Cognitive Systems for Robotics – CoSyR

Descrizione Attività

L’architettura di riferimento sarà organizzata in tre aree computazionali: l’area subconcettuale riguardante il livello di elaborazione dei dati percettivi che provengono dai sensori; in tale area l’informazione non è ancora organizzata in termini di strutture concettuali e categorie. L’area simbolica riguarderà l’elaborazione simbolica delle informazioni; infine, nell’area concettuale, si realizzerà un ponte tra quella subconcettuale e quella simbolica; i dati provenienti dall’area subconcettuale saranno organizzati in categorie concettuali indipendenti dalla categorizzazione simbolica. I simboli nell’area saranno ancorati ai dati dei sensori mappandoli sulle rappresentazioni dell’area concettuale.

In particolare, al fine di implementare l’architettura cognitiva del sistema e il classico ciclo di percezione-ragionamento-azione verranno studiate e sviluppate:

• Metodologie sia simboliche che subsimboliche per la rappresentazione della conoscenza, il ragionamento e l’apprendimento.

• Metodologie per eliminazione del rumore ed estrazione dell’informazione proveniente dai sensori, ai fini della diagnosi e prognosi di guasti sulla piattaforma robotica

• Metodologie nell’ambito della “consciousness”, che sfrutteranno, nello specifico, la teoria della Global Workspace e le executive functions di Buheler al fine di progettare e sviluppare agenti BDI più robusti e autonomi

• Algoritmi di quantum computing per la rappresentazione, la classificazione e l’ottimizzazione di processi

• Algoritmi e Modelli di Machine Learning dotati di meccanismi di Explainability e Interpretability

Obiettivi

Obiettivo del gruppo CSR è la creazione e implementazione di algoritmi e architetture delle Scienze Cognitive, includendo anche aspetti etici, di consapevolezza e di “consciousness” al fine di integrarli in sistemi di robotica sociale e Intelligent Automation.

La corporeità del sistema intelligente in cui verranno integrati tali modelli sarà un elemento rilevante ma non vincolato ad una specifica piattaforma hardware.

In particolare, le attività del gruppo sono volte a:

● Mettere a punto metodologie orientate a migliorare i processi di Human-Robot Interaction

● Modellare i comportamenti di robot umanoidi nell’ambito della robotica sociale, con applicazioni nel campo della e-health, dell’education ed in generale nel campo del supporto sociale.

● Studiare tecniche non invasive per analizzare l’affidabilità, lo stato di salute e l’autonomia delle piattaforme robotiche.

● Concepire ambienti che siano in grado di entrare in simbiosi con l’utente coadiuvandone il benessere (intelligent automation)

● Concepire, sviluppare e mettere a punto architettura cognitive che estendano l’architettura Belief Desire Intention (BDI) con meccanismi, basati sulla teoria dell’attenzione/coscienza di Baars e sulla teoria del sistema esecutivo di Buehler per la guida degli agenti.

● Sviluppare algoritmi quantistici che permettano un miglioramento rispetto agli algoritmi classici e abbiano ricadute in casi applicativi, in primis nell’ambito della robotica

● Sviluppare algoritmi con caratteristiche di Explainability e Interpretability

Campi Applicativi

Artificial Intelligence and data scienze – Quantum Computing – Robotics

Coordinatore del Gruppo

Filippo Vella

Keywords

Quantum Computing, Intelligent Automation, Social Robotics, XAI, Agentic AI