct-drive rende quell’azione fisicamente possibile su un terreno irregolare. Da qui l’affermazione di Direct Drive secondo cui l’incarnazione dell’intelligenza non può essere risolta soltanto via software.

Da Xingtian a TITA e D1

La gamma presentata dall’azienda segue una progressione in tre fasi.

• Xingtian, o Xing Tian, (2021): il primo robot commerciale a due ruote e due gambe basato sulla tecnologia direct-drive. Il modello viene presentato come una prima dimostrazione del fatto che una struttura wheel-legged può offrire un accesso al terreno più ampio rispetto a un telaio convenzionale su ruote. 7
• TITA (2023): una piattaforma bipede su ruote con otto gradi di libertà, pensata per ricerca, sviluppo e applicazioni operative. Direct Drive dichiara otto attuatori quasi-direct-drive, una coppia massima di 120 N·m, batterie sostituibili a caldo, accesso tramite kernel Linux e API aperte, oltre al supporto a ROS 2. 5
• D1 (2025): una piattaforma modulare di robotica incarnata capace di combinare più unità e passare da una configurazione a due ruote e gambe a una configurazione a quattro ruote, simile a un veicolo quadrupede o strisciante. 5

TITA integra, secondo le specifiche citate dall’azienda, un computer NVIDIA Jetson Orin NX da 16 GB con capacità dichiarata di 100 TOPS, sensori a ultrasuoni e SPAD, oltre a telecamere binoculari. Le guide nella parte superiore consentono di aggiungere accessori modulari. 45

La piattaforma è destinata a ispezione, logistica, agricoltura e ricerca. Il produttore dichiara inoltre funzioni di evitamento attivo degli ostacoli, regolazione della postura, resistenza alle cadute e autoripristino. 45

Per D1, le specifiche pubblicate da Direct Drive indicano un’altezza massima superabile di 70 centimetri e un carico utile fino a 100 chilogrammi nella modalità di movimento a quattro ruote. 5 Il valore della modularità non sta però soltanto nella portata: una configurazione più compatta può favorire la mobilità in contesti urbani e il superamento di scale o marciapiedi, mentre una struttura più bassa e unita può privilegiare stabilità, trasporto del carico e terreni difficili.

Dalla capacità di arrivare alla copertura dei servizi

Direct Drive presenta i propri impieghi e la fornitura di componenti come segnali del fatto che la mobilità direct-drive non sia soltanto un esercizio da laboratorio. Tuttavia, i dati sulle implementazioni su larga scala e le definizioni promozionali come “prima al mondo” provengono in larga parte dai materiali aziendali o da documenti societari e vanno quindi interpretati con cautela. 57

La traiettoria Xingtian–TITA–D1 mostra il passaggio dalla dimostrazione della locomozione wheel-legged a una piattaforma dotata di sensori e strumenti per gli sviluppatori, fino a una forma modulare capace di adattare configurazione e capacità al compito. 57

L’ordine delle operazioni proposto da Direct Drive è dunque questo: prima garantire l’accesso fisico a una maggiore varietà di ambienti; poi raccogliere dati di interazione reali e migliorare l’esecuzione affidabile dei compiti; quindi ampliare le applicazioni. Solo dopo, secondo questa lettura, si può puntare davvero a un robot generalista. 67

La conclusione non è che l’intelligenza artificiale conti meno. È che, senza un corpo capace di entrare nel mondo reale, anche il modello più brillante rischia di non avere né i dati né lo spazio operativo necessari per dimostrare quanto vale.